RU2065920C1 - Наддолотный кольмататор - Google Patents
Наддолотный кольмататор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065920C1 RU2065920C1 RU93049425A RU93049425A RU2065920C1 RU 2065920 C1 RU2065920 C1 RU 2065920C1 RU 93049425 A RU93049425 A RU 93049425A RU 93049425 A RU93049425 A RU 93049425A RU 2065920 C1 RU2065920 C1 RU 2065920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- channels
- hydraulic
- longitudinal axis
- cylindrical cavity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Использование: в процессе бурения скважин и подготовке ствола скважины к цементированию, обеспечивает высокое качество кольматации за счет комплексного гидроударного и акустического воздействия на стенки скважины. Сущность изобретения: в корпусе с присоединительными резьбами выполнена перпендикулярно его продольной оси цилиндрическая полость, перекрытая с двух сторон боковыми пробками. Внутри цилиндрической полости размещен гидравлический вибратор в виде стержня с элементом перекрытия гидромониторной насадки. Продольная ось насадки перпендикулярная продольным осям цилиндрической полости и корпуса. Элемент перекрытия гидромониторной насадки установлен в средней части стержня с возможностью вращения. В корпусе выполнены вертикальный входной тангенциальный канал в среднюю часть цилиндрической полости и также вертикальные и в той же плоскости выходные тангенциальные каналы по ее концам. По обе стороны от элемента перекрытия в стержне выполнены осевые каналы, совмещенные с отверстиями в боковых пробках, и входные тангенциальные каналы, расположенные в плоскости, перпендикулярной осевым каналами. 5 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для строительства нефтяных и газовых скважин, устанавливаемых внизу бурильной колонны и обеспечивающих направленную кольматацию стенок.
Известен наддолотной кольмататор, включающий корпус с продольным каналом и радиальным отверстием, присоединительные резьбы корпуса и гидромониторную насадку, установленную в радиальном отверстии.
Недостатком этого кольмататора является то, что он обеспечивает обработку стенок скважины только непрерывными струями бурового раствора, для эффективной кольматации которыми необходимо создавать высокоскоростные потоки и даже при этом образуется кольматационный слой невысокого качества (большой толщины, проницаемый, расформировывается). Устройство требует больших расходов жидкости и мощности, что не всегда позволяют условия бурения, но тем не менее малоэффективно.
Известен также наддолотной кольмататор, включающий корпус с входным и выходным продольными каналами, присоединительными резьбами в верхней и нижней его частях, гидромониторную насадку, установленную в радиальном отверстии корпуса и гидравлический вибратор с перемещающимся элементом перекрытия гидромониторной насадки.
Этот кольмататор за счет гидравлического вибратора позволяет повысить качество кольматации, однако конструкция высокочастотного вибратора сложна, подвержена поломке, а генерируемые импульсы маломощные. Для усиления же кольматации стенок непрерывными струями устройство предусматривает приближение среза насадки к стенке скважины, что естественно усиливает действие струи, однако это одновременно увеличивает разрушающее воздействие на горную породу, в результате интенсифицируется процесс кавернообразования и расширения ствола скважины с удалением вместе с горной породой и кольматационного слоя, а значит приводит к многократному повторению кольматации и ее сопровождающему проникновению в продуктивные пласты фильтрата бурового раствора, оказывающего негативное влияние на околоскважинную зону продуктивных пластов. Кроме того, при выдвижении насадок и вращении корпуса в процессе бурения возможны соударения насадки с выбуриваемым шламом, что может вызвать усиленный износ и изгибы, а также не исключается поломка при ударе о уступ желоба в процессе разбалансировки.
Сущность изобретения заключается в том, что в корпусе наддолотного кольмататора выполнена цилиндрическая полость, продольная ось которой лежит в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса и в плоскости, перпендикулярной продольной оси гидромониторной насадки, гидравлический вибратор выполнен в виде стержня с кольцевым упором, размещенного в цилиндрической полости вдоль ее продольной оси, и боковых пробок, перекрывающих цилиндрическую полость с двух сторон, при этом перемещающийся элемент перекрытия гидромониторной насадки установлен на средней части стержня с возможностью вращения, по обе стороны от элемента перекрытия гидромониторной насадки в стержне выполнены осевые каналы и тангенциальные входные каналы, стержень закреплен в боковых пробках, продольные каналы выполнены в одной плоскости вертикально и направлены тангенциально цилиндрической полости, причем входной продольный канал пересекает цилиндрическую полость в средней части, выходные продольные каналы по ее концам, тангенциальные входные каналы стержня расположены в плоскости, перпендикулярной осевым каналам стержня, а в боковых пробках выполнены отверстия, совмещенные с осевыми каналами стержня.
Технический результат изобретения повышение надежности работы кольмататора и качества кольматации путем обработки стенок ствола скважины прерывистыми струями одновременно с обработкой акустическим полем.
На фиг. 1 изображен разрез наддолотного кольмататора; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 увеличенное сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 5 кольмататор в процессе работы при перекрытии гидромониторной насадки.
Наддолотной кольмататор состоит из корпуса 1 с присоединительными резьбами 2 в нижней части к долоту, а в верхней части к валу забойного двигателя. В корпусе 1 выполнена сквозная цилиндрическая полость 3, продольная ось которой лежит в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса 1. В цилиндрической полости 3 помещен гидравлический вибратор и с двух сторон она перекрыта боковыми пробками 4. Внутри цилиндрической полости 3 вдоль ее продольной оси размещен стержень 5 закрепленный в боковых пробках 4, на котором установлен с возможностью вращения посредством антифрикционной втулки 6 элемент перекрытия (вертушок) 7. Элемент перекрытия 7 зафиксирован в средней части с одной стороны кольцевым упором 8 стержня 5, а с другой стороны буртиком 9, запрессованной на стержень 5 втулки 6. В плоскости, перпендикулярной продольной оси цилиндрической полости 3, по ходу перемещения элемента перекрытия 7 в корпусе 1 выполнено радиальное отверстие 10, в которое установлена твердосплавная насадка с насадкодержателем 12 и уплотнительным кольцом 13. В корпусе 1 также выполнен тангенциальный вертикальный канал 14 в среднюю часть цилиндрической полости 3, а по ее концам в той же плоскости выполнены вертикально тангенциальные выходные каналы 15. В стержне 5 по обе стороны от элемента перекрытия 7 гидромониторной насадки 11 выполнены осевые каналы 16 с тангенциальными входными каналами 17 в них (фиг. 4), расположенными в плоскости, перпендикулярной осевым каналом 16. В свою очередь, в боковых пробках 4 выполнены отверстия 18, совмещенные с выходящими осевыми каналами 16, при этом стержень 5 уплотнен в пробках 4 резиновыми кольцами 19.
Наддолотной кольмататор работает следующим образом.
При циркуляции бурового раствора по тангенциальному каналу 14 он поступает в цилиндрическую полость 3, где приобретает вращательное движение. За счет центробежных сил раствор расслаивается, при этом более крупные частицы дисперсной фазы скапливаются и движутся по большему кругу, а более мелкие коллоидные частицы концентрируются около стержня 5. Вращающийся поток в цилиндрической полости 3 воздействует на элемент 7 гидравлического вибратора в процессе вращения которого происходит периодическое перекрытие гидромониторной насадки 11 и 12. При соударении прерывистой струи, истекающей из насадки 11, о стенку скважины вначале (в период короткой струи) она развивает очень высокое давление и поскольку практически без потерь кинетической энергии достигает стенку скважины, с приближением равное давлению гидроудара, рассчитываемое по классической формуле Жуковского, что примерно на два порядка больше, чем при обычном динамическом давлении прерывистой струи, когда возникает радиальное течение жидкости и давление в точке удара резко падает до значения, соответствующего давлению торможения несжимаемых сред. Период короткой струи очень мал, поэтому при вращении элемента перекрытия 7 от момента открытия гидромониторной насадки 11, 12 до момента ее закрытия, то есть периода прерывистой струи, будут происходить последовательно два, выше описанных, процесса, что положительно влияет на процесс кольматации, так как при бурении происходит постоянное вращение корпуса 1 и его перемещение вниз, то радиальное течение раствора по касательной ствола скважины способствует лучшему отмыву стенок от глинистой корки, тем самым подготовка поверхности, а при последующих оборотах "выстреливание" короткой струи, содержащей наиболее крупные частицы бурового раствора, способствует гидроударной кольматации порового пространства с созданием тонкого, но прочного каркаса кольматационной среды даже и в случае невысоких скоростей истечения раствора из насадки 11 в стабильном режиме. В цилиндрической полости 3 основной поступательный поток раствора приобретает не только вращательное, но и поступательное движение по обе стороны от элемента перекрытия 7, поэтому другая часть вращающегося бурового раствора без потери скорости устремляется в тангенциальные входные каналы 17, где ускоряет свое вращение и одновременно поступательно движется по осевым каналам 16 с образованием по осевой линии зоны разряжения, при этом происходит дальнейшая диспергация глинистых частиц. В неустойчивом осевом вихревом потоке каналов 16 генерируется мощное акустическое поле, а на выходе из каналов 16 /в зоне повышенного давления/ кавитационные полости схлопываются, вызывая пульсации давления ультразвуковой частоты, при воздействии которых на участки стенок скважины с неочищенной глинистой коркой, последняя кавитационными пузырьками разрыхляется, что улучшает последующее ее удаление, как центробежными высокочастотными потоками, так и прерывистой струей, а на участках, обработанных гидроударной кольматацией происходит доуплотнение каркаса кольматационной среды частицами минимальных размеров, что практически полностью снижает ее проницаемость. Неиспользованный кольмататором буровой раствор из цилиндрической полости 3 также без замедления скорости вращения удаляется через выходные тангенциальные каналы 15 к долоту.
Предлагаемый наддолотной кольмататор с двумя генераторами низкочастотных и высокочастотных вибраций имеет простую конструкцию, надежную в работе и при малой энергоемкости способствует эффективной кольматации. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4
Claims (1)
- Наддолотный кольмататор, включающий корпус с входным и выходным продольными каналами, присоединительными резьбами в верхней и нижней его частях, гидромониторную насадку, установленную в радиальном отверстии корпуса, и гидравлический вибратор с перемещающимся элементом перекрытия гидромониторной насадки, отличающийся тем, что в корпусе выполнена цилиндрическая полость, продольная ось которой лежит в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, и в плоскости, перпендикулярной продольной оси гидромониторной насадки, гидравлический вибратор выполнен в виде стержня с кольцевым упором, размещенного в цилиндрической полости вдоль ее продольной оси, и боковых пробок, перекрывающих цилиндрическую полость с двух сторон, при этом перемещающийся элемент перекрытия гидромониторной насадки установлен на средней части стержня с возможностью вращения, по обе стороны от элемента перекрытия гидромониторной насадки в стержне выполнены осевые каналы и тангенциальные входные каналы, стержень закреплен в боковых пробках, продольные каналы выполнены в одной плоскости вертикально и направлены тангенциально цилиндрической полости, причем входной продольный канал пересекает цилиндрическую полость в средней части, выходные продольные каналы по ее концам, тангенциальные входные каналы стержня расположены в плоскости, перпендикулярной осевым каналам стержня, а в боковых пробках выполнены отверстия, совмещенные с осевыми каналами стержня.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93049425A RU2065920C1 (ru) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | Наддолотный кольмататор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93049425A RU2065920C1 (ru) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | Наддолотный кольмататор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93049425A RU93049425A (ru) | 1996-07-10 |
RU2065920C1 true RU2065920C1 (ru) | 1996-08-27 |
Family
ID=20148642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93049425A RU2065920C1 (ru) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | Наддолотный кольмататор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2065920C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU179832U1 (ru) * | 2018-02-12 | 2018-05-25 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Гидромониторная насадка для струйной цементации |
CN113958281A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-01-21 | 东北石油大学 | 一种利用超声波振动防环空泥包的钻柱短节 |
-
1993
- 1993-10-27 RU RU93049425A patent/RU2065920C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Кравцов В.И. и др. Крепление высокотемпературных скважин в коррозионно-активных средах. - М.: Недра, 1987, с.141-142, рис.47. 2. Авторское свидетельство СССР N 1044770, кл. E 21B 37/02, 1983. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU179832U1 (ru) * | 2018-02-12 | 2018-05-25 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Гидромониторная насадка для струйной цементации |
CN113958281A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-01-21 | 东北石油大学 | 一种利用超声波振动防环空泥包的钻柱短节 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4391339A (en) | Cavitating liquid jet assisted drill bit and method for deep-hole drilling | |
US4262757A (en) | Cavitating liquid jet assisted drill bit and method for deep-hole drilling | |
US8251144B2 (en) | Flow diverter | |
US3405770A (en) | Drilling method and apparatus employing pressure variations in a drilling fluid | |
CN108425626A (zh) | 一种投球控制式水力脉冲工具及方法 | |
RU2304700C1 (ru) | Устройство для селективной очистки каналов перфорации и обработки призабойной зоны | |
RU2065920C1 (ru) | Наддолотный кольмататор | |
RU2448242C1 (ru) | Способ интенсификации притока углеводородов из продуктивных пластов скважин и кавитирующее устройство для его осуществления | |
RU2242585C1 (ru) | Устройство для очистки скважины от песчаной пробки | |
RU2247227C2 (ru) | Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора | |
SU709803A1 (ru) | Устройство дл воздействи на пласт | |
CN208024273U (zh) | 一种投球控制式水力脉冲工具 | |
RU2128770C1 (ru) | Способ обработки призабойной зоны пласта | |
RU2473775C1 (ru) | Долото для бурения с цикличной промывкой забоя | |
SU939732A1 (ru) | Устройство дл разглинизации и кольматации стенок скважины | |
RU2065921C1 (ru) | Устройство для освоения и обработки скважины | |
SU1025860A1 (ru) | Гидромониторна насадка дл бурового долота | |
RU2049218C1 (ru) | Устройство для очистки и виброобработки стенок скважины | |
RU2121568C1 (ru) | Способ воздействия на призабойную зону пласта и устройство для его осуществления | |
RU2105860C1 (ru) | Наддолотный центратор | |
RU2107842C1 (ru) | Способ работы насосно-эжекторной скважинной импульсной установки и установка для реализации способа | |
RU2186961C2 (ru) | Скважинный гидроакустический генератор (варианты) | |
RU2204686C2 (ru) | Устройство для бурения | |
RU2052069C1 (ru) | Трехшарошечный расширитель | |
RU2020292C1 (ru) | Наддолотный эжекторный насос |