RU2213199C2 - Well hydraulic giant reamer - Google Patents

Well hydraulic giant reamer Download PDF

Info

Publication number
RU2213199C2
RU2213199C2 RU2001135918A RU2001135918A RU2213199C2 RU 2213199 C2 RU2213199 C2 RU 2213199C2 RU 2001135918 A RU2001135918 A RU 2001135918A RU 2001135918 A RU2001135918 A RU 2001135918A RU 2213199 C2 RU2213199 C2 RU 2213199C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
relative
angle
axis
hydraulic
Prior art date
Application number
RU2001135918A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001135918A (en
Inventor
Курбан Тагиров
В.Е. Дубенко
М.П. Демушкин
В.И. Шамшин
А.П. Беляков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" filed Critical Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром"
Priority to RU2001135918A priority Critical patent/RU2213199C2/en
Publication of RU2001135918A publication Critical patent/RU2001135918A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2213199C2 publication Critical patent/RU2213199C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: drilling equipment; applicable in well reaming in preset interval. SUBSTANCE: reamer has hollow cylindrical ribbed working member connected with drill string by means of cylindrical joint. Located between cylindrical ribbed working member and cylindrical joint is orienting extensible sub. These design members have common hydraulic channel ending in lower part of said working member and connected with channel of reactive nozzle and washing channels of not more than three hydraulic giant nozzles located on side surface of said working member. Reactive nozzle is directed at angle of 90 deg. Relative to reamer axis. The first hydraulic giant nozzle located at level of reactive nozzle at angle of 210 deg. Relative to its axis along reamer rotation and at angle of 30 deg relative to its axis towards lower boundary of said working member. The second hydraulic giant nozzle is located upward over cylinder element of said working member relative to the first hydraulic giant nozzle and at angle of 90 deg relative to axis of reamer. The third hydraulic giant nozzle is located upward over cylinder element of said working member spaced from cylinder element for the first and second hydraulic giant nozzles at angle of 285 deg along reamer rotation and at angle of 90 deg relative to its axis. Diameters of reactive nozzle and hydraulic giant nozzle, distance between them and conditions of selection of standard nozzle are calculated by definite mathematical expressions. EFFECT: higher reliability of design and efficiency of conduction of reaming operations. 4 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для расширения скважин в расчетном интервале. The invention relates to drilling equipment and can be used to expand wells in the design interval.

Анализ существующего уровня показал следующее. Analysis of the existing level showed the following.

Известен скважинный расширитель, содержащий породоразрушающий орган с размещенным внутри турбинным приводом и механизм поворота породоразрушающего органа (см. а. с. 206469 от 16.04.1963 г. по кл. Е 21 В 9/28 (5а, 14/20), опубл. в ОБ 24, 1967 г.). Механизм поворота породоразрушающего органа выполнен в виде зубчатой рейки, скрепленной с поршнем гидравлической пары, цилиндр которой связан с колонной бурильных труб, и зубчатого сектора, связанного с валом турбинного привода и взаимодействующего с зубчатой рейкой. A well-known borehole expander containing a rock cutting body with a turbine drive located inside and a rotation mechanism for the rock cutting body (see A. p. 206469 dated 04.16.1963 according to class E 21 B 9/28 (5a, 14/20), publ. in OB 24, 1967). The rotation mechanism of the rock cutting body is made in the form of a gear rack fastened to a hydraulic pair piston, the cylinder of which is connected to the drill pipe string, and a gear sector connected to the turbine drive shaft and interacting with the gear rack.

Недостатком известного устройства являются ненадежность конструкции и неэффективность работы. Это обусловлено целым рядом причин:
- конструкцией расширителя не предусмотрено огибание твердых включений, т. к. промывочная жидкость постоянно воздействует на зубчатую передачу, а обратный ход последней возможен, но с приложением большого усилия, приводящего к поломке расширителя;
- конструкцией расширителя не предусмотрена защита зубчатой передачи от посторонних включений (разбуриваемой породы), что может привести к поломке устройства;
- осуществляется механическое разрушение породы без эффективной очистки (промывки) забоя, что приводит к заклиниванию инструмента.A disadvantage of the known device is the unreliability of the design and inefficiency. This is due to a number of reasons:
- the design of the expander does not provide for enveloping solid inclusions, since flushing fluid constantly acts on the gear train, and the reverse stroke of the latter is possible, but with great effort, leading to breakdown of the expander;
- the design of the expander does not provide for the protection of the gear transmission from foreign inclusions (drilled rock), which can lead to damage to the device;
- mechanical destruction of the rock is carried out without effective cleaning (washing) of the face, which leads to jamming of the tool.

Известен скважинный гидромониторный расширитель, содержащий корпус, породоразрушающую лопасть, прикрепленную к боковой поверхности корпуса, полый приводной вал, размещенный в корпусе и соединенный как с буровой колонной, так и с корпусом с возможностью ограниченного осевого перемещения и подпружинен, а также три гидромониторные насадки, сообщенные посредством промывочных каналов с полостью буровой колонны (см. а.с. 1666678 от 19.05.89 г. по кл. Е 21 В 7/28, опубл. в ОБ 28, 1991 г.) При этом вторая насадка расположена на боковой поверхности лопасти, а третья - на боковой поверхности корпуса со смещением по вертикали относительно первой насадки с возможностью гидравлического сообщения полости буровой колонны с насадками корпуса при крайних положениях приводного вала относительно корпуса и с насадкой лопасти при среднем положении вала. A well-known hydraulic monitor extender comprising a housing, a rock cutting blade attached to a side surface of the housing, a hollow drive shaft located in the housing and connected to the drill string and the housing with the possibility of limited axial movement and spring-loaded, as well as three hydraulic monitor nozzles through flushing channels with a drill string cavity (see AS 1666678 of 05.19.89, class E 21 B 7/28, published in OB 28, 1991). The second nozzle is located on the side surface of the blade and a third I - on the side surface of the housing with a vertical offset relative to the first nozzle with the possibility of hydraulic communication of the cavity of the drill string with the nozzle of the housing at the extreme positions of the drive shaft relative to the housing and with the nozzle of the blade in the middle position of the shaft.

Недостатком известного устройства являются ненадежность конструкции и неэффективность работы. Это обусловлено целым рядом причин:
- наличие открытых пружин в конструкции расширителя может привести к заклиниванию последних разбуриваемой породой и, как следствие, невозможности осевого перемещения корпуса относительно вала;
- отсутствие в конструкции расширителя поворотного механизма приводт к невозможности создания каверны запланированного размера, а лишь только на величину прогиба бурильных труб, ограниченных стенкой скважины;
- породоразрушающая лопасть не всегда прижата к стенке скважины из-за непостоянства действия отклоняющей силы;
- конструкцией расширителя обеспечивается малый гидромониторный эффект, т.к. насадка на лопасти расположена с обратной стороны вращения.A disadvantage of the known device is the unreliability of the design and inefficiency. This is due to a number of reasons:
- the presence of open springs in the design of the expander can lead to jamming of the last drilled rock and, as a result, the impossibility of axial movement of the housing relative to the shaft;
- the lack of a swivel mechanism in the expander design makes it impossible to create a cavity of the planned size, but only by the amount of deflection of the drill pipes bounded by the borehole wall;
- rock cutting blade is not always pressed against the wall of the well due to the inconsistency of the deflecting force;
- the design of the expander provides a small hydromonitor effect, because the nozzle on the blades is located on the reverse side of the rotation.

В качестве прототипа взят скважинный гидромониторный расширитель, содержащий полый цилиндрический оребренный рабочий орган (под ребрами подразумеваются породоразрушающие элементы), связанный с бурильной колонной с помощью цилиндрического шарнира, и гидромониторные насадки, одна из которых выполнена под углом относительно оси расширителя в сторону нижней границы оребренного рабочего органа (см. а.с. 1002500 от 25.01.82 г. по кл. Е 21 В 7/28, опубл. в ОБ 9, 1983 г.). При этом ось цилиндрического шарнира смещена относительно оси корпуса в сторону наименьшей образующей оребренного рабочего органа, выполненного в виде втулки со скошенным торцом. Втулка установлена на корпусе концентрично. As a prototype, a downhole hydraulic monitor expander was used, containing a hollow cylindrical finned working element (by ribs are rock cutting elements) connected to the drill string using a cylindrical hinge, and hydraulic nozzles, one of which is made at an angle relative to the axis of the expander towards the lower boundary of the finned working body (see AS 1002500 from 01.25.82, according to class E 21 B 7/28, published in OB 9, 1983). The axis of the cylindrical hinge is shifted relative to the axis of the housing towards the smallest generatrix of the finned working element, made in the form of a sleeve with a beveled end. The sleeve is mounted concentrically on the housing.

Недостатком прототипа являются ненадежность конструкции и неэффективность работы. Это обусловлено целым рядом причин:
- конструкцией расширителя не предусмотрено огибание твердых включений, т. к. конструктивные особенности втулки и положение цилиндрического шарнира не способствуют возникновению выпрямляющего усилия, приводящего втулку в первоначальное положение;
- операция расширения связана с подъемом втулки за счет действия центробежной силы, величина которой мала вследствие незначительной частоты вращения бурильной колонны;
- конструкцией обеспечивается малый гидромониторный эффект, т.к. насадки расположены на корпусе, не имеющем возможности углового перемещения относительно оси скважины.The disadvantage of the prototype is the unreliability of the design and inefficiency. This is due to a number of reasons:
- the design of the expander does not provide for enveloping solid inclusions, because the design features of the sleeve and the position of the cylindrical hinge do not contribute to the emergence of a rectifying force, leading the sleeve to its original position;
- the expansion operation is associated with the lifting of the sleeve due to the action of centrifugal force, the value of which is small due to the insignificant frequency of rotation of the drill string;
- the design provides a small hydromonitor effect, because nozzles are located on the housing, which is not capable of angular movement relative to the axis of the well.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, сводится к следующему: повышается эксплуатационная надежность скважинного гидромониторного расширителя и эффективность проведения технологической операции расширения скважины за счет:
- отсутствия возможности заклинивания оребренного рабочего органа при встрече с твердыми включениями в разрушаемой породе, т.к. конструкцией предусмотрено огибание оребренного рабочего органа этих включений;
- незначительных габаритных размеров цилиндрического шарнира, обусловленных отсутствием влияния отклоняющего момента от реактивной силы струи, вытекающей из реактивной насадки;
- постоянного нахождения гидромониторных насадок в непосредственной близости со стенкой скважины, что обусловлено непрерывным действием отклоняющей силы и возможностью углового перемещения оребренного рабочего органа относительно оси скважины;
- выполнения каверны запланированного диаметра, т.е. цилиндрический шарнир связан с оребренным рабочим органом и позволяет отклонение последнего до максимального угла 30o и создание каверны диаметром 1 м;
- создания максимальной длины фронта разрушающей силы, что обусловлено расположением и количеством гидромониторных насадок.The technical result that can be obtained by implementing the present invention is as follows: the operational reliability of the downhole hydraulic expander is increased and the efficiency of the technological operation of expanding the well due to:
- the lack of jamming of the finned working body when meeting with solid inclusions in destructible rock, because the design provides for the rounding of the finned working body of these inclusions;
- insignificant overall dimensions of the cylindrical hinge due to the absence of the influence of the deflecting moment from the jet reactive force flowing from the jet nozzle;
- the constant presence of hydraulic nozzles in close proximity to the wall of the well, due to the continuous action of the deflecting force and the possibility of angular movement of the finned working body relative to the axis of the well;
- performing a cavity of a planned diameter, i.e. a cylindrical hinge is connected with a finned working body and allows the deflection of the latter to a maximum angle of 30 o and the creation of a cavity with a diameter of 1 m;
- creating the maximum length of the front of the destructive force, which is due to the location and number of hydraulic nozzles.

Технический результат достигается с помощью известного скважинного гидромониторного расширителя, содержащего полый цилиндрический оребренный рабочий орган, связанный с бурильной колонной с помощью цилиндрического шарнира, и гидромониторные насадки, одна из которых выполнена под углом относительно оси расширителя в сторону нижней границы оребренного рабочего органа. По заявленной конструкции расширитель дополнительно содержит ориентирующий удлиняющий переводник, расположенный между оребренным рабочим органом и цилиндрическим шарниром. Последний расположен коаксиально бурильной колонне и оребренному рабочему органу, а их общий гидравлический канал заканчивается в нижней части оребренного рабочего органа и связан с каналом реактивной насадки и промывочными каналами не более трех гидромониторных насадок, расположенных на боковой поверхности оребренного рабочего органа. Реактивная насадка связана с нижней частью общего гидравлического канала и направлена перпендикулярно относительно оси расширителя, а ее диаметр определен по формуле

Figure 00000002

где dp - диаметр реактивной насадки, м;
μ - коэффициент расхода промывочной жидкости, прошедшей через насадку с совершенной конфигурацией входного участка, равный 0,90-0,95;
W - суммарная фактическая гидравлическая мощность используемых цементировочных агрегатов, кВт;
G - вес расширителя, Н;
υ - скорость истечения промывочной жидкости из насадки, равная 80-100 м/сек;
ρ - плотность промывочной жидкости, кг/м3.The technical result is achieved using a well-known downhole hydraulic expander containing a hollow cylindrical finned working element connected to the drill string by means of a cylindrical hinge and hydraulic nozzles, one of which is made at an angle relative to the axis of the expander towards the lower boundary of the finned working body. According to the claimed design, the expander further comprises an orienting extension sub located between the finned working body and the cylindrical hinge. The latter is located coaxially with the drill string and finned working body, and their common hydraulic channel ends at the bottom of the finned working body and is connected to the jet nozzle channel and flushing channels of no more than three hydraulic monitor nozzles located on the side surface of the finned working body. The jet nozzle is connected to the lower part of the common hydraulic channel and is directed perpendicular to the axis of the expander, and its diameter is determined by the formula
Figure 00000002

where d p is the diameter of the jet nozzle, m;
μ is the flow coefficient of the flushing fluid passing through the nozzle with a perfect configuration of the inlet section, equal to 0.90-0.95;
W is the total actual hydraulic power of the cementing units used, kW;
G is the weight of the expander, N;
υ is the flow rate of the washing fluid from the nozzle, equal to 80-100 m / s;
ρ is the density of the washing fluid, kg / m 3 .

Первая гидромониторная насадка расположена на уровне реактивной насадки под углом 210o относительно ее оси по ходу вращения расширителя и под углом 30o относительно его оси в сторону нижней границы оребренного рабочего органа. Вторая гидромониторная насадка расположена вверх по образующей цилиндра оребренного рабочего органа относительно первой гидромониторной насадки и под углом 90o относительно оси расширителя. Третья гидромониторная насадка расположена вверх по образующей цилиндра оребренного рабочего органа, отстоящей от образующей цилиндра для первой и второй гидромониторных насадок под углом 285o по ходу вращения расширителя и под углом 90o относительно его оси. Максимальный диаметр каждой гидромониторной насадки рассчитан по формуле

Figure 00000003

где dn max - максимальный расчетный диаметр каждой гидромониторной насадки, м, при этом n - количество гидромониторных насадок, выбранное из условия 1≤n≤3,
и выбран диаметр стандартной насадки из условия d≤dn max, где d - диаметр стандартной насадки, м.The first hydraulic nozzle is located at the level of the jet nozzle at an angle of 210 o relative to its axis along the rotation of the expander and at an angle of 30 o relative to its axis towards the lower boundary of the finned working body. The second nozzle is located upstream of the cylinder of the fin of the working body relative to the first nozzle and at an angle of 90 o relative to the axis of the expander. The third hydraulic nozzle is located upstream of the cylinder of the finned working body, spaced from the cylinder for the first and second hydraulic nozzles at an angle of 285 o in the direction of rotation of the expander and at an angle of 90 o relative to its axis. The maximum diameter of each jet nozzle is calculated by the formula
Figure 00000003

where d n max is the maximum calculated diameter of each nozzle, m, while n is the number of nozzles selected from the condition 1≤n≤3,
and the diameter of the standard nozzle is selected from the condition d≤d n max , where d is the diameter of the standard nozzle, m

Расстояние между соседними гидромониторными насадками определено по формуле
Ln=12d,
где Ln - расстояние между соседними гидромониторными насадками, м, при этом 2≤n≥3.The distance between adjacent hydraulic nozzles is determined by the formula
L n = 12d,
where L n is the distance between adjacent hydromonitor nozzles, m, with 2≤n≥3.

Анализ изобретательского уровня показал следующее. Известен струйный расширитель, содержащий гидротурбину с двумя соплами, имеющими гидромониторные насадки, установленные под углом друг другу, выполненные с разным входным сечением (см а.с. 891881 от 17.04.80 г. по кл. Е 21 В 7/28, опубл. в ОБ 47, 1981 г. ). В этом случае энергия одной струи гасит энергию другой и их суммарное воздействие на стенку скважины уменьшается. Известен шарошечный расширитель с системой промывки, включающий связанные между собой и осевым каналом и выполненные в корпусе наклонные и радиальные каналы (см. патент 2169822 от 24.11.2000 г. по кл. Е 21 В 7/28, опубл. в ОБ 18, 2001 г.). Концевые участки наклонных каналов заглушены, а радиальные, расположенные перпендикулярно продольной оси корпуса, оснащены гидромониторными насадками, расположенными в межшарошечном проеме. Расширение осуществляется за счет воздействия шарошек, что не слишком эффективно, т.к. отсутствует поворотный механизм. При этом гидромониторный эффект незначителен, что обусловлено углом наклона гидромониторных насадок и отсутствием отклоняющей силы. Известно устройство для бурения и расширения скважин, в боковых стенках корпуса которого размещены гидромониторные насадки, оси которых перпендикулярны оси устройства (см. а.с. 1084405 от 30.07.82 г. по кл. Е 21 В 7/28, опубл. в ОБ 13, 1984 г.). Расширение скважин незначительно и происходит на величину действия энергии гидромониторных струй. An analysis of the inventive step showed the following. Known jet expander containing a hydraulic turbine with two nozzles having hydraulic nozzles mounted at an angle to each other, made with different input cross-section (see AS 891881 from 04.17.80, CL E 21 V 7/28, publ. in OB 47, 1981). In this case, the energy of one jet extinguishes the energy of the other and their total effect on the borehole wall decreases. Known roller expander with a flushing system, including inclined and radial channels connected to each other and to the axial channel (see patent 2169822 dated November 24, 2000 according to class E 21 V 7/28, published in OB 18, 2001 g.). The end sections of the inclined channels are muffled, and the radial ones located perpendicular to the longitudinal axis of the body are equipped with hydraulic monitor nozzles located in the inter-cone opening. The expansion is carried out due to the impact of cones, which is not very effective, because no swivel mechanism. In this case, the hydromonitor effect is negligible, due to the angle of inclination of the hydromonitor nozzles and the absence of deflecting force. A device for drilling and expanding wells, in the side walls of the housing of which are placed hydraulic nozzles, the axes of which are perpendicular to the axis of the device (see AS 1084405 from 07/30/82 according to class E 21 V 7/28, published in OB 13, 1984). The expansion of the wells is insignificant and occurs by the magnitude of the action of the energy of the jet jets.

Нами не обнаружены источники патентной документации и научно-технической литературы, описывающие конструкции скважинных гидромониторных расширителей, в которых бы присутствовал эффект действия постоянной отклоняющей силы в совокупности с надежностью работы расширителя. Таким образом, достигаемый технический результат обусловлен неизвестными свойствами частей рассматриваемого скважинного гидромониторного расширителя и связями между ними. Изобретение явным образом не следует из известного уровня техники, то есть соответствует условию изобретательского уровня. We have not found sources of patent documentation and scientific and technical literature describing the design of downhole hydraulic expanders, in which there would be the effect of a constant deflecting force in combination with the reliability of the expander. Thus, the achieved technical result is due to the unknown properties of the parts of the considered downhole hydraulic expander and the relationships between them. The invention does not explicitly follow from the prior art, that is, it meets the condition of an inventive step.

Конструкция заявляемого устройства поясняется следующими чертежами:
на фиг. 1 представлен продольный разрез устройства относительно оси (транспортное положение);
на фиг.2. представлен горизонтальный разрез, выполненный в плоскости А - А;
на фиг.3 представлен горизонтальный разрез, выполненный в плоскости Б - Б;
на фиг.4 представлен фрагмент продольного разреза устройства в плоскости В - В, расположенной под углом 30o относительно продольной плоскости по оси устройства.The design of the claimed device is illustrated by the following drawings:
in FIG. 1 shows a longitudinal section of the device about an axis (transport position);
figure 2. a horizontal section is presented, made in the plane A - A;
figure 3 presents a horizontal section made in the plane B - B;
figure 4 presents a fragment of a longitudinal section of the device in the plane b - B, located at an angle of 30 o relative to the longitudinal plane along the axis of the device.

Устройство имеет следующие габариты: длина - 1,28 м, диаметр - 0,14 м, масса - 53 кг. The device has the following dimensions: length - 1.28 m, diameter - 0.14 m, weight - 53 kg.

Скважинный гидромониторный расширитель содержит полый цилиндрический оребренный рабочий орган 1, связанный с бурильной колонной с помощью цилиндрического шарнира 2 (см. фиг.1). Между оребренным рабочим органом 1 и цилиндрическим шарниром 2 находится ориентирующий удлиняющий переводник 3. Цилиндрический шарнир 2 расположен коаксиально бурильной колонне и оребренному рабочему органу 1. Все перечисленные конструктивные элементы имеют общий гидравлический канал 4, заканчивающийся в нижней части оребренного рабочего органа 1 и связанный с каналом реактивной насадки 5 и промывочными каналами не более трех гидромониторных насадок 6, 7, 8, расположенных на боковой поверхности оребренного рабочего органа 1. Реактивная насадка 5 связана с нижней частью общего гидравлического канала 4 и направлена под углом 90o относительно оси расширителя.Downhole hydraulic extender contains a hollow cylindrical finned working element 1, connected to the drill string using a cylindrical hinge 2 (see figure 1). Between the finned working body 1 and the cylindrical hinge 2 there is an orienting extension sub 3. The cylindrical hinge 2 is located coaxially with the drill string and the finned working body 1. All of these structural elements have a common hydraulic channel 4 ending in the lower part of the finned working body 1 and connected to the channel jet nozzle 5 and flushing channels of not more than three jet nozzles 6, 7, 8 located on the side surface of the finned working body 1. Reactive on adka 5 is connected to the lower part of the overall hydraulic passage 4 and is directed at an angle of 90 o with respect to the axis of the expander.

Диаметр реактивной насадки составляет

Figure 00000004

При этом в расчете использовалась фактическая гидравлическая мощность W двух цементировочных агрегатов ЦА-320 М. Мощность одного агрегата составляет 52,5 кВт.The diameter of the jet nozzle is
Figure 00000004

In this case, the actual hydraulic power W of two cementing units CA-320 M was used in the calculation. The power of one unit is 52.5 kW.

Вес расширителя G рассчитывался по проектному объему последнего, составляющему 7,14•10-3 м3, и плотности стали 7500 кг/м3:
7,14•10-3•7500≈53 кг х 10=530 Н.The weight of the expander G was calculated according to the design volume of the latter, amounting to 7.14 • 10 -3 m 3 , and the density of steel 7500 kg / m 3 :
7.14 • 10 -3 • 7500≈53 kg x 10 = 530 N.

В качестве промывочной жидкости использовался 8% водный глинистый раствор, ρ=1055 кг/м3.An 8% aqueous clay solution, ρ = 1055 kg / m 3, was used as a washing liquid.

Коэффициент расхода насадки с совершенной конфигурацией входного участка μ, равный 0,90-0,95, взят из книги: Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин : Учебник для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1988, с. 193. The nozzle flow coefficient with the perfect configuration of the inlet section μ, equal to 0.90-0.95, is taken from the book: N. Sereda, E. Soloviev Drilling oil and gas wells: Textbook for universities. - 2nd ed. reslave. and add. - M .: Nedra, 1988, p. 193.

Величина скорости истечения промывочной жидкости из реактивной насадки υ, равная 80-100 м/сек, взята из книги: Козодой А.К., Зубарев А.В. и Федоров B.C. Промывка скважин при бурении.: Гостоптехиздат, 1963, с. 91. The value of the velocity of the outflow of the washing fluid from the jet nozzle υ, equal to 80-100 m / s, is taken from the book: Kozodoy A.K., Zubarev A.V. and Fedorov B.C. Flushing wells during drilling .: Gostoptekhizdat, 1963, p. 91.

Первая гидромониторная насадка 6 расположена на уровне реактивной насадки 5 под углом 210o относительно ее оси по ходу вращения расширителя и под углом 30o относительно его оси в сторону нижней границы оребренного рабочего органа 1 (см. фиг.4). Вторая гидромониторная насадка 7 расположена вверх по образующей цилиндра оребренного рабочего органа относительно первой гидромониторной насадки 6 под углом 90o относительно оси расширителя (см. фиг. 2 и 4). Третья гидромониторная насадка 8 расположена вверх относительно второй гидромониторной насадки 7 по образующей цилиндра оребренного рабочего органа 1, отстоящей от образующей цилиндра для гидромониторных насадок 6 и 7 под углом 285o по ходу вращения расширителя и под углом 90o относительно его оси (см. фиг.3).The first jet nozzle 6 is located at the level of the jet nozzle 5 at an angle of 210 o relative to its axis in the direction of rotation of the expander and at an angle of 30 o relative to its axis towards the lower boundary of the finned working body 1 (see figure 4). The second jet nozzle 7 is located upstream of the cylinder of the fin of the working body relative to the first jet nozzle 6 at an angle of 90 o relative to the axis of the expander (see Fig. 2 and 4). The third hydraulic nozzle 8 is located upward relative to the second hydraulic nozzle 7 along the generatrix of the finned working cylinder 1, spaced from the generatrix of the cylinder for hydraulic nozzles 6 and 7 at an angle of 285 o in the direction of rotation of the expander and at an angle of 90 o relative to its axis (see Fig. 3).

Устройство работоспособно с достижением заявляемого технического результата при компоновке оребренного рабочего органа 1 насадками 5 и 6 или 5, 6 и 7, или 5, 6, 7 и 8. The device is operable with the achievement of the claimed technical result when the layout of the finned working body 1 nozzles 5 and 6 or 5, 6 and 7, or 5, 6, 7 and 8.

В случае компоновки устройства насадками 5 и 6 рассчитывают максимальный диаметр гидромониторной насадки 6

Figure 00000005

и далее, исходя из условия d≤d1 max, выбирают стандартную насадку с d=8 мм, выпускаемую заводом "Победит", г. Владикавказ. Насадку 6 жестко устанавливают в соответствующее отверстие, расположенное на боковой поверхности оребренного рабочего органа 1.In the case of the arrangement of the device with nozzles 5 and 6, the maximum diameter of the hydraulic nozzle 6 is calculated
Figure 00000005

and then, based on the condition d≤d 1 max , choose a standard nozzle with d = 8 mm, manufactured by the plant "Pobedit", Vladikavkaz. The nozzle 6 is rigidly installed in the corresponding hole located on the side surface of the finned working body 1.

В случае компоновки устройства насадками 5, 6 и 7 рассчитывают максимальный диаметр гидромониторных насадок 6 и 7:

Figure 00000006

и далее, исходя из условия d≤d2 max, выбирают стандартные насадки с d=6 мм, выпускаемые тем же заводом.In the case of the arrangement of the device with nozzles 5, 6 and 7, the maximum diameter of the hydraulic nozzles 6 and 7 is calculated:
Figure 00000006

and then, based on the condition d≤d 2 max , standard nozzles with d = 6 mm, manufactured by the same plant, are selected.

В случае компоновки устройства насадками 5, 6, 7 и 8 рассчитывают максимальный диаметр гидромониторных насадок 6, 7 и 8:

Figure 00000007

и далее, исходя из условия d≤d3 max , выбирают стандартные насадки с d= 5,6 мм, выпускаемые тем же заводом.In the case of the arrangement of the device with nozzles 5, 6, 7 and 8, the maximum diameter of the hydraulic nozzles 6, 7 and 8 is calculated:
Figure 00000007

and then, based on the condition d≤d 3 max , standard nozzles with d = 5.6 mm produced by the same plant are selected.

Для случаев компоновки устройства насадками 5, 6 и 7 или 5, 6, 7 и 8 определяют расстояние между соседними гидромониторными насадками
L2=12•0,6•10-2=0,0720 м,
L3=12•5,6•10-3=0,0672 м.For cases of arrangement of the device with nozzles 5, 6 and 7 or 5, 6, 7 and 8, the distance between adjacent hydromonitor nozzles is determined
L 2 = 12 • 0.6 • 10 -2 = 0.0720 m,
L 3 = 12 • 5.6 • 10 -3 = 0.0672 m.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В ходе работ на скважине 122 Песчано-Уметского месторождения проводилось расширение открытого ствола скважины заявляемым расширителем в интервале продуктивного горизонта 1082-1088 м для последующего создания гравийной обсыпки в интервале установленных щелевых фильтров ФСК-73. Для этого скважинный гидромониторный расширитель в транспортном положении опускают на колонне труб по обсадной колонне с наружным диаметром 0,168 м до нижней границы продуктивного горизонта. In the course of work at well 122 of the Peschano-Umetskoye field, the open wellbore was expanded with the claimed reamer in the interval of the productive horizon 1082-1088 m for the subsequent creation of gravel sprinkling in the interval of installed FSK-73 slotted filters. To do this, the downhole hydraulic monitor in the transport position is lowered on the pipe string along the casing with an outer diameter of 0.168 m to the lower boundary of the productive horizon.

Наличие в компоновке расширителя удлиняющего ориентирующего переводника позволяет установить оребренный рабочий орган относительно цилиндрического шарнира так, чтобы ось отклоняющего канала реактивной насадки 5 также лежала во фронтальной плоскости относительно оси скважины, в которой возможно отклонение цилиндрического шарнира, имеющего одну степень свободы и способного отклоняться на угол 30o. Возможность максимального отклонения шарнира на угол 30o при постоянной длине нижней части расширителя от оси перегиба шарнира до нижней границы оребренного рабочего органа, равной 1 м, объясняется получением каверны диаметром 1 м, что в семь раз больше номинального диаметра скважины. Отклонение шарнира на угол больше, чем 30o, нецелесообразно по причине резкого увеличения момента сопротивления, обусловленного весом подвижной части устройства и, как следствие, уменьшением силы прижатия его к стенке скважины. В свою очередь увеличение длины подвижной части устройства также нецелесообразно, так как приведет к увеличению момента сопротивления. Такой технологический процесс расширения скважины не может осуществить ни одна реально действующая конструкция расширителя, известная нам по имеющимся источникам информации. Некоторые же технологические операции при капитальном ремонте скважин требуют создания каверн даже большего диаметра, а с помощью заявляемого технического решения авторы приблизились к этой цели. Коаксиальное соединение цилиндрического шарнира, ориентирующего удлиняющего переводника и оребренного рабочего органа обеспечивает создание общего гидравлического канала и беспрепятственное прохождение промывочной жидкости по нему. Восстанавливают циркуляцию промывочной жидкости при помощи двух параллельно соединенных цементировочных агрегатов ЦА-320М, при этом осуществляют их работу для всех вариантов устройства на третьей скорости с давлением 7 МПа и суммарной фактической подачей 0,015 м3/с.The presence in the layout of the extender extending orienting sub allows you to set the finned working body relative to the cylindrical hinge so that the axis of the deflecting channel of the jet nozzle 5 also lies in the frontal plane relative to the axis of the well, in which the deviation of the cylindrical hinge having one degree of freedom and capable of deviating at an angle of 30 o . The possibility of maximum deviation of the hinge by an angle of 30 o with a constant length of the lower part of the expander from the axis of the bend of the hinge to the lower boundary of the finned working body equal to 1 m is explained by the receipt of a cavity with a diameter of 1 m, which is seven times the nominal diameter of the well. The deviation of the hinge at an angle greater than 30 o is impractical due to a sharp increase in the moment of resistance, due to the weight of the movable part of the device and, as a consequence, a decrease in the force of pressing it against the wall of the well. In turn, increasing the length of the movable part of the device is also impractical, since it will lead to an increase in the moment of resistance. Such a technological process of expanding a well cannot be carried out by any real operating design of an expander known to us from available sources of information. Some technological operations during well overhaul require the creation of caverns of even larger diameter, and with the help of the claimed technical solution, the authors approached this goal. The coaxial connection of the cylindrical hinge, the orienting extension sub and the finned working body ensures the creation of a common hydraulic channel and unhindered passage of the flushing fluid through it. Restore the circulation of flushing fluid using two parallel-connected cementing units CA-320M, while they work for all versions of the device at a third speed with a pressure of 7 MPa and a total actual flow of 0.015 m 3 / s.

Промывочная жидкость, вытекая из реактивной насадки 5, создает постоянно действующую отклоняющую силу, численно равную силе реакции струи и определяемую по формуле

Figure 00000008

где F - сила реакции струи, Н (см. Савельев И.В. Курс общей физики: Учебное пособие. В трех томах. T.1. Механика. Молекулярня физика. - 3-е изд. , испр. - М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит: 1987. - 251 с.).The flushing fluid flowing out of the jet nozzle 5 creates a constantly acting deflecting force, numerically equal to the reaction force of the jet and determined by the formula
Figure 00000008

where F is the reaction force of the jet, N (see Saveliev I.V. General physics course: Textbook. In three volumes. T.1. Mechanics. Molecular physics. - 3rd ed., Rev. - M .: Nauka Edited by Phys.-Math.Lit .: 1987 .-- 251 p.).

Линия действия отклоняющей силы совпадает с осью канала реактивной насадки 5, которая находится в плоскости возможного отклонения цилиндрического шарнира, что позволяет оребренному рабочему органу отклоняться относительно оси скважины и в совокупности с вращением, сообщаемым ротором через колонну труб, производить разрушение породы гидромониторными струями, вытекающими из гидромониторных насадок. Последние в результате постоянства действия отклоняющей силы находятся постоянно в непосредственной близости со стенкой скважины. Перпендикулярное расположение оси канала реактивной насадки 5 относительно оси расширителя и ее расположение у нижней границы оребренного рабочего органа обусловлено:
- созданием максимального отклоняющего момента, т.к. при таком расположении осей и ее месторасположении плечо отклоняющей силы максимально, а отклоняющий момент равен произведению величины отклоняющей силы на плечо;
- отсутствием дополнительной нагрузки на шарнир, так как проекция отклоняющей силы при этом на продольную ось расширителя равна нулю и, следовательно, не возникает как растягивающей, так и сжимающей силы, приложенной к шарниру, от действия отклоняющей силы.The line of action of the deflecting force coincides with the axis of the channel of the jet nozzle 5, which is located in the plane of the possible deviation of the cylindrical hinge, which allows the finned working body to deviate relative to the axis of the well and, together with the rotation communicated by the rotor through the pipe string, destroy the rock by jet jets resulting from hydraulic nozzles. The latter as a result of the constancy of the action of the deflecting force are constantly in close proximity to the wall of the well. The perpendicular arrangement of the axis of the channel of the jet nozzle 5 relative to the axis of the expander and its location at the lower boundary of the finned working body is due to:
- the creation of a maximum deflecting moment, because with such an arrangement of the axes and its location, the shoulder of the deflecting force is maximum, and the deflecting moment is equal to the product of the value of the deflecting force by the shoulder;
- the absence of additional load on the hinge, since the projection of the deflecting force in this case on the longitudinal axis of the expander is zero and, therefore, there is no tensile or compressive force applied to the hinge from the action of the deflecting force.

Это, а также невозможность заклинивания расширителя и, как следствие, отсутствие значительных усилий, передаваемых на шарнир, обусловливают незначительные габаритные размеры цилиндрического шарнира, несмотря на его достаточную прочность и надежность работы. This, as well as the impossibility of jamming the expander and, as a consequence, the absence of significant forces transmitted to the hinge, determine the small overall dimensions of the cylindrical hinge, despite its sufficient strength and reliability.

Невозможность заклинивания объясняется следующим. При работе расширителя оребренный рабочий орган вращается относительно продольной оси скважины. При встрече с твердым включением в стенке скважины он останавливается и тогда шарнир, с которым связан оребренный рабочий орган, закрепленный на колонне труб, проворачивается относительно оребренного рабочего органа в сторону стенки скважины и выпрямляется. Тем самым оребренный рабочий орган огибает препятствие без момента сопротивления на вращение. The impossibility of jamming is explained by the following. During the operation of the expander, the finned working body rotates relative to the longitudinal axis of the well. When it encounters a solid inclusion in the wall of the well, it stops and then the hinge with which the finned working body is attached, mounted on the pipe string, rotates relative to the finned working body towards the side of the well and straightens. Thus, the finned working body goes around the obstacle without the moment of resistance to rotation.

Необходимо создать каверну диаметром 1 м. It is necessary to create a cavity with a diameter of 1 m.

В случае компоновки скважинного расширителя реактивной насадкой 5 и гидромониторной насадкой 6 месторасположение последних на боковой поверхности объясняется следующими причинами:
- уменьшением противодействия силы реакции струи, вытекающей из гидромониторной насадки 6, силе, отклоняющей расширитель, т.к. в этом случае противодействует не вся величина силы, а проекция последней на линию действия отклоняющей силы;
- увеличением эффективности очистки стенки скважины от разбуриваемой породы.In the case of the layout of the downhole expander with a jet nozzle 5 and a hydraulic nozzle 6, the location of the latter on the side surface is explained by the following reasons:
- a decrease in counteraction of the reaction force of the jet flowing from the nozzle 6, the force deflecting the expander, because in this case, not the whole magnitude of the force counteracts, but the projection of the latter onto the line of action of the deflecting force;
- an increase in the efficiency of cleaning the borehole wall from the drilled rock.

Расчеты силы реакции струи для насадок 5 и 6 показывают, что величина отклоняющей силы в реактивной насадке 5 больше, чем проекция силы реакции струи, вытекающей из гидромониторной насадки 6. Разница этих сил обеспечивает отклонение расширителя. Направление гидромониторной насадки 6 под углом 30o к оси расширителя обеспечивает размыв встречаемых пробок на пути доставки расширителя до проектной зоны расширения. Такое месторасположение насадки 6 не препятствует струе жидкости эффективно разрушать породу. Разрушение породы гидромониторной струей происходит следующим образом: струя жидкости, истекающая из гидромониторной насадки, находящейся в непосредственной близости со стенкой скважины, оказывает давление на породу, величина которого максимальна в центре контакта с последней. С удалением от центра величина давления уменьшается и составляет 3 - 5 % от давления по центру на площади диаметром 12d, где d - диаметр стандартной насадки (см. Козодой А.К., Зубарев А. В. и Федоров B.C. Промывка скважин при бурении - М.: Гостоптехиздат, 1963, с. 92). Таким образом, можно принять диаметр фронта разрушения породы одной гидромониторной насадкой равным 12d. Вращение расширителя позволяет струе выполнять расширение по замкнутому контуру. После выполнения одного цикла расширения перемещают бурильную колонну на величину диаметра фронта разрушающей силы, равного в случае этой компоновки 12d=12•0,008=0,096 м. Повторяют операцию 61 раз. Количество операций определено путем деления всей длины зоны расширения на длину фронта разрушающей силы. По данным опытно-промысловых испытаний зону расширения прорабатывают четыре раза до получения запланированного диаметра каверны, равного 1 м.Calculations of the reaction force of the jet for nozzles 5 and 6 show that the magnitude of the deflecting force in the jet nozzle 5 is greater than the projection of the reaction force of the jet emanating from the jet nozzle 6. The difference between these forces provides the deflection of the expander. The direction of the nozzle 6 at an angle of 30 o to the axis of the expander provides erosion of encountered traffic jams on the way of delivery of the expander to the design expansion zone. Such a location of the nozzle 6 does not prevent the liquid stream from effectively destroying the rock. The destruction of the rock by a jet stream occurs as follows: a stream of liquid flowing out of a nozzle located in close proximity to the wall of the well exerts pressure on the rock, the maximum value of which is at the center of contact with the latter. With distance from the center, the pressure decreases and amounts to 3 - 5% of the center pressure in the area with a diameter of 12d, where d is the diameter of the standard nozzle (see Kozodoy A.K., Zubarev A.V. and Fedorov BC. Well flushing during drilling - M .: Gostoptekhizdat, 1963, p. 92). Thus, it is possible to take the diameter of the front of rock destruction by one hydromonitor nozzle equal to 12d. The rotation of the expander allows the jet to expand in a closed loop. After performing one extension cycle, the drill string is moved by the value of the diameter of the front of the breaking force, which is 12d = 12 • 0.008 = 0.096 m in the case of this arrangement. The operation is repeated 61 times. The number of operations is determined by dividing the entire length of the expansion zone by the length of the front of the destructive force. According to experimental field tests, the expansion zone is worked out four times to obtain the planned cavity diameter of 1 m.

В случае компоновки расширителя реактивной насадкой 5 и двумя гидромониторными насадками 6 и 7 смещение гидромонитороной насадки 7 на величину 12d=12•0,006=0,072 м вверх по образующей от гидромониторной насадки 6 объясняется неперекрытием фронтов разрушающих сил гидромониторных насадок 6 и 7. Если перекрытие будет, то суммарное влияние фронтов разрушающих сил на породу станет ниже, что недопустимо. Местоположение оси гидромониторной насадки 7 от оси реактивной насадки 5 объясняется тем же, что и для угла отклонения гидромониторной насадки 6 от оси реактивной насадки 5. Перпендикулярное расположение оси гидромониторной насадки 7 относительно оси расширителя объясняется увеличением эффективности разрушения породы, так как при таком расположении гидромониторной насадки сила удара струи максимальна ( см. Козодой А. К., Зубарев А.В. и Федоров B.C. Промывка скважин при бурении - М.: Гостоптехиздат, 1963 г., с. 89). Появление гидромониторной насадки 7 обусловливает уменьшение диаметра гидромониторных насадок и увеличение силы сопротивления, уменьшающей отклоняющую силу, при неизменном диаметре реактивной насадки, но при этом увеличивается длина фронта разрушающей силы, которая составляет 2х12d=2•12•0,006=0,144 м. In the case of the arrangement of the expander with a jet nozzle 5 and two hydromonitor nozzles 6 and 7, the displacement of the hydromonitor nozzle 7 by 12d = 12 • 0.006 = 0.072 m upstream of the hydromonitor nozzle 6 is explained by the non-overlap of the fronts of the destructive forces of the hydromonitor nozzles 6 and 7. If there is overlap, then the total influence of fronts of destructive forces on the rock will become lower, which is unacceptable. The location of the axis of the nozzle 7 from the axis of the jet nozzle 5 is explained by the same as for the angle of deviation of the nozzle 6 from the axis of the jet nozzle 5. The perpendicular arrangement of the axis of the nozzle 7 relative to the axis of the expander is explained by an increase in the efficiency of rock destruction, since with this arrangement of the nozzle the impact force of the jet is maximum (see Kozoda A.K., Zubarev A.V. and Fedorov BC. Flushing wells during drilling - M .: Gostoptekhizdat, 1963, p. 89). The appearance of the jet nozzle 7 causes a decrease in the diameter of the nozzle and an increase in the drag force that reduces the deflecting force with a constant diameter of the jet nozzle, but the front length of the destructive force increases, which is 2x12d = 2 • 12 • 0.006 = 0.144 m.

Количество повторяющихся операций за один подъем составляет 42. Зону расширения прорабатывают 4 раза. The number of repeated operations per lift is 42. The expansion zone is worked out 4 times.

В случае компоновки расширителя реактивной насадкой 5 и тремя гидромониторными насадками 6, 7 и 8 смещение гидромониторной насадки 8 вверх по образующей цилиндра оребренного рабочего органа на величину 12•d= 12•0,0056= 0,0672 м относительно гидромониторной насадки 7 объясняется тем же, что и смещение гидромониторной насадки 7 относительно насадки 6, а местоположение ее на боковой поверхности объясняется уменьшением противодействия силы реакции вытекающей из нее струи на величину отклоняющей силы, а также эффективной очисткой стенки скважины от разбуриваемой породы. Расположение оси гидромониторной насадки 8 перпендикулярно оси расширителя объясняется тем же, что и перпендикулярное расположение оси гидромониторной насадки 7 относительно оси расширителя. Появление гидромониторной насадки 8 обусловливает уменьшение диаметра гидромониторных насадок и увеличение силы сопротивления, уменьшающей отклоняющую силу при неизменном диаметре реактивной насадки. Это оправдывается увеличением длины фронта разрушающей силы, которая составит 3•12d=3•12•0,0056=0,2016 м. In the case of the arrangement of the expander with a jet nozzle 5 and three hydromonitor nozzles 6, 7 and 8, the displacement of the hydromonitor nozzle 8 upward along the generatrix of the finned working body cylinder by 12 • d = 12 • 0.0056 = 0.0672 m relative to the hydromonitor nozzle 7 is explained by the same that the displacement of the jet nozzle 7 relative to the nozzle 6, and its location on the side surface is explained by a decrease in the reaction force of the jet emanating from it by the value of the deflecting force, as well as effective cleaning of the borehole wall from p zburivaemoy breed. The location of the axis of the nozzle 8 perpendicular to the axis of the expander is explained by the same as the perpendicular arrangement of the axis of the nozzle 7 relative to the axis of the expander. The appearance of the jet nozzle 8 causes a decrease in the diameter of the nozzle and an increase in the resistance force that reduces the deflecting force with a constant diameter of the jet nozzle. This is justified by an increase in the length of the front of the destructive force, which will be 3 • 12d = 3 • 12 • 0.0056 = 0.2016 m.

Количество повторяющихся операций за один подъем 30. Зону расширения прорабатывают также 4 раза. Компоновка расширителя тремя гидромониторными насадками одинакового диаметра при неизменном диаметре реактивной насадки и при реально создаваемом расходе промывочной жидкости является оптимальной. The number of repeated operations per lift 30. The expansion zone is also being worked out 4 times. The layout of the expander with three jet nozzles of the same diameter with a constant diameter of the jet nozzle and with a really created flow rate of flushing fluid is optimal.

Таким образом, доказано соответствие заявляемого устройства условиям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости, т.е. техническое решение патентоспособно. Thus, the compliance of the claimed device with the conditions of novelty, inventive step and industrial applicability, i.e. the technical solution is patentable.

Claims (1)

Скважинный гидромониторный расширитель, содержащий полый цилиндрический оребренный рабочий орган, связанный с бурильной колонной с помощью цилиндрического шарнира, и гидромониторные насадки, одна из которых выполнена под углом относительно оси расширителя в сторону нижней границы оребренного рабочего органа, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ориентирующий удлиняющий переводник, расположенный между оребренным рабочим органом и цилиндрическим шарниром, причем последний расположен коаксиально бурильной колонне и оребренному рабочему органу, а их общий гидравлический канал заканчивается в нижней части оребренного рабочего органа и связан с отклоняющим каналом реактивной насадки и промывочными каналами не более трех гидромониторных насадок, расположенных на боковой поверхности оребренного рабочего органа, причем реактивная насадка связана с нижней частью общего гидравлического канала и направлена под углом 90o относительно оси расширителя, а ее диаметр определен по формуле
Figure 00000009

где dp - диаметр реактивной насадки, м;
μ - коэффициент расхода промывочной жидкости, прошедшей через насадку с совершенной конфигурацией входного участка, равный 0,90-0,95;
W - суммарная фактическая гидравлическая мощность используемых цементировочных агрегатов, кВт;
G - вес расширителя, Н;
υ - скорость истечения промывочной жидкости из реактивной насадки, равная 80 - 100 м/сек;
ρ - плотность промывочной жидкости, кг/м3,
при этом первая гидромониторная насадка расположена на уровне реактивной насадки под углом 210o относительно ее оси по ходу вращения расширителя и под углом 30o относительно его оси в сторону нижней границы оребренного рабочего органа, вторая гидромониторная насадка - вверх по образующей цилиндра рабочего органа относительно первой гидромониторной насадки и под углом 90o относительно оси расширителя, а третья гидромониторная насадка - вверх по образующей цилиндра оребренного рабочего органа, отстоящей от образующей цилиндра для первой и второй гидромониторных насадок под углом 285o по ходу вращения расширителя и под углом 90o относительно его оси, при этом максимальный расчетный диаметр каждой гидромониторной насадки определен по формуле
Figure 00000010

где dn max - максимальный расчетный диаметр каждой гидромониторной насадки, м,
n - количество гидромониторных насадок, выбранное из условия 1≤n≤3 ,
а диаметр стандартной насадки выбран исходя из условия
d≤dn max,
где d - диаметр стандартной насадки, м,
при этом расстояние между соседними гидромониторными насадками определено по формуле
Ln= 12d,
где Ln - расстояние между соседними гидромониторными насадками, м, при этом 2≤n≤3.A downhole hydraulic extender containing a hollow cylindrical finned working element connected to the drill string by means of a cylindrical hinge, and hydraulic monitor nozzles, one of which is made at an angle relative to the axis of the expander towards the lower boundary of the finned working element, characterized in that it further comprises an orienting extending a sub located between the finned working body and the cylindrical hinge, the latter being located coaxially with the drill string and the fin to the working body, and their common hydraulic channel ends in the lower part of the finned working body and is connected with the deflecting channel of the jet nozzle and the washing channels of no more than three hydraulic monitor nozzles located on the side surface of the finned working body, and the reactive nozzle is connected with the lower part of the common hydraulic channel and directed at an angle of 90 o relative to the axis of the expander, and its diameter is determined by the formula
Figure 00000009

where d p is the diameter of the jet nozzle, m;
μ is the coefficient of flow rate of the washing fluid passing through the nozzle with a perfect configuration of the inlet section, equal to 0.90-0.95;
W is the total actual hydraulic power of the cementing units used, kW;
G is the weight of the expander, N;
υ is the velocity of the outflow of flushing fluid from the jet nozzle, equal to 80 - 100 m / s;
ρ is the density of the washing liquid, kg / m 3 ,
the first hydraulic nozzle is located at the level of the jet nozzle at an angle of 210 o relative to its axis in the direction of rotation of the expander and at an angle of 30 o relative to its axis towards the lower boundary of the finned working body, the second hydraulic nozzle is upward along the generatrix of the working body cylinder relative to the first hydraulic monitor nozzles and at an angle of 90 o relative to the axis of the expander, and the third jetting nozzle is up along the generatrix of the finned working body cylinder, spaced from the generatrix of the cylinder for the first and the second jetting nozzles at an angle of 285 o in the direction of rotation of the expander and at an angle of 90 o relative to its axis, while the maximum design diameter of each nozzle is determined by the formula
Figure 00000010

where d n max - the maximum design diameter of each jet nozzle, m,
n is the number of jet nozzles selected from the condition 1≤n≤3,
and the diameter of the standard nozzle is selected based on the condition
d≤d n max ,
where d is the diameter of the standard nozzle, m,
the distance between adjacent hydromonitor nozzles is determined by the formula
L n = 12d,
where L n is the distance between adjacent hydromonitor nozzles, m, with 2≤n≤3.
RU2001135918A 2001-12-27 2001-12-27 Well hydraulic giant reamer RU2213199C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001135918A RU2213199C2 (en) 2001-12-27 2001-12-27 Well hydraulic giant reamer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001135918A RU2213199C2 (en) 2001-12-27 2001-12-27 Well hydraulic giant reamer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001135918A RU2001135918A (en) 2003-08-27
RU2213199C2 true RU2213199C2 (en) 2003-09-27

Family

ID=29777281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001135918A RU2213199C2 (en) 2001-12-27 2001-12-27 Well hydraulic giant reamer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2213199C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2679403C1 (en) * 2015-05-13 2019-02-08 Бейкер Хьюз, Э Джии Компани, Ллк Acid tunneling system controlled in real-time
RU2771665C1 (en) * 2021-10-07 2022-05-11 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Jet nozzle for horizontal wellbore acidizing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2679403C1 (en) * 2015-05-13 2019-02-08 Бейкер Хьюз, Э Джии Компани, Ллк Acid tunneling system controlled in real-time
RU2771665C1 (en) * 2021-10-07 2022-05-11 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Jet nozzle for horizontal wellbore acidizing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10865605B1 (en) Vortex controlled variable flow resistance device and related tools and methods
US10513900B1 (en) Vortex controlled variable flow resistance device and related tools and methods
US5803187A (en) Rotary-percussion drill apparatus and method
US6237701B1 (en) Impulsive suction pulse generator for borehole
US5363927A (en) Apparatus and method for hydraulic drilling
US6705413B1 (en) Drilling with casing
US4527639A (en) Hydraulic piston-effect method and apparatus for forming a bore hole
US20090107723A1 (en) Pulse rate of penetration enhancement device and method
EP2235323A2 (en) Pulse rate of penetration enhancement device and method
US20130284440A1 (en) System, apparatus and method for abrasive jet fluid cutting
MX2012008430A (en) Wellbore obstruction-clearing tool and method of use.
US20020070021A1 (en) Guide device
RU2213199C2 (en) Well hydraulic giant reamer
EP0100230B1 (en) Earth boring apparatus
RU2338056C1 (en) Jet head for hydro mechanical perforator
RU62981U1 (en) HYDROMONITOR NOZZLE FOR HYDROMECHANICAL PERFORATOR
RU119801U1 (en) SYSTEM OF JET FORMING OF A LOT OF LATERAL CHANNELS FROM A WELL OF A WELL HAVING AN ANGLE OF AN INCLINE FROM VERTICAL TO HORIZONTAL

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061228

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080720

TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 27-2003 FOR TAG: (73)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201228