RU2231620C1 - Device for generating hydraulic pressure impulses in a well - Google Patents

Device for generating hydraulic pressure impulses in a well Download PDF

Info

Publication number
RU2231620C1
RU2231620C1 RU2002132696/03A RU2002132696A RU2231620C1 RU 2231620 C1 RU2231620 C1 RU 2231620C1 RU 2002132696/03 A RU2002132696/03 A RU 2002132696/03A RU 2002132696 A RU2002132696 A RU 2002132696A RU 2231620 C1 RU2231620 C1 RU 2231620C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stopper
aperture
shutter
plug
Prior art date
Application number
RU2002132696/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002132696A (en
Inventor
С.С. Яковлев (RU)
С.С. Яковлев
Б.М. Курочкин (RU)
Б.М. Курочкин
А.М. Кочнев (RU)
А.М. Кочнев
Н.Л. Прусова (RU)
Н.Л. Прусова
А.С. Яковлев (RU)
А.С. Яковлев
Original Assignee
ОАО НПО "Буровая техника"
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 ОАО НПО "Буровая техника" filed Critical ОАО НПО "Буровая техника"
Priority to RU2002132696/03A priority Critical patent/RU2231620C1/en
Publication of RU2002132696A publication Critical patent/RU2002132696A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231620C1 publication Critical patent/RU2231620C1/en

Links

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas extractive industry.
SUBSTANCE: device has driving assembly made in form of screw gear mechanism. Its stator has inner screw teeth. Rotor has outer screw teeth. Also provided is flow interrupter including a valve connected to rotor and a stopper with through aperture for flow of fluid. Valve is connected to stopper by means of shaft mounted inside the stopper. Device has dog mechanism including a dog rigidly connected to the shaft, and a pusher, connected to the rotor. Stopper has additional connecting aperture for flow of fluid with cross-section lesser than cross-section of through aperture, and located relatively to through aperture and a stopper in such a way, that when stopper turns, connecting aperture remains open at whole range of stopper turn angle, at which it covers the through aperture.
EFFECT: higher efficiency of hydrodynamic influence on a bed due to providing for stability and controllability of generated hydraulic impulses.
1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим повышение нефтеотдачи пластов в эксплуатационных скважинах за счет создания гидравлических импульсов давления в скважине.The invention relates to the oil industry, and in particular to devices that provide enhanced oil recovery in production wells by creating hydraulic pressure pulses in the well.

Известно устройство для создания гидравлических импульсов давления в скважине (См. кн. Гадиев С.М. Использование вибрации в добыче нефти. - М.: Недра, 1977, с. 50, рис.27).A device is known for creating hydraulic pressure pulses in a well (See the book. Gadiev S. M. Use of vibration in oil production. - M .: Nedra, 1977, p. 50, Fig. 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.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. Attached to the lower end of the tubing string, the stator 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 in relation to the stator, while the stator slots periodically overlap with 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 chopper.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для создания гидравлических импульсов давления в скважине (см. патент РФ № 2151265, кл. Е 21 В 28/00, 08.09.1998).The closest in technical essence to the claimed solution is a device for creating hydraulic pressure pulses in a well (see RF patent No. 2151265, class E 21 B 28/00, 09/08/1998).

Упомянутое устройство включает приводной узел, выполненный в виде винтового героторного механизма, статор которого имеет внутренние винтовые зубья, а ротор содержит наружные винтовые зубья для взаимодействия с винтовыми зубьями статора, прерыватель потока - заслонку, связанную с ротором, заглушку с отверстием для прохода жидкости и переводник для соединения устройства с колонной труб.The said device includes a drive unit made in the form of a screw gerotor mechanism, the stator of which has internal helical teeth, and the rotor contains external helical teeth for interaction with helical teeth of the stator, a flow interrupter - a shutter connected to the rotor, a plug with a hole for the passage of fluid and an adapter to connect the device to the pipe string.

Однако это устройство имеет следующий недостаток.However, this device has the following disadvantage.

В известном устройстве под действием гидравлического перекашивающего момента его ротор имеет непостоянную ориентацию в статоре. При работе устройства верхняя часть ротора по направлению потока жидкости прижимается к резиновой 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 на планетарные движения ротора налагаются движения конической формы, взаимные перемещения жестко связанной с ротором заслонки и жестко связанной со статором заглушки становятся хаотичными, их обращенные друг к другу плоские поверхности теряют параллельность, величина зазора при перекрытии отверстия и соответственно гидравлические характеристики создаваемых импульсов носят случайный характер, причем это явление усугубляется по мере износа резиновой обкладки статора. Конструктивное уменьшение зазора в устройстве становится опасным, т.к. при этом будет существовать вероятность задевания перекрывателем поверхности заглушки, что может вызвать ускоренный износ и разрушение этих деталей.In the known device under the action of a hydraulic distortion moment, its rotor has an unstable orientation in the stator. During operation of the device, the upper part of the rotor in the direction of fluid flow is pressed against the rubber lining of the stator 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 lining towards the convex-concave contact of the teeth, resulting in planetary rotor motions are superimposed on conical motions, mutual movements of the shutter rigidly connected to the rotor and the plug rigidly connected to the stator become chaotic, their flat surfaces facing each other STI lose parallelism with the gaps of the overlapping holes and hydraulic characteristics respectively generated pulses are random, and this phenomenon is exacerbated as the wear liner rubber stator. Constructive reduction of the gap in the device becomes dangerous, because in this case, there will be a chance that the overlap will touch the surface of the plug, which can cause accelerated wear and destruction of these parts.

Задача изобретения - повышение эффективности гидродинамического воздействия на пласт за счет обеспечения стабильности и управляемости создаваемых гидравлических импульсов.The objective of the invention is to increase the efficiency of hydrodynamic effects on the reservoir by ensuring the stability and controllability of the generated hydraulic impulses.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для создания гидравлических импульсов давления в скважине, содержащем приводной узел, выполненный в виде винтового героторного механизма, статор которого имеет внутренние винтовые зубья, а ротор содержит наружные винтовые зубья, прерыватель потока, включающий заслонку, связанную с ротором, и заглушку с проходным отверстием для протока жидкости, заслонка связана с заглушкой посредством вала, установленного внутри заглушки, при этом устройство снабжено поводковым механизмом, состоящим из поводка, жестко связанного с валом, и толкателя, соединенного с ротором, а заглушка имеет дополнительное штуцирующее отверстие для протока жидкости с сечением, меньшим сечения проходного отверстия, и расположенного относительно проходного отверстия и заслонки таким образом, что при вращении заслонки штуцирующее отверстие остается открытым во всем диапазоне угла поворота заслонки, при котором она перекрывает проходное отверстие.The problem is solved due to the fact that in the 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, and the rotor contains external helical teeth, a flow interrupter comprising a shutter connected with a rotor and a plug with a passage hole for fluid flow, the shutter is connected to the plug by means of a shaft installed inside the plug, while the device is equipped with a drive mechanism, with consisting of a leash, rigidly connected to the shaft, and a pusher connected to the rotor, and the plug has an additional choke hole for the fluid flow with a cross section smaller than the cross section of the passage hole and located relative to the passage hole and the shutter in such a way that when the shutter rotates, the shutter hole remains open in the entire range of the angle of rotation of the valve, at which it overlaps the passage hole.

На чертеже показан общий вид устройства для создания гидравлических импульсов давления.The drawing shows a General view of a device for creating hydraulic pressure pulses.

Устройство содержит переводник 1 для соединения с колонной труб, приводной узел, состоящий из статора 2 и ротора 3 с толкателем 4, пяты 5 и шара 6, прерыватель потока, включающий заглушку 7 с проходным А и штуцирующим Б отверстиями, установленный в заглушке вал 8 с закрепленными на нем поводком 9 и заслонкой 10, поджимаемой к торцевой плоскости заглушки пружиной 11. В корпусе 12 заглушка фиксируется крепежными элементами 13.The device comprises a sub 1 for connecting to a pipe string, a drive unit consisting of a stator 2 and a rotor 3 with a pusher 4, a heel 5 and a ball 6, a flow breaker including a plug 7 with a through hole A and a fitting B holes, a shaft 8 s installed in the plug fixed on it with a leash 9 and a shutter 10, pressed against the end plane of the plug by the spring 11. In the housing 12, the plug is fixed with fasteners 13.

Устройство для создания гидравлических импульсов работает следующим образом. При создании обратной циркуляции жидкость проходит через затрубное пространство, устройство и насосно-компрессорные трубы. При прохождении через устройство жидкость снизу поступает в корпус 12, затем через проходное отверстие А или, если оно в этот момент перекрыто заслонкой, через штуцирующее отверстие Б попадает в приводной узел, приводит во вращение ротор и через отверстие пяты попадает в насосно-компрессорные трубы и далее на устье. Вращение ротора вместе с толкателем передается посредством поводкового механизма на вал и заслонку, при этом планетарные движения ротора и толкателя преобразуются во вращательное движение поводка, вала и заслонки. Заслонка, скользя своей плоскостью по сопряженной с ней торцевой плоскости заглушки, перекрывает на каждом обороте проходное отверстие, в результате чего весь поток жидкости устремляется через штуцирующее отверстие и под заглушкой происходит резкий скачок гидравлического давления. Проходное сечение штуцирующего отверстия подбирается из расчета получения гидравлического импульса необходимой величины при прохождении через него потока жидкости с заданным объемным расходом. Конструктивно штуцирующее отверстие может быть выполнено с возможностью предварительной регулировки пропускного сечения, например, содержать сменные насадки с отверстиями различного диаметра либо содержать несколько отверстий, необходимая часть которых может заглушаться.A device for creating hydraulic pulses works as follows. When creating a reverse circulation, the fluid passes through the annulus, device and tubing. When passing through the device, the liquid from the bottom enters the housing 12, then through the bore hole A or, if at that moment it is blocked by a shutter, through the bore hole B enters the drive unit, rotates the rotor and through the heel hole enters the tubing and further on to the mouth. The rotation of the rotor together with the pusher is transmitted by the drive mechanism to the shaft and the damper, while the planetary movements of the rotor and the pusher are converted into the rotational movement of the lead, shaft and damper. The damper, sliding with its plane along the end plane of the plug associated with it, closes the bore hole at each revolution, as a result of which the entire fluid flow rushes through the nozzle hole and a sharp jump in hydraulic pressure occurs under the plug. The bore of the choke hole is selected based on the receipt of a hydraulic pulse of the required value when a fluid flow passes through it with a given volumetric flow rate. Structurally, the choke hole can be made with the possibility of preliminary adjustment of the cross-section, for example, contain interchangeable nozzles with holes of various diameters or contain several holes, the necessary part of which can be plugged.

Преимуществом заявляемого устройства перед известным является:The advantage of the claimed device over the known is:

- надежное перекрытие пропускного отверстия и направления всего потока жидкости через штуцирующее отверстие;- reliable closure of the through hole and the direction of the entire fluid flow through the nozzle hole;

- возможность точного регулирования и управления параметрами гидравлических импульсов (амплитудой и частотой) в широком диапазоне путем предварительного (перед спуском в скважину) установления необходимого проходного сечения штуцирующего отверстия и текущего (в процессе работы в скважине) варьирования расходом жидкости.- the ability to accurately control and control the parameters of the hydraulic pulses (amplitude and frequency) in a wide range by preliminary (before launching into the well) establishing the required flow area of the nozzle hole and the current (during operation in the well) variation in fluid flow rate.

Claims (1)

Устройство для создания гидравлических импульсов давления в скважине, содержащее приводной узел, выполненный в виде винтового героторного механизма, статор которого имеет внутренние винтовые зубья, а ротор содержит наружные винтовые зубья, прерыватель потока, включающий заслонку, связанную с ротором и заглушку с проходным отверстием для протока жидкости, отличающееся тем, что заслонка связана с заглушкой посредством вала, установленного внутри заглушки, при этом устройство снабжено поводковым механизмом, состоящим из поводка, жестко связанного с валом, и толкателя, соединенного с ротором, а заглушка имеет дополнительное штуцирующее отверстие для протока жидкости с сечением, меньшим сечения проходного отверстия, и расположенного относительно проходного отверстия и заслонки таким образом, что при вращении заслонки штуцирующее отверстие остается открытым во всем диапазоне угла поворота заслонки, при котором она перекрывает проходное отверстие.A device for generating hydraulic pressure pulses in a well, comprising a drive unit made in the form of a screw gerotor mechanism, the stator of which has internal helical teeth, and the rotor contains external helical teeth, a flow interrupter comprising a shutter connected to the rotor and a plug with a passage for the duct liquid, characterized in that the shutter is connected to the plug by means of a shaft mounted inside the plug, while the device is equipped with a pull mechanism consisting of a lead, rigidly knitted with a shaft, and a pusher connected to the rotor, and the plug has an additional choke hole for fluid flow with a cross section smaller than the cross section of the passage hole, and located relative to the passage hole and shutter in such a way that when the shutter rotates, the shutter hole remains open over the entire range of angles turning the damper at which it closes the passage hole.
RU2002132696/03A 2002-12-05 2002-12-05 Device for generating hydraulic pressure impulses in a well RU2231620C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002132696/03A RU2231620C1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Device for generating hydraulic pressure impulses in a well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002132696/03A RU2231620C1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Device for generating hydraulic pressure impulses in a well

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002132696A RU2002132696A (en) 2004-06-10
RU2231620C1 true RU2231620C1 (en) 2004-06-27

Family

ID=32846509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002132696/03A RU2231620C1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Device for generating hydraulic pressure impulses in a well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231620C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7568525B2 (en) 2004-09-27 2009-08-04 Nord Service, Inc. Method and system for increasing well rate using well-capital-string perforation
RU2593842C1 (en) * 2012-11-30 2016-08-10 Нэшнл Ойлвэл Варко, Л.П. Downhole device for generation of pulsations for well operations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7568525B2 (en) 2004-09-27 2009-08-04 Nord Service, Inc. Method and system for increasing well rate using well-capital-string perforation
RU2593842C1 (en) * 2012-11-30 2016-08-10 Нэшнл Ойлвэл Варко, Л.П. Downhole device for generation of pulsations for well operations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105443034B (en) Frequency-adjustable torsion impact speed enhancing apparatus
US20110073374A1 (en) Flow Pulsing Device for a Drilling Motor
US10408007B2 (en) Downhole extended reach tool and method
RU2565316C1 (en) Oscillator for drill string
CA3049345C (en) Downhole tool system and method
CA2680895A1 (en) Flow pulsing device for a drilling motor
US20130048386A1 (en) Pulsing tool
CN102191915A (en) Resonant pulse vibrating drilling device
CN106150409B (en) A kind of huge discharge continous way underground sand removal de-plugging tubing string and sand removal de-plugging process
CN109403866A (en) Section rate formula high frequency waterpower impulse hunting drag reduction accelerator
JPH05501436A (en) converter
CN108360974A (en) Composite impact tool
RU2017136106A (en) DRILLING BIT WITH A SELF-CONTROLLED NOZZLE AND METHOD OF ITS APPLICATION
RU2231620C1 (en) Device for generating hydraulic pressure impulses in a well
US20170122052A1 (en) Pulsing Apparatus for Downhole Use
CN112832684B (en) Metal hydraulic oscillator
CN209621245U (en) Vibration reducer and oil well pump assembly
RU2232252C1 (en) Device for generating hydraulic pressure impulses in a well
CN205135405U (en) Tunable frequency torsion strikes speed -raising device
CN105240332B (en) Control valve
RU2668100C1 (en) Device for well bottom flushing
RU2299966C2 (en) Screw downhole motor
US20230383606A1 (en) Improved apparatus and method for creating tunable pressure pulse
CN205778542U (en) A kind of hydroscillator
RU2195544C1 (en) Device for producing hydraulic pressure pulses in well (versions)

Legal Events

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

Effective date: 20071206

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080910

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

Effective date: 20091206