RU2195544C1 - Device for producing hydraulic pressure pulses in well (versions) - Google Patents
Device for producing hydraulic pressure pulses in well (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2195544C1 RU2195544C1 RU2001109824/03A RU2001109824A RU2195544C1 RU 2195544 C1 RU2195544 C1 RU 2195544C1 RU 2001109824/03 A RU2001109824/03 A RU 2001109824/03A RU 2001109824 A RU2001109824 A RU 2001109824A RU 2195544 C1 RU2195544 C1 RU 2195544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- supporting elements
- axis
- thrust bearing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам гидроимпульсного воздействия на пласты в скважинах для повышения нефтеотдачи продуктивных пластов в эксплуатационных скважинах и улучшения приемистости в водонагнетательных скважинах. The invention relates to devices for hydroimpulse effects on reservoirs in wells to increase oil recovery of productive reservoirs in production wells and improve injectivity in water injection wells.
Известно устройство для создания гидравлических импульсов давления в скважине (cм. книгу Гадиева С.М. Использование вибраций в добыче нефти. - М. : Недра, 1977 г., с. 50. рис. 27). Известное устройство содержит приводной узел, прерыватель потока и опорный узел. Приводной узел включает неподвижный статор и подвижный ротор. Присоединенный к нижнему концу колонны насосно-компрессорных труб статор выполнен цилиндрическим и имеет на боковой поверхности продольные прорези, выполненные наклонно по отношению к образующей цилиндрической поверхности. На статоре установлен в подшипниках опорного узла полый трубчатый ротор, также имеющий на боковой поверхности продольные прорези, наклоненные к образующей ротора в противоположном направлении по отношению к прорезям статора. При подаче промывочной жидкости ротор совершает вращательное движение относительно статора, при этом прорези статора периодически перекрываются внутренней поверхностью ротора, которая выполняет роль прерывателя потока. За счет перекрытия потока в жидкости возникают циклические колебания давления, которые передаются в затрубное пространство и воздействуют на пласт. A device is known for creating hydraulic pressure pulses in a well (see the book by S. Gadiev, Using vibrations in oil production. - M.: Nedra, 1977, p. 50. Fig. 27). The known device comprises a drive unit, a flow chopper and a support unit. The drive unit includes a fixed stator and a movable rotor. The stator connected to the lower end of the tubing string is cylindrical and has longitudinal slots on the lateral surface made obliquely with respect to the generatrix of the cylindrical surface. A hollow tubular rotor is installed on the stator in the bearings of the support unit, also having longitudinal slots on the side surface inclined to the rotor generatrix in the opposite direction with respect to the stator slots. When flushing fluid is supplied, the rotor rotates relative to the stator, while the stator slots are periodically blocked by the inner surface of the rotor, which acts as a flow interrupter. Due to the blocking of the flow in the fluid, cyclic pressure fluctuations occur, which are transmitted to the annulus and act on the formation.
Известный гидравлический скважинный пульсатор имеет высокую частоту гидравлических пульсаций. Работа известного пульсатора возможна только на технически чистых жидкостях. Износ ротора и статора при воздействии высоких скоростей движения жидкости и высоких значений перепадов пульсирующего давления приводит к ухудшению энергетических характеристик приводного узла и к снижению величины пульсаций давления, создаваемых прерывателем потока. Known hydraulic downhole pulsator has a high frequency of hydraulic pulsations. The operation of the known pulsator is possible only on technically pure liquids. The wear of the rotor and stator when exposed to high fluid velocities and high fluctuations in the pulsating pressure leads to a deterioration in the energy characteristics of the drive unit and to a decrease in the pressure pulsations created by the flow switch.
Указанные недостатки частично устранены в известном устройстве для создания гидравлических импульсов давления в скважине (см. патент РФ 2151265, М. кл.7 Е 21 B 28/00, опубл. 20.06.00 г., БИ 17), которое является наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбрано в качестве прототипа. Указанное устройство содержит приводной узел, выполненный в виде винтового героторного механизма, включающего статор и ротор, прерыватель потока и опорный узел. Статор имеет внутренние винтовые зубья, а ротор - наружные винтовые зубья. Число зубьев ротора выполнено на единицу меньше числа зубьев статора. Ось ротора смещена относительно оси статора на величину эксцентриситета, равную половине радиальной высоты зубьев ротора и статора. Прерыватель потока включает заслонку, связанную с ротором, и заглушку, соединенную со статором, и имеет отверстие для прохода жидкости. выполненное в заглушке в зоне размещения заслонки. В верхней части устройства расположен опорный узел для восприятия осевой гидравлической нагрузки, содержащий пяту с отверстиями для прохода жидкости и шар, размещенный между ротором и пятой.These disadvantages are partially eliminated in the known device for creating hydraulic pressure pulses in the well (see RF patent 2151265, M. CL 7 E 21
Известное устройство не обладает необходимой универсальностью, так как оно может быть использовано только при обратной циркуляции жидкости, а при прямой циркуляции его работа невозможна, хотя необходимость работы при прямой циркуляции возникает, например, при эксплуатации нагнетательных скважин. Выполнение опорного узла в верхней части устройства в виде пяты с шаром, размещенным между ротором и пятой, обеспечивает восприятие гидравлической нагрузки, направленной вверх, и не может обеспечить восприятие гидравлической нагрузки противоположного направления. Кроме того, напряжения в контакте шара с плоскими торцовыми поверхностями пяты и ротора слишком велики для обеспечения требуемой долговечности устройства. The known device does not have the necessary versatility, since it can only be used with reverse fluid circulation, and with direct circulation, its operation is impossible, although the need for work with direct circulation arises, for example, when operating injection wells. The implementation of the support node in the upper part of the device in the form of a heel with a ball placed between the rotor and the heel, provides the perception of the hydraulic load directed upwards and cannot provide the perception of the hydraulic load in the opposite direction. In addition, the stresses in contact of the ball with the flat end surfaces of the heel and rotor are too high to provide the required durability of the device.
Еще одним недостатком известного устройства является то, что под действием гидравлического перекашивающего момента его ротор имеет непостоянную ориентацию в статоре. Верхняя часть ротора по направлению потока жидкости прижимается к обкладке статора в зоне полюса зацепления (область выпукло-вогнутого контакта зубьев), а нижняя часть ротора стремится отойти от обкладки статора в сторону выпукло-вогнутого контакта зубьев, в результате чего имеет место повышенный износ по выступам зубьев ротора и статора в нижней части, что сокращает долговечность героторного механизма (приводного узла) и устройства в целом. Влияние перекашивающего момента особенно сказывается при малой длине ротора. Another disadvantage of the known device is that under the influence of a hydraulic skew moment, its rotor has an unstable orientation in the stator. The upper part of the rotor in the direction of fluid flow is pressed against the stator plate in the area of the engagement pole (the area of the convex-concave contact of the teeth), and the lower part of the rotor tends to move away from the stator plate in the direction of the convex-concave contact of the teeth, resulting in increased wear on the protrusions the teeth of the rotor and stator in the lower part, which reduces the durability of the gerotor mechanism (drive unit) and the device as a whole. The effect of the skew moment is especially pronounced with a short rotor length.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков известных устройств, создание устройства для получения гидравлических импульсов давления в скважине, которое имеет расширенные технологические возможности и обеспечивает его универсальность, для использования как при прямой, так и при обратной промывке скважины, а также имеет повышенную долговечность и упрощенную конструкцию. The objective of the present invention is to remedy these disadvantages of the known devices, to create a device for producing hydraulic pressure pulses in the well, which has advanced technological capabilities and provides its versatility, for use in both direct and reverse flushing of the well, and also has increased durability and simplified construction.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном устройстве для создания гидравлических импульсов давления в скважине, содержащем приводной узел, выполненный в виде винтового героторного механизма, статор которого имеет внутренние винтовые зубья, ротор содержит наружные винтовые зубья для взаимодействия с внутренними винтовыми зубьями статора, число которых на единицу больше числа зубьев ротора, а ось ротора смещена относительно оси статора на величину эксцентриситета, опорный узел и прерыватель потока, который включает заглушку статора с отверстием для прохода жидкости и заслонку, связанную с ротором, согласно изобретению опорный узел выполнен в виде планетарной опоры, включающей подпятник, имеющий на обоих торцах опорные элементы в виде кольцевых выступов с коническими торцовыми поверхностями, и опорные элементы, соединенные с ротором и имеющие форму кольцевых выступов с коническими торцовыми поверхностями, для взаимодействия с опорными элементами подпятника. The problem is solved due to the fact that in the known device for creating hydraulic pressure pulses in the well, containing the drive unit, made in the form of a screw gerotor mechanism, the stator of which has internal helical teeth, the rotor contains external helical teeth for interaction with the internal helical teeth of the stator, the number of which is one more than the number of teeth of the rotor, and the rotor axis is shifted relative to the stator axis by the amount of eccentricity, the support node and the flow interrupter, which includes a zag the stator flap with a hole for the passage of fluid and the shutter connected with the rotor, according to the invention, the support unit is made in the form of a planetary support, including a thrust bearing, having support elements in the form of annular protrusions with conical end surfaces on both ends, and support elements connected to the rotor and having the form of annular protrusions with conical end surfaces, for interaction with the supporting elements of the thrust bearing.
Выполнение опорного узла в виде планетарной опоры с подпятником, который имеет опорные элементы на обоих торцах, и с опорными элементами, соединенными с ротором, позволяет обеспечить универсальность использования устройства как при прямой, так и при обратной промывке скважины, поскольку подпятник способен воспринимать от ротора осевые нагрузки противоположного направления (снизу-вверх и сверху-вниз). Выполнение опорных элементов на подпятнике и на роторе с коническими торцовыми поверхностями позволяет получить в контакте этих поверхностей увеличенный приведенный радиус кривизны и пониженные контактные напряжения (по сравнению с прототипом), за счет чего повышается долговечность и износостойкость опорного узла и устройства в целом. Выполнение опорных элементов на подпятнике и на роторе в виде кольцевых выступов обеспечивает равномерный износ этих поверхностей без появления радиальных (боковых) сил. Особую важность имеет то, что возникающий на роторе при работе планетарной опоры момент от внецентренного приложения осевой нагрузки имеет противоположное направление по отношению к гидравлическому перекашивающему моменту, действующему на ротор, и уравновешивает его, что уменьшает нагрузки на зубья статора и ротора и способствует повышению долговечности устройства. The implementation of the support node in the form of a planetary support with a thrust bearing, which has supporting elements at both ends, and with supporting elements connected to the rotor, allows for universal use of the device both during direct and backwash of the well, since the thrust bearing is able to perceive axial from the rotor loads of the opposite direction (bottom-up and top-down). The implementation of the supporting elements on the thrust bearing and on the rotor with conical end surfaces allows to obtain in contact of these surfaces an increased reduced radius of curvature and lower contact stresses (compared with the prototype), thereby increasing the durability and wear resistance of the support unit and the device as a whole. The implementation of the supporting elements on the thrust bearing and on the rotor in the form of annular protrusions ensures uniform wear of these surfaces without the appearance of radial (lateral) forces. Of particular importance is the fact that the moment arising on the rotor of the planetary support from the eccentric application of the axial load has the opposite direction with respect to the hydraulic distortion moment acting on the rotor and balances it, which reduces the load on the teeth of the stator and rotor and helps to increase the durability of the device .
Другим отличием устройства является то, что подпятник размещен между буртиком в нижней части ротора и заслонкой. Another difference of the device is that the thrust bearing is placed between the shoulder in the lower part of the rotor and the shutter.
Еще одним отличием является то, что опорные элементы ротора выполнены на буртике ротора и на верхнем торце заслонки. Another difference is that the supporting elements of the rotor are made on the flange of the rotor and on the upper end of the shutter.
Размещение подпятника между буртиком в нижней части ротора и заслонкой, а также выполнение опорных элементов на буртике в нижней части ротора и на верхнем торце заслонки является предпочтительным, так как при этом обеспечивается сокращение осевых габаритов и упрощение конструкции. The placement of the thrust bearing between the shoulder in the lower part of the rotor and the shutter, as well as the implementation of the supporting elements on the shoulder in the lower part of the rotor and on the upper end of the shutter, is preferable, since this reduces axial dimensions and simplifies the design.
Следующим отличием устройства является то, что средние диаметры опорных элементов ротора выполнены меньшими, чем средний диаметр опорных элементов подпятника, на величину удвоенного эксцентриситета героторного механизма. Another feature of the device is that the average diameters of the supporting elements of the rotor are made smaller than the average diameter of the supporting elements of the thrust bearing, by the amount of the doubled eccentricity of the gerotor mechanism.
Выполнение средних диаметров опорных элементов ротора меньшими, чем средний диаметр опорных элементов подпятника, на величину удвоенного эксцентриситета героторного механизма является предпочтительным, так как дает возможность обеспечить улучшенное контактное взаимодействие опорных элементов и расчетную кинематику движения ротора устройства. The implementation of the average diameters of the supporting elements of the rotor smaller than the average diameter of the supporting elements of the thrust bearing, by the value of the doubled eccentricity of the gerotor mechanism, is preferable, since it makes it possible to provide improved contact interaction of the supporting elements and the calculated kinematics of movement of the rotor of the device.
Еще одним отличием является то, что отверстие заглушки статора выполнено в ее боковой стенке и (или) в ее дне, причем отверстие в дне заглушки статора смещено относительно оси статора, а заслонка ротора снабжена, по меньшей мере, одним торцовым выступом, смещенным относительно оси ротора. Another difference is that the stator plug hole is made in its side wall and (or) in its bottom, and the hole in the bottom of the stator plug is offset relative to the stator axis, and the rotor damper is provided with at least one end protrusion offset relative to the axis rotor.
Если отверстие заглушки статора выполнено в ее боковой стенке и в ее дне, причем отверстие в дне заглушки статора смещено относительно оси статора, а заслонка ротора снабжена, по меньшей мере, одним торцовым выступом, смещенным относительно оси ротора, расширяются технологические возможности устройства, так как пульсации давления происходят при перекрытии каждого из этих отверстий с разной частотой. Например, при числе зубьев ротора Z1=5 и одном торцовом выступе на заслонке за один полный оборот ротора происходит пять перекрытий бокового отверстия заглушки статора заслонкой ротора и одно перекрытие осевого отверстия заглушки статора торцовым выступом заслонки. Это позволяет реализовать несимметричные циклы пульсаций жидкости и за счет этого активнее воздействовать на призабойную зону пласта.If the stator plug hole is made in its side wall and in its bottom, and the hole in the bottom of the stator plug is offset relative to the axis of the stator, and the rotor damper is provided with at least one end protrusion offset from the rotor axis, the technological capabilities of the device expand, since pressure pulsations occur when each of these holes overlaps at different frequencies. For example, with the number of teeth of the rotor Z 1 = 5 and one end protrusion on the shutter for one full revolution of the rotor, five overlaps of the side opening of the stator stub with the rotor shutter and one overlap of the axial hole of the stator stub with the end protrusion of the shutter occur. This allows you to implement asymmetric cycles of fluid pulsations and due to this more actively affect the bottom-hole formation zone.
При выполнении одного отверстия в боковой стенке заглушки создаваемые устройством пульсации давления жидкости направлены на боковые стенки обсадной колонны, в которых имеются перфорационные отверстия, и эти пульсации прямо передаются во вскрытую зону пласта. При выполнении отверстия в дне заглушки пульсации давления направлены непосредственно на забой скважины, что способствует, например, улучшению виброакустического воздействия при цементировании скважин. Эти эффекты реализуются как при прямой, так и при обратной промывке скважины, что расширяет технологические возможности устройства. When one hole is made in the side wall of the plug, the fluid pressure pulsations created by the device are directed to the side walls of the casing, in which there are perforations, and these pulsations are directly transmitted to the exposed zone of the formation. When making holes in the bottom of the plug, pressure pulsations are directed directly to the bottom of the well, which contributes, for example, to an improvement in vibroacoustic effects during cementing of wells. These effects are realized both during direct and reverse flushing of the well, which expands the technological capabilities of the device.
Поставленная задача решается также тем вариантом, при котором в известном устройстве для создания гидравлических импульсов давления в скважине, содержащем приводной узел, выполненный в виде винтового героторного механизма, статор которого имеет внутренние винтовые зубья, ротор содержит наружные винтовые зубья для взаимодействия с внутренними винтовыми зубьями статора, число которых на единицу больше числа зубьев ротора, а ось ротора смещена относительно оси статора на величину эксцентриситета, опорный узел и прерыватель потока, который включает заглушку статора с отверстием для прохода жидкости и заслонку, связанную с ротором, согласно изобретению опорный узел выполнен в виде планетарной опоры, включающей верхний и нижний подпятники, каждый из которых содержит опорные элементы на торцах, обращенных друг к другу, имеющие форму кольцевых выступов с коническими поверхностями, и опорные элементы, соединенные с ротором, для взаимодействия с опорными элементами подпятников. The problem is also solved by the option in which in the known device for creating hydraulic pressure pulses in the well containing the drive unit, made in the form of a screw gerotor mechanism, the stator of which has internal helical teeth, the rotor contains external helical teeth for interaction with the internal helical teeth of the stator , the number of which is one more than the number of teeth of the rotor, and the rotor axis is shifted relative to the stator axis by the amount of eccentricity, the support node and the flow interrupt, which The second one includes a stator plug with an opening for the passage of fluid and a shutter connected to the rotor. According to the invention, the support unit is made in the form of a planetary support including upper and lower thrust bearings, each of which contains supporting elements at the ends facing each other, having the shape of annular protrusions with conical surfaces, and support elements connected to the rotor for interaction with the support elements of the thrust bearings.
Такие же преимущества, как описано выше (универсальность использования при прямой и обратной промывке скважин, компенсация действия гидравлического перекашивающего момента, повышенная несущая способность и долговечность опорного узла), достигаются в варианте устройства при выполнении опорного узла в виде планетарной опоры, включающей верхний и нижний подпятники, каждый из которых содержит опорные элементы на торцах, обращенных друг к другу, имеющих форму кольцевых выступов с коническими поверхностями, и опорные элементы, соединенные с ротором, для взаимодействия с опорными элементами подпятников. The same advantages as described above (versatility of use in direct and reverse flushing of wells, compensation of the action of hydraulic pumping moment, increased bearing capacity and durability of the support unit) are achieved in the embodiment of the device when the support unit is made in the form of a planetary support, including the upper and lower thrust bearings , each of which contains supporting elements at the ends facing each other, having the form of annular protrusions with conical surfaces, and supporting elements connected with a rotor, for interaction with support elements of thrust bearings.
Другим отличием варианта выполнения устройства является то, что опорные элементы ротора размещены на обоих торцах ротора. Another difference of the embodiment of the device is that the supporting elements of the rotor are located at both ends of the rotor.
Оптимальным является размещение опорных элементов на обоих торцах ротора, так как это упрощает конструкцию и сокращает габариты устройства. It is optimal to place supporting elements on both ends of the rotor, as this simplifies the design and reduces the dimensions of the device.
Еще одним отличием устройства является то, что средний диаметр опорных элементов ротора выполнен меньше среднего диаметра опорных элементов подпятников на величину удвоенного эксцентриситета героторного механизма. Another difference of the device is that the average diameter of the supporting elements of the rotor is less than the average diameter of the supporting elements of the thrusters by the amount of double the eccentricity of the gerotor mechanism.
Выполнение средних диаметров опорных элементов ротора меньшими, чем средний диаметр опорных элементов подпятников, на величину удвоенного эксцентриситета героторного механизма является предпочтительным, так как дает возможность обеспечить улучшенное контактное взаимодействие опорных элементов и расчетную кинематику движения ротора устройства. The implementation of the average diameters of the supporting elements of the rotor smaller than the average diameter of the supporting elements of the thrusters, the value of the doubled eccentricity of the gerotor mechanism is preferable, as it makes it possible to provide improved contact interaction of the supporting elements and the estimated kinematics of the movement of the rotor of the device.
На фиг.1 приведен общий вид устройства для создания гидравлических импульсов давления в скважине в продольном разрезе;
на фиг.2 показана нижняя часть устройства с опорным узлом в увеличенном масштабе;
на фиг. 3 изображено поперечное сечение по линии А-А фиг.1 в месте расположения ротора и статора;
на фиг. 4 показано поперечное сечение устройства по линии В-В фиг.2 в зоне размещения заслонки ротора;
на фиг. 5 показано поперечное сечение по линии С-С фиг.2 в месте расположения выступов на заслонке;
на фиг.6 изображен общий вид варианта устройства в продольном разрезе;
на фиг.7 показана в увеличенном масштабе верхняя часть ротора с опорными элементами;
на фиг.8 изображена в увеличенном масштабе нижняя часть ротора с опорными элементами.Figure 1 shows a General view of a device for creating hydraulic pressure pulses in a well in longitudinal section;
figure 2 shows the lower part of the device with a support node in an enlarged scale;
in FIG. 3 shows a cross section along line AA of FIG. 1 at the location of the rotor and stator;
in FIG. 4 shows a cross-section of the device along line BB of FIG. 2 in the area of placement of the rotor shutter;
in FIG. 5 shows a cross section along line CC of FIG. 2 at the location of the protrusions on the shutter;
figure 6 shows a General view of a variant of the device in longitudinal section;
7 shows on an enlarged scale the upper part of the rotor with supporting elements;
on Fig depicted in an enlarged scale the lower part of the rotor with supporting elements.
Устройство для создания гидравлических импульсов давления в скважине (фиг. 1, 2) содержит приводной узел 1, выполненный в виде винтового героторного механизма, включающего статор 2 и ротор 3, а также опорный узел 4 и прерыватель потока 5. Статор 2 приводного узла 1 имеет внутренние винтовые зубья 6, а ротор 3 имеет наружные винтовые зубья 7 (фиг.3). Число Z1 зубьев 7 ротора 3 выполнено на единицу меньше числа Z2 зубьев 6 статора 2. Ось О1О1 ротора 3 смещена относительно оси О2О2 статора 2 на величину эксцентриситета Е. Предпочтительным является выполнение зубьев 6 статора 2 из упругоэластичного материала, например из резины, так как резина обладает повышенной износостойкостью при работе в забойных условиях.A device for creating hydraulic pressure pulses in a well (Fig. 1, 2) comprises a
Прерыватель потока 5 включает заглушку 8, соединенную со статором 2 посредством резьбового соединения 9, и заслонку 10, соединенную с ротором 3 посредством резьбы 11. Для прохода жидкости в заглушке 8 выполнено радиальное отверстие 12 в ее боковой стенке 13 или осевое отверстие 14 в дне 15 заглушки 8. В зависимости от технологических требований к устройству могут быть выполнены либо отверстие 12, либо отверстие 14 или одновременно отверстия 12 и 14. Ось О3О3 отверстия 14 смещена относительно оси О2О2 статора 2, а на торцовой части заслонки 10 выполнен, по меньшей мере, один торцовый выступ 16, смещенный относительно оси O1O1 ротора 3. Если через устройство необходимо прокачивать большой расход жидкости, то в дополнение к радиальному отверстию 12 в дне заглушки 8 выполняется отверстие 14.The
Возможно выполнение заглушки 8 только с одним осевым отверстием 14 в дне заглушки 8, без радиального отверстия 12, например, для направления пульсирующего потока жидкости непосредственно на забой скважины. It is possible to perform
Опорный узел 4 выполнен в виде планетарной опоры, содержащей подпятник 17, имеющий на торцах верхний опорный элемент 18 и нижний опорный элемент 19, и опорные элементы 20 и 21, соединенные с ротором 3. Верхний опорный элемент 18 и нижний опорный элемент 19 подпятника 17 расположены на торцах, примыкающих к центральному отверстию 22 подпятника 17, который имеет также периферийные отверстия 23 для прохода жидкости. Подпятник 17 закреплен резьбой 9 между торцом статора 2 и упорным торцом заглушки 10 и размещен между буртиком 24 в нижней части ротора 3 и заслонкой 10. Опорные элементы 20 и 21 ротора 3 размещены соответственно на буртике 24 ротора 3 и на верхнем торце заслонки 10 и предназначены для взаимодействия с верхним опорным элементом 18 и нижним опорным элементом 19 подпятника 17. Опорные элементы 18 и 19 подпятника 17 выполнены в виде кольцевых выступов 25 с коническими торцовыми поверхностями. Опорный элемент 20 на буртике 24 ротора 3 и опорный элемент 21 на верхнем торце заслонки 10 также выполнены соответственно в виде кольцевых выступов 26 и 27 с коническими торцовыми поверхностями. The
Средние диаметры d опорного элемента 20 на буртике 24 ротора 3 и опорного элемента 21 на верхнем торце заслонки 10 выполнены меньшими, чем средний диаметр d1 опорных элементов 18 и 19 подпятника 17, на величину удвоенного эксцентриситета Е героторного механизма.The average diameters d of the
К верхней части статора 2 присоединен на резьбе 28 переводник 29 для соединения с колонной труб (не показана). An
Вариант устройства для создания гидравлических импульсов давления в скважине показан на фиг.6-8. Этот вариант отличается от вышеописанного технического решения тем, что опорный узел 4 выполнен в виде планетарной опоры, содержащей верхний подпятник 30 и нижний подпятник 31. Подпятники 30 и 31 содержат на торцах, обращенных друг к другу, опорные элементы соответственно 32 и 33, причем опорный элемент 32 выполнен, например, на нижнем торце переводника 29, а опорный элемент 33 выполнен на верхнем торце подпятника 31, жестко связанного с заглушкой 8. На верхнем торце ротора 3 выполнен опорный элемент 34 для взаимодействия с опорным элементом 32 верхнего подпятника 30. На нижнем торце ротора 3 выполнен опорный элемент 35 для взаимодействия с опорным элементом 33 нижнего подпятника 31. Опорные элементы 32, 33 подпятников 30 и 31, а также опорные элементы 34 и 35 ротора 3 выполнены соответственно в виде кольцевых выступов 36, 37, 38 и 39 с коническими торцовыми поверхностями. Средний диаметр d2 опорных элементов 34 и 35 ротора 3 выполнен меньше среднего диаметра d3 опорных элементов 32 и 33 верхнего подпятника 30 и нижнего подпятника 31 на величину удвоенного эксцентриситета Е героторного механизма. В верхней части ротора 3 выполнены отверстия 40 для прохода промывочной жидкости.A variant of the device for creating hydraulic pressure pulses in the well is shown in Fig.6-8. This option differs from the technical solution described above in that the
Устройство для создания гидравлических импульсов в скважине работает следующим образом. При прямой промывке скважины рабочая жидкость подается с поверхности по колонне труб в верхнюю часть устройства через переводник 29 и приводит во вращение ротор 3, который наружными винтовыми зубьями 7 обкатывается по внутренним винтовым зубьям 6 статора 2, совершая планетарное движение. При этом ось O1O1 ротора 3 вращается относительно оси О2О2 статора 2 против часовой стрелки, а сам ротор 3 вращается относительно своей оси O1O1 по часовой стрелке с пониженной в Z1 раз угловой скоростью.A device for creating hydraulic pulses in a well works as follows. When direct flushing of the well, the working fluid is supplied from the surface through a pipe string to the upper part of the device through an
Пройдя через периферийные отверстия 23 подпятника 17, жидкость попадает в нижнюю часть заглушки 8 и выходит из устройства через отверстие 12 и (или) 14. Радиальное отверстие 12 заглушки 8 периодически (один раз за каждый оборот оси O1O1 ротора 3 относительно оси О2О2 статора 2) перекрывается заслонкой 10 ротора 3, за счет чего создаются импульсы давления как во внутренней полости заглушки 8, так и в межколонном пространстве скважины. Эти импульсы давления воздействуют на призабойную зону пластов, способствуя повышению их проницаемости.Having passed through the
При обратной промывке скважины рабочая жидкость поступает в устройство через отверстие 12 и (или) отверстие 14, далее через периферийные отверстия 23 подпятника 17 попадает в нижнюю часть приводного узла 1, приводит во вращение ротор 3 устройства и выходит из приводного узла 1 в насосно-компрессорные трубы (не показаны). Заслонка 10, периодически перекрывая отверстие 12 и (или) отверстие 14 в заглушке 8, вызывает появление гидравлических импульсов давления в межколонном пространстве (не показано). When backwashing the well, the working fluid enters the device through the
Если в заглушке 8 выполнены радиальное отверстие 12 и осевое отверстие 14, то общий расход жидкости через устройство распределяется между отверстиями 12 и 14, а амплитуда и частота пульсаций жидкости определяются характером перекрытия отверстия 12 боковой поверхностью заслонки 10 и отверстия 14 торцовыми выступами 16. При этом цикл пульсаций может быть несимметричным. If the
При выполнении заглушки 8 только с одним осевым отверстием 14 в дне заглушки 8, без радиального отверстия 12, пульсирующий поток жидкости направлен непосредственно на забой скважины, а частота пульсаций определяется количеством торцовых выступов 16 на заслонке 10. When performing
Осевые гидравлические силы, возникающие на роторе 3 и направленные вверх или вниз в зависимости от направления циркуляции жидкости, и вес ротора 3 воспринимаются опорным узлом 4. При прямой промывке осевая нагрузка, направленная сверху вниз, передается от опорного элемента 20 ротора 3 на верхний опорный элемент 18 подпятника 17 сверху. При обратной промывке осевая нагрузка передается от опорного элемента 21 заслонки 10 на нижний опорный элемент 19 подпятника 17 снизу. The axial hydraulic forces arising on the
За счет выполнения опорных элементов 18 и 19 подпятника 17 и опорного элемента 20 на буртике 24 ротора 3 и опорного элемента 21 на верхнем торце заслонки 10 соответственно в виде кольцевых выступов 25, 26, 27 при работе устройства и естественном износе этих элементов обеспечивается сохранение постоянства условий контакта взаимодействующих поверхностей (ширина и площадь контактных площадок). Выполнение торцовых поверхностей кольцевых выступов 25, 26, 27 коническими позволяет обеспечить их контакт по площадке, локализованной в зоне полюса зацепления (мгновенного центра вращения), где скорости скольжения контактирующих поверхностей минимальны. Кроме того, вследствие незначительной разницы в радиусах кривизны контактирующих поверхностей обеспечиваются пониженные контактные напряжения за счет увеличенного приведенного радиуса кривизны. Due to the implementation of the supporting
Особенностью работы указанного устройства является то, что при прямой промывке гидравлическая осевая сила, действующая на ротор 3 в направлении сверху вниз, передается в опорном узле 4 через опорный элемент 20 внецентренно на верхний опорный элемент 18 подпятника 17. В результате этого создается момент осевой силы, направленный в противоположную сторону по отношению к гидравлическому перекашивающему моменту, действующему на ротор 3. Таким образом, происходит уравновешивание перекашивающего момента, что способствует стабилизации движения ротора 3 и повышению долговечности устройства. При обратной промывке гидравлическая осевая сила, действующая на ротор 3 в направлении снизу вверх, передается через опорный элемент 21 заслонки 10 на нижний опорный элемент 19 подпятника 17. Это свойство устройства реализуется при любом направлении промывки, прямом и обратном. Эта особенность реализуется также в варианте выполнения устройства, показанном на фиг. 6. A feature of the operation of this device is that during direct flushing, the hydraulic axial force acting on the
Вариант устройства, показанный на фиг.6-8, работает аналогичным образом. При прямой промывке осевая гидравлическая нагрузка, действующая на ротор 3, передается через нижний опорный элемент 35 на опорный элемент 33 нижнего подпятника 31, размещенный на заглушке 8 статора 2. При обратной промывке гидравлическую нагрузку от ротора 3 воспринимает опорный элемент 32 верхнего подпятника 30, расположенный, например, на переводнике 29, взаимодействующий с верхним опорным элементом 34 ротора 3. Технические преимущества устройства, описанные выше, присущи и варианту устройства. The embodiment of the device shown in Fig.6-8, works in a similar way. In direct flushing, the axial hydraulic load acting on the
Как показали экспериментальные исследования, предложенное устройство обладает полной универсальностью в отношении направления промывки, обеспечивает создание низкочастотных импульсов давления с амплитудой 3-5 МПа. As shown by experimental studies, the proposed device has full versatility with respect to the direction of washing, provides the creation of low-frequency pressure pulses with an amplitude of 3-5 MPa.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109824/03A RU2195544C1 (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Device for producing hydraulic pressure pulses in well (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109824/03A RU2195544C1 (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Device for producing hydraulic pressure pulses in well (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2195544C1 true RU2195544C1 (en) | 2002-12-27 |
Family
ID=20248370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001109824/03A RU2195544C1 (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Device for producing hydraulic pressure pulses in well (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2195544C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473797C1 (en) * | 2011-08-02 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРЮНИС" | Method for intensifying oil extraction from well |
| RU2593842C1 (en) * | 2012-11-30 | 2016-08-10 | Нэшнл Ойлвэл Варко, Л.П. | Downhole device for generation of pulsations for well operations |
| CN106948761A (en) * | 2017-04-28 | 2017-07-14 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Hydraulic oscillator |
| CN107191149A (en) * | 2017-07-10 | 2017-09-22 | 西南石油大学 | A kind of anti-stick-slip drilling tool of swing type |
| CN109630620A (en) * | 2018-12-03 | 2019-04-16 | 西南石油大学 | A kind of no universal shaft screw rod |
| CN115012825A (en) * | 2021-03-04 | 2022-09-06 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | Circumferential rotation transformation type hydraulic pulse generating device |
-
2001
- 2001-04-11 RU RU2001109824/03A patent/RU2195544C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473797C1 (en) * | 2011-08-02 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРЮНИС" | Method for intensifying oil extraction from well |
| RU2593842C1 (en) * | 2012-11-30 | 2016-08-10 | Нэшнл Ойлвэл Варко, Л.П. | Downhole device for generation of pulsations for well operations |
| CN106948761A (en) * | 2017-04-28 | 2017-07-14 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Hydraulic oscillator |
| CN106948761B (en) * | 2017-04-28 | 2019-02-01 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Hydraulic oscillator |
| CN107191149A (en) * | 2017-07-10 | 2017-09-22 | 西南石油大学 | A kind of anti-stick-slip drilling tool of swing type |
| CN109630620A (en) * | 2018-12-03 | 2019-04-16 | 西南石油大学 | A kind of no universal shaft screw rod |
| CN115012825A (en) * | 2021-03-04 | 2022-09-06 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | Circumferential rotation transformation type hydraulic pulse generating device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5152342A (en) | Apparatus and method for vibrating a casing string during cementing | |
| CN106014316B (en) | Shock resistance underground screw impulse generator | |
| RU2668102C2 (en) | Fluid pulse apparatus | |
| CN208073362U (en) | A kind of hydro powered assembly, hydroscillator and well drilling pipe column | |
| CN110485927B (en) | Three-dimensional hydraulic oscillation anti-drag drilling tool | |
| RU2195544C1 (en) | Device for producing hydraulic pressure pulses in well (versions) | |
| RU2318135C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| RU2002123564A (en) | BOTTOM DRILLING EQUIPMENT WITH INDEPENDENT JET PUMP | |
| RU2477367C1 (en) | Method of simultaneous stage operation and pumping of two formations with one well, and device for its implementation | |
| RU172421U1 (en) | Drill string rotator | |
| CN205918388U (en) | Screw impulse generator in pit shocks resistance | |
| US20160265521A1 (en) | Pump assemblies | |
| RU2232252C1 (en) | Device for generating hydraulic pressure impulses in a well | |
| RU2151265C1 (en) | Device for producing hydraulic pressure pulses in well | |
| RU2162509C2 (en) | Downhole hydraulic pulsator | |
| CN105298404B (en) | Tubing string rotating device | |
| RU2161237C1 (en) | Downhole hydraulic vibrator | |
| RU2450118C1 (en) | Device for selective cleaning of perforation channels and bottomhole formation zone of conventionally unlimited thickness | |
| CN109072679A (en) | Downhole tool with the axial passageway and lateral fluid access that open/close | |
| RU1778275C (en) | Vibrating shoe of easing string | |
| CN2561923Y (en) | Fixed point multi-stage hydraulic oscillating block eliminator | |
| RU108093U1 (en) | HYDRAULIC WELL PULSATOR | |
| SU1535961A1 (en) | Arrangement for preventing croocking of wells | |
| RU2652725C1 (en) | Stator of screw gyratory hydraulic machine | |
| RU2160351C2 (en) | Hydraulic pulse generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090412 |