RU2031201C1

RU2031201C1 - Hollow part cleaning device

Info

Publication number: RU2031201C1
Authority: RU
Inventors: А.Е. Макаров; В.И. Виноградов; И.Д. Кузьменков
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Экология, водоресурсосбережение и потребление"
Priority date: 1992-04-13
Filing date: 1992-04-13
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: coaxial reflectors of case have tops. Working surface of reflectors is essentially assembly of axial-symmetry surfaces of revolution. Reflector tops face each other, working surfaces are concave. Generating lines of surfaces of revolution are common-focus quadric curves placed on geometric axis of power electrodes. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки фильтров дренажных и водозаборных скважин от минеральных отложений с помощью искровых разрядов. Кроме того, устройство может найти применение в нефтедобывающей промышленности для очистки буровых труб нефтяных скважин от парафиновых отложений, а также в машиностроении для очистки внутренней поверхности труб и глухих полостей от различных отложений и загрязнений. The invention relates to a device for cleaning filters of drainage and water wells from mineral deposits using spark discharges. In addition, the device can find application in the oil industry for cleaning drill pipes of oil wells from paraffin deposits, as well as in mechanical engineering for cleaning the inner surface of pipes and blind cavities from various deposits and contaminants.

Известны устройства для декольматации скважинных фильтров, включающие генератор импульсного тока и разрядники различной конструкции, внутри которых расположены электроды, выполнение и размещение которых в корпусе разрядника также различны (а.с. NN 414005, 476907). Known devices for decolmatization of downhole filters, including a pulse current generator and arresters of various designs, inside which are electrodes, the execution and placement of which in the housing of the arrester are also different (A.S. NN 414005, 476907).

Устройство для очистки фильтров скважин по а.с. N 1188263 помимо положительного и отрицательного электродов, закрепленных стягивающими стержнями, снабжено подвешенным к корпусу на пружинах полым конусом с острыми выступами на внешней поверхности, который под воздействием ударных волн совершает колебательные движения, срезая кольматант и продвигая устройство вперед. Другими словами, в устройстве по а.с. N 1188263 для повышения эффективности очистки используют сочетание электрогидравлического воздействия на кольматант и механического. A device for cleaning well filters according to A.S. N 1188263, in addition to the positive and negative electrodes fixed by the tightening rods, is equipped with a hollow cone suspended from the springs with sharp protrusions on the outer surface, which under the influence of shock waves makes oscillating movements, cutting off the colmatant and moving the device forward. In other words, in the device by a.s. N 1188263 to increase the efficiency of cleaning using a combination of electro-hydraulic effects on colmatant and mechanical.

Известно также устройство для декольматации скважинных фильтров по а.с. N 1105583, в котором для повышения эффективности электроды смещены относительно оси устройства, помещены в паз вращающегося барабана, при этом упомянутый паз имеет форму параболического цилиндра, соосного электродам. В таком устройстве энергия разряда оказывается направленной благодаря форме паза. Направленное воздействие обеспечивает возрастание удельной плотности энергии, воздействующей на участок фильтра, расположенный напротив паза, а в сочетании с поворотом барабана - последовательную очистку фильтра в каждом сечении. It is also known a device for decolmatization of well filters according to AS N 1105583, in which to increase the efficiency of the electrodes are offset relative to the axis of the device, placed in the groove of a rotating drum, said groove having the shape of a parabolic cylinder coaxial with the electrodes. In such a device, the discharge energy is directed due to the shape of the groove. The directed action provides an increase in the specific energy density acting on the filter section located opposite the groove, and in combination with the rotation of the drum, sequential cleaning of the filter in each section.

Вместе с тем, из-за малого телесного угла воздействия на фильтр устройство очищает только часть его поверхности за один разряд, а из-за нерегулируемости поворота разрядника (барабана) не известно число разрядов для обработки заданного сечения фильтра. However, due to the small solid angle of exposure to the filter, the device cleans only part of its surface in one discharge, and due to the unregulated rotation of the spark gap (drum), the number of discharges for processing a given filter cross section is not known.

В устройстве по а. с. N 575147, выбранном за прототип, повышение интенсификации очистки производится путем самодвижения устройства. Последнее имеет конические соосные отражатели, обращенные вершинами в сторону направления движения устройства, в центре которых размещены электроды. При подаче импульса тока между электродами происходит электрический разряд, в результате которого образуются ударные волны и растекающиеся гидропотоки. Они попадают под углом к обрабатываемой поверхности, что приводит к разложению силы их давления на составляющие силы, одна из которых радиальная, а другая направлена вдоль канала, способствуя перемещению устройства вдоль канала с одновременной обработкой его стен. In the device by a. from. N 575147, selected for the prototype, increasing the intensification of cleaning is carried out by self-propelling the device. The latter has conical coaxial reflectors facing their vertices in the direction of the direction of movement of the device, in the center of which are placed the electrodes. When a current pulse is applied between the electrodes, an electric discharge occurs, as a result of which shock waves and flowing hydroflows are formed. They fall at an angle to the surface to be treated, which leads to the decomposition of their pressure forces into component forces, one of which is radial and the other directed along the channel, facilitating the movement of the device along the channel with simultaneous processing of its walls.

Производительность данного устройства низка, так как значительная часть энергии ударной волны расходуется на передвижение разрядника. The performance of this device is low, since a significant part of the energy of the shock wave is spent on the movement of the arrester.

Для устранения этого недостатка предлагается новое устройство. To eliminate this drawback, a new device is proposed.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что для интенсификации очистки по-новому выполнены разнонаправленные отражатели, а именно их рабочие поверхности представляют собой вогнутые поверхности вращения с осевой симметрией. В качестве образующих поверхностей вращения выбраны кривые второго порядка (парабола, гипербола, эллипс) с общим фокусом, расположенным на геометрической оси силовых электродов, при этом отражатели направлены встречно вдоль оси электродов. The essence of the invention lies in the fact that in order to intensify cleaning, multidirectional reflectors are made in a new way, namely, their working surfaces are concave surfaces of revolution with axial symmetry. The second-order curves (parabola, hyperbola, ellipse) with a common focus located on the geometric axis of the power electrodes were selected as forming surfaces of revolution, while the reflectors are directed counter-along along the axis of the electrodes.

Выполнение отражающих поверхностей таким образом позволяет направить возникающие от разряда ударные волны на больший по сравнению с прототипом участок фильтра благодаря использованию эффекта отражения находящегося в фокусе криволинейных отражательных поверхностей источника импульсной энергии и интенсифицировать процесс очистки. The implementation of reflective surfaces in this way allows you to direct the shock waves arising from the discharge to a larger section of the filter compared to the prototype due to the use of the reflection effect of the curved reflective surfaces of the pulsed energy source and intensify the cleaning process.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, общий вид. The drawing shows the proposed device, General view.

Устройство включает верхний 1 и нижний 2 отражатели, скрепленные стержнями 3 и гайками 4. К верхнему отражателю 1 с помощью крышки 5 и болтов 6 крепится коаксиальный кабель 7 с помощью полухомута 8, приваренного к крышке 5, скобы 9, болтов 10 и гаек 11. Оплетка кабеля, подсоединяемая к минусу генератора (не показан), крепится одним из болтов 10. Центральная жила кабеля, запаянная в наконечник 12, с помощью болта 13 крепится к верхнему положительному электроду 14. Отрицательный электрод 15 вворачивается в нижнее основание на резьбе и фиксируется гайками 16 и 17. К нижнему основанию приварена сферическая крестовина 18 для облегчения прохождения устройством участков стыковки обсадных труб при опускании его в скважину. Положительный электрод изолирован от верхней части устройства диэлектрическими втулками 19 и 20. Геометрическая ось электродов и вертикальная ось симметрии устройства совмещены. The device includes an upper 1 and lower 2 reflectors fastened with rods 3 and nuts 4. A coaxial cable 7 is attached to the upper reflector 1 using a cover 5 and bolts 6 using a half-clamp 8 welded to the cover 5, the bracket 9, bolts 10 and nuts 11. The cable sheath connected to the minus of the generator (not shown) is fastened with one of the bolts 10. The central core of the cable, sealed in the tip 12, is attached to the upper positive electrode 14 with a bolt 13. The negative electrode 15 is screwed into the lower base and fixed with nuts 16 and 1 7. A spherical crosspiece 18 is welded to the lower base to facilitate the passage of the casing jointing sections when lowering it into the well. The positive electrode is isolated from the top of the device by dielectric bushings 19 and 20. The geometric axis of the electrodes and the vertical axis of symmetry of the device are combined.

Верхний и нижний отражатели выполнены с вогнутыми отражательными поверхностями, направленными встречно. Форма поверхностей представляет собой поверхность тел вращения второго порядка, причем расстояние между отражателями выбирается так, чтобы их фокусы находились в центре межэлектродного пространства. Выбор формы поверхностей отражателей зависит от диаметра фильтра, его конструкции и материала. В случае малого диаметра каркасного фильтра используют гиперболическую поверхность, в случае большого диаметра каркасного и керамического фильтра - параболическую поверхность. Для больших диаметров щелевых фильтров и для бесфильтровых скважин в песчанике используются эллипсоиды. The upper and lower reflectors are made with concave reflective surfaces directed in the opposite direction. The shape of the surfaces is the surface of bodies of revolution of the second order, and the distance between the reflectors is chosen so that their foci are in the center of the interelectrode space. The choice of the shape of the surfaces of the reflectors depends on the diameter of the filter, its design and material. In the case of a small diameter wireframe filter, a hyperbolic surface is used; in the case of a large diameter wireframe and ceramic filter, a parabolic surface is used. For large diameters of slotted filters and for filterless wells, ellipsoids are used in sandstone.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. На электроды его, погруженные в воду, от генератора импульсных токов (на чертеже не показан) по коаксиальному кабелю подают высоковольтный импульс. При этом между электродами происходит искровой разряд, сопровождающийся электрогидравлическим эффектом. Поскольку центр межэлектродного расстояния находится в фокусе отражательных поверхностей, образованных кривыми второго порядка (на чертеже гиперболоид, может быть параболоид, эллипсоид), то происходит концентрация ударной волны в воде, направленной на стенки фильтра, что ведет к возрастанию удельной плотности энергии, воздействующей на них, и происходит интенсивное отслоение кольматанта на большом участке фильтра. The proposed device operates as follows. A high voltage pulse is supplied to its electrodes immersed in water from a pulse current generator (not shown in the drawing) via a coaxial cable. In this case, a spark discharge occurs between the electrodes, accompanied by an electro-hydraulic effect. Since the center of the interelectrode distance is in the focus of the reflective surfaces formed by second-order curves (in the drawing a hyperboloid, there may be a paraboloid, an ellipsoid), the concentration of the shock wave in the water directed to the filter walls occurs, which leads to an increase in the specific energy density acting on them , and there is an intensive delamination of colmatant over a large section of the filter.

Перемещая устройство вдоль фильтра и подавая на него периодически импульсное напряжение, производят очистку фильтра скважины. Moving the device along the filter and periodically applying a pulse voltage to it, the well filter is cleaned.

Устройство обеспечивает высокую производительность очистки фильтра и быстрое восстановление дебита скважины. The device provides high filter cleaning performance and quick recovery of well production.

Claims

DEVICE FOR CLEANING A HOLLOW ELEMENT, comprising a housing with apex coaxial reflectors, the working surface of which is made in the form of surfaces of revolution with axial symmetry, and power electrodes, characterized in that the reflectors are turned vertices towards each other, their working surfaces are concave, and forming surfaces rotations are made in the form of second-order curves with a common focus placed on the geometric axis of the electrodes.