RU2209912C1

RU2209912C1 - Electromechanical core tool

Info

Publication number: RU2209912C1
Application number: RU2002109327A
Authority: RU
Inventors: В.С. Литвиненко; Б.Б. Кудряшов; Г.Н. Соловьев; Э.А. Загривный; Н.И. Васильев
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет)
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry, cleaning of filtration zone of productive pool and casings of well. SUBSTANCE: tool has core tube linked with lower butt to separable bit, core-taking tube, screen filter placed in sludge tube, reduction gear with hollow shaft coupled to shaft of electric motor, pump and cable lock put on upper butt of spacer unit. Tool is equipped with separable catching shoe or shoes for cleaning to retrieve objects dropped to well bottom and to clean filtration zone of productive poll and casings while separable bit is dismantled. Pump is fixed on elongated shaft of electric motor between reduction gear and electric motor. Contact surfaces of spacer unit come in the form of rollers. EFFECT: widened potential of electromechanical core tool thanks to preliminary drilling of interval of productive pool for removal of rock sediments from well and for subsequent cleaning of filtration zone of pool and casings of well. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для очистки фильтровой зоны продуктивного участка пласта и очистки обсадных труб. The invention relates to the oil and gas industry and can be used to clean the filter zone of the productive section of the formation and to clean the casing.

Известно устройство по а.с. СССР 1383880, МПК 7 Е 21 В 37/00 "Устройство для очистки фильтровой зоны скважин", включающее каркас с установленными в нем центраторами, между которыми размещены удлиненные заряды взрывчатого вещества и электродетонатор. Под действием продуктов взрыва в сторону фильтровой зоны движется поток жидкости, а под действием ударной волны и потока жидкости очищаются фильтры. Недостатком данного устройства является частичная и временная очистка фильтровой зоны продуктивного пласта, т.к. после взрыва продукты загрязнения вновь осаждаются в область продуктивного пласта. A device is known by A.S. USSR 1383880, IPC 7 E 21 V 37/00 "Device for cleaning the filter zone of wells", including a frame with centralizers installed in it, between which are placed elongated explosive charges and an electric detonator. Under the action of explosion products, a fluid flow moves towards the filter zone, and under the action of a shock wave and a fluid flow, filters are cleaned. The disadvantage of this device is a partial and temporary cleaning of the filter zone of the reservoir, because after the explosion, pollution products are again deposited in the area of the reservoir.

Известен "Колонковый электромеханический буровой снаряд" для бурения скважин во льдах, а.с. СССР 1472613 МПК 7 Е 21 В 4/04, публ. 89, взятый нами за прототип, включающий коронку, кернорватель, колонковую и керноприемную трубы, соединенные с выходным валом приводного узла двигатель - редуктора, насос, фильтр, распорное устройство и кабельный замок для крепления конца грузонесущего кабеля. The well-known "Core electromechanical drill" for drilling in ice, and.with. USSR 1472613 IPC 7 E 21 B 4/04, publ. 89, taken by us as a prototype, including a crown, core cutter, core and core receiving pipes connected to the output shaft of the drive unit of the engine - gearbox, pump, filter, spacer and cable lock for attaching the end of the load-carrying cable.

Указанный колонковый электромеханический буровой снаряд предназначен для бурения и очистки от шлама скважин во льдах, залитых низкотемпературной жидкостью - (техническим керосином), при этом приводной двигатель в этой среде работает без коротких замыканий, т.к. технический керосин является электроизолятором, но он не может работать в нефтяных скважинах, залитых электропроводным раствором, содержащим соль, кроме этого, буровой инструмент рассчитан на разрушение льда и не может использован для бурения в фильтровой зоне продуктивного пласта для удаления осадков горной породы, накопленных за период эксплуатации скважины, и, как следствие, не обеспечивает очистку продуктивного пласта скважины, а распорное устройство не обеспечивает крепление бурового снаряда в фильтре фильтровой зоны и обсадных труб скважины. The specified core electromechanical drill is intended for drilling and cleaning from sludge from wells in ice flooded with low-temperature liquid - (technical kerosene), while the drive motor in this environment works without short circuits, because technical kerosene is an electrical insulator, but it cannot work in oil wells flooded with an electrically conductive solution containing salt, in addition, the drilling tool is designed to destroy ice and cannot be used to drill in the filter zone of a productive formation to remove rock sediments accumulated over a period operation of the well, and, as a result, does not provide for cleaning the productive formation of the well, and the spacer device does not provide for fastening the drill in the filter of the filter zone and casing rub well.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно расширение возможности колонкового электромеханического бурового снаряда за счет предварительного бурения интервала продуктивного пласта для удаления осадков горной породы из скважины, накопленных за период эксплуатации и последующей очистки фильтровой зоны пласта и обсадных труб скважины. The objective of the invention is to remedy these disadvantages, namely expanding the ability of a core electromechanical drill by pre-drilling the interval of the reservoir to remove rock sediments from the well accumulated during the period of operation and subsequent cleaning of the filter zone of the formation and casing of the well.

Задача решается тем, что колонковый электромеханический буровой снаряд, содержащий колонковую трубу, соединенную нижним торцом со сменной коронкой, керноприемную трубу, размещенный в шламовой трубе фильтр, редуктор с полым валом, связанный с валом электродвигателя, насос, и кабельный замок на верхнем торце распорного узла, согласно изобретению для извлечения упавших предметов на забой скважины и очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины он при демонтаже сменной коронки снабжен соединенными через переходник с нижним торцом колонковой трубы съемными ловильной насадкой или насадками для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины, при этом насос закреплен на удлиненном валу электродвигателя между редуктором и электродвигателем, а контактные поверхности распорного узла выполнены в виде роликов. Ловильная насадка при этом выполнена в виде раздвижного конуса, набранного из стальных пружинных прутков. Насадка для очистки выполнена в виде нескольких распорных секций, включающих по две пары подвижных рычагов, верхние и нижние концы которых шарнирно закреплены в неподвижных фиксаторах, при этом распорные секции снабжены резцами, шарнирно закрепленными на нижней паре подвижных рычагов, оснащенной пружинами и подвижными втулками. Насадка для очистки выполнена из нескольких пучков стальных прутков, жестко закрепленных на центральной оси, соединенной с переходной втулкой. The problem is solved in that the core electromechanical drill, comprising a core pipe connected by a lower end to a replaceable crown, a core reception pipe, a filter located in the slurry pipe, a hollow shaft gearbox connected to the motor shaft, a pump, and a cable lock on the upper end of the spacer unit , according to the invention, for removing fallen objects to the bottom of the well and cleaning the filter zone of the reservoir and casing of the well, when dismantling the interchangeable crown, it is equipped with an adapter with the bottom end of the core tube removable fishing nozzle or nozzles for cleaning the filter zone of the reservoir and casing of the well, while the pump is mounted on an elongated motor shaft between the gearbox and the motor, and the contact surfaces of the spacer unit are made in the form of rollers. The fishing nozzle in this case is made in the form of a sliding cone, recruited from steel spring bars. The nozzle for cleaning is made in the form of several spacer sections, including two pairs of movable levers, the upper and lower ends of which are pivotally fixed in fixed latches, while the spacer sections are equipped with cutters pivotally mounted on the lower pair of movable levers equipped with springs and movable bushings. The nozzle for cleaning is made of several bundles of steel bars rigidly fixed on the central axis connected to the adapter sleeve.

На фиг. 1 показана общая конструктивная схема колонкового электромеханического бурового снаряда. На фиг. 2 показана ловильная насадка. На фиг. 3, 4 показаны насадки для очистки фильтра продуктивного пласта и обсадных труб скважины. In FIG. 1 shows a general structural diagram of a core core drill. In FIG. 2 shows a fishing nozzle. In FIG. 3, 4 show nozzles for cleaning the reservoir filter and casing of the well.

Колонковый электромеханический буровой снаряд для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины состоит из колонковой трубы 1, на нижнем торце которой укреплены либо съемная коронка 2, армированная твердым сплавом, либо съемная ловильная насадка для удаления предметов, упавших на забой скважины, или насадки, обеспечивающие очистку как фильтра фильтровой зоны продуктивного пласта, так и обсадных труб скважины. Внутри колонковой трубы 1 находится керноприемная труба 3. Колонковая труба 1 и керноприемная труба 3 с заглушенным верхним торцом соединены переходником 4, к верхней части которого крепится шламовая труба 5, сетчатый фильтр 6 и шламоподъемная труба 7. Шламовая труба 5 в верхней части соединена с корпусом планетарного редуктора 8, имеющего полый приводной вал 9. Корпус планетарного редуктора 8 соединен с подшипниковым узлом 10. Удлиненный вал 11 электродвигателя 12 через насос 13, закрепленный на валу 11 электродвигателя 12, соединен с полым приводным валом 9 редуктора 8. К верхнему торцу корпуса электродвигателя 12 крепится нижний фланец распорного узла 14, к верхнему торцу которого крепится кабельный замок 15, в котором закреплен грузонесущий кабель 16. Распорный узел 14 включает в себя соленоид 17, тяги 18, шарнирно связанные с ним и с роликами 19. A core electromechanical drill for cleaning the filter zone of the reservoir and casing of the well consists of a core pipe 1, at the lower end of which there is either a removable crown 2 reinforced with hard alloy, or a removable fishing nozzle to remove objects that fell on the bottom of the well, or nozzles, providing cleaning of both the filter of the filter zone of the reservoir and the casing of the well. Inside the core pipe 1 there is a core receiver pipe 3. The core pipe 1 and the core receiver 3 with a muffled upper end are connected by an adapter 4, to the top of which a slurry pipe 5, a strainer 6 and a slurry pipe 7 are attached. The slurry pipe 5 in the upper part is connected to the housing planetary gearbox 8 having a hollow drive shaft 9. The housing of the planetary gearbox 8 is connected to the bearing assembly 10. The elongated shaft 11 of the electric motor 12 through the pump 13, mounted on the shaft 11 of the electric motor 12, is connected to the hollow drive the gearbox shaft 9 8. The lower flange of the spacer assembly 14 is attached to the upper end of the motor housing 12, to the upper end of which a cable lock 15 is attached, in which the load-carrying cable is fixed 16. The spacer assembly 14 includes a solenoid 17, rods 18, pivotally connected to it and with rollers 19.

Для извлечения упавших предметов на забой скважины колонковый электромеханический буровой снаряд снабжен съемной ловильной насадкой (фиг. 2). Ловильная насадка установлена в переходнике 20, навинченном на нижнем торце колонковой трубы 1. Ловильная насадка выполнена в виде раздвижного конуса, набранного из стальных пружинных прутков 21. To extract fallen objects to the bottom of the well, the core electromechanical drill is equipped with a removable fishing nozzle (Fig. 2). The fishing nozzle is installed in the adapter 20 screwed on the lower end of the core pipe 1. The fishing nozzle is made in the form of a sliding cone, assembled from steel spring bars 21.

Колонковый снаряд снабжен также насадками для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины. Насадка (фиг.3) также крепится через переходник 20 на нижнем торце колонковой трубы. Насадка выполнена, например, в виде нескольких распорных секций, закрепленных на штанге 22 через неподвижные фиксаторы 23. Каждая распорная секция включает по две пары подвижных рычагов 24, верхние и нижние концы которых шарнирно закреплены в неподвижных фиксаторах 23, а нижние пары подвижных рычагов 24 оснащены пружинами 25 и подвижными втулками 26. На нижних парах подвижных рычагов 24 шарнирно закреплены резцы 27. Насадка может быть выполнена (фиг.4) в виде нескольких пучков стальных прутков 28, закрепленных на втулке 29, соединенной с переходником 20 через переходную втулку 30. The core projectile is also equipped with nozzles for cleaning the filter zone of the reservoir and casing of the well. The nozzle (Fig. 3) is also attached through an adapter 20 at the lower end of the core tube. The nozzle is made, for example, in the form of several spacer sections, mounted on the rod 22 through the fixed latches 23. Each spacer section includes two pairs of movable levers 24, the upper and lower ends of which are pivotally fixed in the fixed latches 23, and the lower pairs of movable levers 24 are equipped springs 25 and movable sleeves 26. Cutters 27 are pivotally mounted on the lower pairs of movable levers 24. The nozzle can be made (Fig. 4) in the form of several bundles of steel rods 28 mounted on a sleeve 29 connected to an adapter 2 0 through adapter sleeve 30.

Колонковый электромеханический буровой снаряд работает следующим образом
После сборки колонкового электромеханического бурового снаряда и постановки его в область продуктивного пласта при помощи лебедки, не показанной на фигуре, и грузонесущего кабеля 16 включаются электродвигатель 12 и соленоид 17 распорного узла 14. При этом вращение от вала 11 электродвигателя 12 передается насосу 13. Ролики 19 через тяги 18, связанные шарнирно с соленоидом 17, контактируя со стенками фильтра фильтровой зоны продуктивного пласта, воспринимают реактивный момент, возникающий на невращающейся части колонкового электромеханического бурового снаряда. Процесс бурения идет до заполнения керноприемной трубы 3 керном, после чего отключается электродвигатель 12, соленоид 17 и насос 13, связанный с валом 11 электродвигателя 12. Производится отрыв керна, размещенного в керноприемной трубе 3, и колонковый электромеханический буровой снаряд извлекается на поверхность с керном, включающим в себя песок и другие материалы, накопленные за период эксплуатации скважины, а продукты разрушения поднимаются в шламосборнике. В процессе бурения продукты разрушения с забоя скважины удаляются за счет призабойной циркуляции скважинной жидкости, осуществляемой насосом 13. Продукты разрушения, увлекаемые потоком скважинной жидкости, поднимаются по кольцевому зазору между колонковой трубой 1 и керноприемной трубой 3, затем по центральной шламоприемной трубе 5 попадает в шламосборник, оснащенный сетчатым фильтром 6, и скапливаются в нем. Скважинная же жидкость, пройдя через сетчатый фильтр 6, по полому приводному валу 9 редуктора 8 и насос 13 выводится в затрубное пространство. Для извлечения упавших предметов на забой скважины колонковый электромеханический буровой снаряд снабжается ловильной насадкой 21 (фиг. 2), выполненной из стальных пружинных прутков в виде раздвижного конуса. После проходки интервала продуктивного пласта и извлечения различных упавших в скважину предметов колонковый электромеханический буровой снаряд опускается в указанный интервал для дополнительной очистки фильтровой зоны с насадкой (фиг.3), содержащей переходник 20, соединенный с торцевой частью колонковой трубы 1 и штангой 22, на которой размещены несколько распорных секции, включающих в себя неподвижные фиксаторы 23, жестко соединенные со штангой 22. Секции оснащены резцами 27, шарнирно закрепленными на подвижных рычагах 24. Рычаги 24 оснащены пружинами 25. Очистка осуществляется также колонковым электромеханическим буровым снарядом с насадкой, показанной на (фиг. 4), содержащей переходник 20, соединенный с торцевой частью колонковой трубы 1, и переходной втулкой 30 со втулкой 29, на которой закреплены пучки стальных прутков 28. При вращении стальные прутки 28, прижимаясь к стенкам фильтра продуктивного пласта или к стенкам обсадных труб скважины, очищают их, а продукты очистки за счет циркуляции скважинной жидкости при работающем насосе 13 от вала 11 электродвигателя 12 скапливаются в шламосборнике, оснащенном сетчатым фильтром 6, и после чего колонковый электромеханический буровой снаряд поднимается из скважины. Очистку обсадных труб скважины осуществляют как при спуске бурового снаряда на забой скважины с включенным электродвигателем 12, соленоидом 17, распорным узлом 14 и насосом 13 с использованием указанных насадок, так и при его подъеме к устью скважины.Core electromechanical drill is as follows
After assembling the core electromechanical drill and setting it into the area of the reservoir using a winch, not shown in the figure, and a load-carrying cable 16, the electric motor 12 and the solenoid 17 of the spacer assembly 14 are turned on. In this case, the rotation from the shaft 11 of the electric motor 12 is transmitted to the pump 13. Rollers 19 through the rods 18, pivotally connected to the solenoid 17, in contact with the filter walls of the filter zone of the reservoir, they perceive the reactive moment that occurs on the non-rotating part of the core electromechanical CBFP projectile. The drilling process continues until the core-receiving pipe 3 is filled with core, after which the electric motor 12, the solenoid 17 and the pump 13 connected to the shaft 11 of the electric motor 12 are switched off. The core placed in the core-receiving pipe 3 is detached, and the core electromechanical drill is removed to the surface with the core, including sand and other materials accumulated during the period of operation of the well, and the products of destruction rise in the sludge trap. In the process of drilling, the products of destruction from the bottom of the well are removed due to bottom-hole circulation of the borehole fluid carried out by the pump 13. The fracture products, entrained by the flow of the borehole fluid, rise along the annular gap between the core pipe 1 and the core-receiving pipe 3, then through the central sludge-receiving pipe 5 it enters the sludge collector equipped with a strainer 6, and accumulate in it. Downhole fluid, passing through the strainer 6, through the hollow drive shaft 9 of the gearbox 8 and the pump 13 is discharged into the annulus. To extract fallen objects into the bottom of the well, the core electromechanical drill is equipped with a fishing nozzle 21 (Fig. 2) made of steel spring rods in the form of a sliding cone. After driving the interval of the productive formation and removing various objects that have fallen into the well, the core electromechanical drill is lowered into the specified interval for additional cleaning of the filter zone with a nozzle (Fig. 3) containing an adapter 20 connected to the end part of the core pipe 1 and the rod 22, on which there are several spacer sections, including fixed latches 23, rigidly connected to the rod 22. The sections are equipped with cutters 27 pivotally mounted on the movable levers 24. The levers 24 are equipped springs 25. Cleaning is also carried out by a core-type electromechanical drill with a nozzle shown in (Fig. 4), containing an adapter 20 connected to the end part of the core pipe 1, and a transition sleeve 30 with a sleeve 29, on which bundles of steel rods 28 are fixed. the rotation of the steel rods 28, clinging to the walls of the filter of the reservoir or to the walls of the casing of the well, clean them, and the cleaning products due to the circulation of the borehole fluid when the pump 13 is running from the shaft 11 of the motor 12 are accumulated in lamosbornik equipped with a strainer 6, and then the core drill is raised from the well. Cleaning the casing of the well is carried out both when lowering the drill to the bottom of the well with the electric motor 12, solenoid 17, spacer unit 14 and pump 13 using these nozzles, and when it is raised to the wellhead.

Очистка фильтровой зоны и обсадных труб скважины предлагаемым буровым снарядом, оснащенным буровой коронкой, армированной твердым сплавом и указанными насадками при замкнутой системе циркуляции скважинной жидкости с использованием грузонесущего кабеля и лебедки, многократно сокращает время на спускоподъемные операции и обеспечивает восстановление гидравлической связи пласта со скважиной и, как следствие, увеличение нефтеотдачи пластов с высоковязкой и легкой нефтями, а также возобновление эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды. Cleaning the filter zone and casing of the well with the proposed drill, equipped with a drill bit reinforced with hard alloy and these nozzles with a closed system of circulating the borehole fluid using a load-carrying cable and a winch, significantly reduces the time for tripping operations and ensures the restoration of hydraulic connection between the formation and the borehole, as a result, increased oil recovery with highly viscous and light oils, as well as the resumption of unprofitable wells at ft, natural gas, on the fresh, mineral or thermal water.

Claims

1. A core electromechanical drill, comprising a core pipe connected by a lower end to a replaceable crown, a core receiver, a strainer located in the slurry pipe, a gearbox with a hollow shaft, connected to the motor shaft, a pump and a cable lock on the upper end of the spacer unit, characterized in that to remove fallen objects to the bottom of the well and clean the filter zone of the reservoir and the casing of the well, when dismantling a replaceable crown, it is equipped with a lower torus connected through an adapter ohm removable core barrel a fishing nozzle or nozzles for cleaning a filter producing formation zone and the well casing, and the pump is mounted on the elongated shaft between the motor and the motor gear, and the contact surface of the spacer assembly are formed as rollers.

2. Column projectile according to claim 1, characterized in that the fishing nozzle is made in the form of a sliding cone, recruited from steel spring bars.

3. Column projectile according to claim 1, characterized in that the cleaning nozzle is made in the form of several spacer sections, including two pairs of movable levers, the upper and lower ends of which are pivotally fixed in fixed latches, while the spacer sections are equipped with cutters pivotally fixed on the bottom pair of movable levers equipped with springs and movable bushings.

4. A core projectile according to claim 1, characterized in that the nozzle for cleaning is made of several bundles of steel rods rigidly fixed to a central axis connected to the adapter sleeve.