RU158435U1

RU158435U1 - WELL CLEANING DEVICE

Info

Publication number: RU158435U1
Application number: RU2015123035/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Илларионович Плугин; Роман Владиславович Шохин; Сергей Владимирович Богданов
Original assignee: Александр Илларионович Плугин
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2016-01-10

Abstract

1. Устройство для очистки скважин, содержащее рабочий инструмент, закрепленный на трос-кабеле, выполненный в виде полого цилиндра, в котором размещена камера выработки газового агента и подачи в многосопловую рабочую головку, имеющую сопла, ориентированные к забою, к стенке скважины и сопла, ориентированные к устью, отличающееся тем, что часть сопел размещена на трубчатых отводах, сообщенных с полостью рабочей головки, а другая часть сопел, ориентированных к забою, размещена на коническом насадке, соединенном с нижним торцом рабочей головки, имеющей также механические насадки, при этом корпус рабочего инструмента имеет опорные ролики, а рабочая головка соединена с корпусом посредством подшипникового узла.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанная камера соединена с емкостью, заполненной топливом, и с емкостью, имеющей хладагент, при этом обе емкости соединены с баллоном, имеющим запас сжатого инертного газа.1. A device for cleaning wells, containing a working tool mounted on a cable cable, made in the form of a hollow cylinder, in which there is a chamber for generating a gas agent and feeding into a multi-nozzle working head having nozzles oriented towards the bottom, to the wall of the well and nozzle, oriented towards the mouth, characterized in that part of the nozzles are placed on tubular bends communicated with the cavity of the working head, and the other part of the nozzles oriented to the bottom is placed on a conical nozzle connected to the lower end of the working head and also having mechanical nozzles, while the working tool housing has support rollers, and the working head is connected to the housing by means of a bearing assembly. 2. The device according to claim 1, characterized in that said chamber is connected to a tank filled with fuel and to a tank having a refrigerant, both tanks being connected to a cylinder having a reserve of compressed inert gas.

Description

Предложение относится к горной промышленности и может быть использовано в процессах восстановления эксплуатационных показателей скважин на углеводородных залежах, а также гидротермальных скважин.The proposal relates to the mining industry and can be used in the process of restoring the operational performance of wells in hydrocarbon deposits, as well as hydrothermal wells.

В процессах восстановления эксплуатационных характеристик скважин используются различные технические средства для очистки ствола от отложений вязких углеводородов и минеральных фракций. Наиболее типичными являются устройства для очистки скважин в виде гидро- и пневмосистемы для подачи разогретой рабочей жидкости и газа, с помощью которых производят очистку ствола скважины [RU 2096587, 1995, Е21В 43/00; SU 991784, Е21В 43/00, 1981; RU 101493, 2011].In the process of restoring the operational characteristics of wells, various technical means are used to clean the trunk from deposits of viscous hydrocarbons and mineral fractions. The most typical are devices for cleaning wells in the form of a hydraulic and pneumatic system for supplying heated working fluid and gas, with the help of which the wellbore is cleaned [RU 2096587, 1995, ЕВВ 43/00; SU 991784, E21B 43/00, 1981; RU 101493, 2011].

Существенными и очевидными недостатками таких устройств являются незначительная производительность и низкая эффективность процесса ввиду отсутствия рабочего инструмента для активного физического и механического воздействия на сплошные и кольцевые отложения и осадки.Significant and obvious disadvantages of such devices are the low productivity and low efficiency of the process due to the lack of a working tool for active physical and mechanical effects on solid and annular deposits and sediments.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки скважин, содержащее рабочий инструмент, закрепленный на трос-кабеле, выполненный в виде полого цилиндра, в котором размещен генератор рабочего агента (в виде газа) для подачи агента в многосопловую рабочую головку (рабочий орган) имеющую сопла, ориентированные к забою, к стенке скважины и к устью [RU 104619 U1, 2011, Е21В 37/00].The closest in technical essence and the achieved result is a device for cleaning wells, containing a working tool mounted on a cable-cable, made in the form of a hollow cylinder, in which a working agent generator (in the form of gas) for supplying the agent to a multi-nozzle working head (working body) having nozzles oriented to the bottom, to the wall of the well and to the mouth [RU 104619 U1, 2011, ЕВВ 37/00].

Существенным недостатком прототипа являются высокие энергетические и временные затраты на разработку сплошных отложений и очистку стенки реанимируемой скважины ввиду неэффективной конструктивной схемы устройства и его рабочего органа, не имеющего механических насадок для более эффективного разрушения отложений на A significant disadvantage of the prototype is the high energy and time costs for the development of continuous deposits and cleaning the wall of the rehabilitated well due to the inefficient structural design of the device and its working body that does not have mechanical nozzles for more efficient destruction of deposits

стенке скважины, т.к. только физическое воздействие на эти отложения струями газа, истекающими из его сопел, не может привести к полной очистке стенки и ее калибровке по эксплуатируемому диаметру. Кроме того, незначительный запас топлива термогазогенератора проявляется в незначительном времени работы, в частых спуско-подъемных операциях и незначительном его энергетическом потенциале, его приводит к низкой производительности его работы в особых условиях ствола скважины, имеющей прочные отложения на стенках.well wall, as only the physical effect on these deposits by jets of gas flowing from its nozzles cannot lead to a complete cleaning of the wall and its calibration by the exploited diameter. In addition, an insignificant fuel supply of the thermogas generator is manifested in an insignificant operating time, in frequent tripping and insignificant energy potential, it leads to low productivity of its operation in special conditions of the wellbore, which has strong deposits on the walls.

Технической задачей и положительным техническим результатом предлагаемого устройства является увеличение его производительности и повышение эффективности процесса очистки ствола реанимируемой скважины от сплошных отложений и. полной очистки стенки скважины для восстановления ее расчетного эксплуатационного диаметра (сечения) и обеспечения нормальной работы насосного оборудования в стволе скважины за счет более высокого энергопотенциала, обеспечивающего необходимое время его работы в скважине без необходимости выполнения спуско-подъемных операций, занимающих технологическое время и энергозатраты.The technical task and the positive technical result of the proposed device is to increase its productivity and increase the efficiency of the process of cleaning the wellbore of a well from permanent deposits and. complete cleaning of the borehole wall to restore its calculated operational diameter (cross-section) and to ensure normal operation of pumping equipment in the borehole due to a higher energy potential that provides the necessary time for its operation in the borehole without the need for tripping operations that take technological time and energy costs.

Указанная задача и технический результат достигается за счет того, что устройство для очистки скважин содержит рабочий инструмент, закрепленный на трос-кабеле, выполненный в виде полого цилиндра, в котором размещена камера выработки газового агента и подачи в многосопловую рабочую головку, имеющую сопла, ориентированные к забою, к стенке скважины и сопла, ориентированные к устью, при этом часть сопел размещена на трубчатых отводах, сообщенных с полостью рабочей головки, а другая часть сопел, ориентированных к забою, размещена на коническом насадке, соединенном- с нижним торцом рабочей головки, имеющей также механические насадки, выполненные в виде спирали и в виде цепей, причем насадки в виде спирали закреплены на поверхности конического насадка, в - в виде цепей - на корпусе рабочей головки, при This task and the technical result is achieved due to the fact that the device for cleaning wells contains a working tool mounted on a cable-cable, made in the form of a hollow cylinder, in which there is a chamber for generating a gas agent and feeding it into a multi-nozzle working head having nozzles oriented to the face, to the wall of the well and nozzles oriented towards the mouth, while part of the nozzles are placed on tubular bends communicated with the cavity of the working head, and the other part of nozzles oriented to the bottom are placed on the conical m nozzle soedinennom- with the lower end of the working head, also having a mechanical nozzle formed in a spiral and in the form of chains, wherein the nozzle in a spiral form are fixed on the surface of the conical nozzle in - a circuit - on the working head housing, with

этом корпус рабочего инструмента имеет опорные ролики, а рабочая головка соединена с корпусом посредством подшипникового узла.In this case, the working tool housing has support rollers, and the working head is connected to the housing by means of a bearing assembly.

Устройство, характеризующееся тем, что указанная камера соединена с емкостью, заполненной топливом и с емкостью, имеющей хладагент, при этом обе емкости соединены с баллоном, имеющим запас сжатого инертного газа.A device characterized in that said chamber is connected to a tank filled with fuel and to a tank having a refrigerant, both tanks being connected to a cylinder having a reserve of compressed inert gas.

На чертеже, как на языке техники, изображен общий вид устройства с частичным разрезом по его продольной оси.The drawing, as in the language of technology, shows a General view of the device with a partial section along its longitudinal axis.

Устройство для очистки скважин содержит корпус 1 в виде полого цилиндра, в котором размещена камера 2 для выработки парогазового агента; торец корпуса соединен с инструментом 3, имеющим насадки, предназначенным для обработки стенки и ствола скважины 4, имеющей накопленные отложения в виде вязких углеводородов со смесью минеральных частиц. Камера 2 соединена с источником топлива (монотопливный состав), которым оснащена емкость 5, сообщенная посредством клапана 6 с баллоном 7, имеющим запас сжатого инертного газа (например, аргона); баллон также сообщен с емкостью 8, заполненной хладагентом. Корпус 1 по своей периферии имеет опорные ролики 9 для ориентирования устройства в стволе скважины 4. Устройство соединено с трос-кабелем 10, предназначенным для спуска его в скважину, подачи сигнала на открытие клапана 6 и для выполнения спуско-подъемных операций при очистке ствола скважины от отложений. Высокая производительность и эффективность процесса обработки ствола скважины обеспечивается конструкцией рабочего инструмента 3, выполненного в виде многосопловой рабочей головки с соплами 11, ориентированными к забою и к стенке, и соплами 12, сориентированными тангенциально к стенке и к устью скважины, а также оснащенной механическими насадками 13 и 14 для усиления обработки стенки скважины и улучшения условий очистки всего ее ствола, при этом рабочая головка соединена с корпусом 1 устройства посредством подшипникового узла 15.A device for cleaning wells includes a housing 1 in the form of a hollow cylinder, in which a chamber 2 is placed for generating a gas-vapor agent; the end face of the body is connected to a tool 3 having nozzles designed to treat the wall and borehole 4, which has accumulated deposits in the form of viscous hydrocarbons with a mixture of mineral particles. The chamber 2 is connected to a fuel source (mono-fuel composition), which is equipped with a tank 5, communicated through valve 6 with a cylinder 7 having a reserve of compressed inert gas (for example, argon); the cylinder is also in communication with a capacity of 8 filled with refrigerant. The housing 1 at its periphery has support rollers 9 for orienting the device in the wellbore 4. The device is connected to a cable-cable 10 designed to lower it into the well, send a signal to open valve 6 and to carry out tripping operations when cleaning the wellbore from deposits. High productivity and efficiency of the processing of the wellbore is ensured by the design of the working tool 3, made in the form of a multi-nozzle working head with nozzles 11 oriented to the bottom and to the wall, and nozzles 12 oriented tangentially to the wall and to the wellhead, and also equipped with mechanical nozzles 13 and 14 to enhance the processing of the borehole wall and improve the cleaning conditions of its entire barrel, while the working head is connected to the housing 1 of the device by means of a bearing assembly 15.

Часть сопел 11 размещена на трубчатых отводах 16, сообщенных с полостью рабочей головки 3, другая часть сопел 11, ориентированных к забою, размещена на коническом насадке 17, соединенном с нижним торцом рабочей головки. Механические насадки 13 выполнены в виде цепей, а механические насадки 14 - в виде спирали, закрепленной на коническом насадке 17.Part of the nozzles 11 is placed on the tubular bends 16, connected with the cavity of the working head 3, the other part of the nozzles 11, oriented towards the bottom, is placed on a conical nozzle 17 connected to the lower end of the working head. Mechanical nozzles 13 are made in the form of chains, and mechanical nozzles 14 are in the form of a spiral fixed to a conical nozzle 17.

Такое расположение сопел и механических насадок позволяет вести полную обработку ствола скважины (как показано на чертеже), подвергая разработке и сплошные отложения: соплами 11 и мех. насадками 14 и обрабатывая стенку скважины механическими насадками 13 и соплами 11, что гарантирует полную очистку ствола и стенок от отложений за один рабочий рейс, повышая коэффициент эффективности и производительности устройства без необходимости повторения циклов спуско-подъемных операций с экономией энергии на очистку.This arrangement of nozzles and mechanical nozzles allows for complete processing of the wellbore (as shown in the drawing), exposing the development and continuous deposits: nozzles 11 and fur. nozzles 14 and treating the borehole wall with mechanical nozzles 13 and nozzles 11, which ensures complete cleaning of the barrel and walls from deposits in one working flight, increasing the efficiency and productivity of the device without the need for repeating tripping cycles with saving energy on cleaning.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В ствол скважины 4 опускают устройство, корпус 1 которого выбран диаметром меньше внутреннего диаметра ствола (фиг 1). По мере достижения устройством места сужения сечения скважины за счет накопленных отложений (по данным каротажного изучения), подают сигнал по кабель-тросу 10 на включение в работу камеры 2, вырабатываемый парогазовый агент из которой поступает в рабочий инструмент 3, истекает под давлением из сопел 11, 12, осуществляя разрушение отложений совместно с механическими насадками 13 и 14, при этом сопла 12 сориентированы тангенциально (под углом к стенке скважины) и приводят к образованию момента вращения рабочего инструмента, что ведет к более эффективному разрушению отложений в стволе и на стенке скважины за счет подрезания, скалывания и дробления материала отложений соплами и механическими насадками; последние - 13, в виде цепей, полностью очищают стенки скважины, восстанавливая ее эксплуатационный диаметр, что обеспечивает нормальную последующую работу насосного оборудования в The operation of the device is as follows. A device is lowered into the wellbore 4, the housing 1 of which is selected with a diameter less than the internal diameter of the wellbore (FIG. 1). As the device reaches the site of narrowing the well section due to accumulated deposits (according to the logging data), a signal is sent via cable 10 to turn on chamber 2, the produced gas-vapor agent from which enters work tool 3, expires under pressure from nozzles 11 , 12, carrying out the destruction of deposits together with mechanical nozzles 13 and 14, while the nozzles 12 are oriented tangentially (at an angle to the wall of the well) and lead to the formation of the torque of the working tool, which leads to more efficient ivnomu destruction deposits in the barrel and on the borehole wall due to cropping, scaling and mechanical crushing nozzles and nozzles deposition material; the last 13, in the form of chains, completely clean the walls of the well, restoring its operational diameter, which ensures normal subsequent operation of the pumping equipment in

этой обработанной скважине.this treated well.

Наличие полного бортового оснащения устройства: ТГА - 2, топливом - 3 и сжатым газом - 7 позволяет устройству выполнять все операции очистки скважины, включая удаление разработанных отложений, к устью скважины и на утилизацию, без необходимости подпитки (дозаправки) устройства с дневной поверхности. Этот положительный технический результат повышает показатели данного устройства по сокращению энергозатрат в 2,4-2,6 раза, по времени работы - в 5-6 раз и ускоряет ввод скважины в эксплуатацию.The full on-board equipment of the device: TGA - 2, fuel - 3 and compressed gas - 7 allows the device to perform all well cleaning operations, including the removal of developed deposits, to the wellhead and for disposal, without the need to recharge (refuel) the device from the day surface. This positive technical result increases the performance of this device to reduce energy consumption by 2.4-2.6 times, by the time of operation - by 5-6 times and accelerates the commissioning of the well.

Устройство может осуществлять эффективную очистку ствола и стенок скважины от сплошных отложений вязких углеводородов (асфальтовых, битуминозных, парафинистых) с включением минеральных частиц, поступивших в ствол вместе с притоком углеводородного сырья. Также эффективно устройство может быть использовано для очистки ствола геотермальных скважин от оксидов кремния, известняка и других отложений.The device can efficiently clean the borehole and the walls of the well from continuous deposits of viscous hydrocarbons (asphalt, bituminous, paraffin) with the inclusion of mineral particles entering the wellbore along with the influx of hydrocarbon feedstocks. Also, the device can be effectively used to clean the trunk of geothermal wells from oxides of silicon, limestone and other deposits.

Этому способствует оснащение устройства энергетическими монотопливом, хладагентом и сжатым инертным газом, продлевающими время работы устройства в скважине за счет поддержания требуемой температуры расходом хладагента, предупреждающего нештатные вспышки (и аварийность) отложений, которые также превентивно устраняет инертный газ устройства.This is facilitated by equipping the device with energetic mono-fuel, refrigerant and compressed inert gas, which extend the device’s operating time in the well by maintaining the required temperature with the flow rate of the refrigerant, preventing abnormal outbreaks (and accident rate) of deposits, which also preventively eliminates the inert gas of the device.

Это позволяет взять патент на данное техническое решение.This allows you to take a patent for this technical solution.

Claims

1. A device for cleaning wells, containing a working tool mounted on a cable cable, made in the form of a hollow cylinder, in which there is a chamber for generating a gas agent and feeding into a multi-nozzle working head having nozzles oriented towards the bottom, to the wall of the well and nozzle, oriented towards the mouth, characterized in that part of the nozzles are placed on tubular bends communicated with the cavity of the working head, and the other part of the nozzles oriented to the bottom is placed on a conical nozzle connected to the lower end of the working head and having mechanical nozzles, while the working tool housing has support rollers, and the working head is connected to the housing by means of a bearing assembly.

2. The device according to claim 1, characterized in that said chamber is connected to a tank filled with fuel and to a tank having a refrigerant, both tanks being connected to a cylinder having a reserve of compressed inert gas.