RU2446271C2 - Hydraulic impact device - Google Patents
Hydraulic impact device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446271C2 RU2446271C2 RU2010124537/03A RU2010124537A RU2446271C2 RU 2446271 C2 RU2446271 C2 RU 2446271C2 RU 2010124537/03 A RU2010124537/03 A RU 2010124537/03A RU 2010124537 A RU2010124537 A RU 2010124537A RU 2446271 C2 RU2446271 C2 RU 2446271C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annular
- sleeve
- axial channel
- pusher
- channel
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для очистки призабойной зоны от плотных проппантовых пробок при наличии аномально низких пластовых давлений.The invention relates to the oil and gas industry and is intended to clean the bottomhole zone of dense proppant plugs in the presence of abnormally low reservoir pressures.
Известно устройство для очистки скважин от песчаной пробки (см. патент РФ №2242585, кл. МКИ 7 Е21В 37/00; 21/00. Опубл. 20.12.2004 г. Бюл. №35).A device is known for cleaning wells from sand plugs (see RF patent No. 2242585, class MKI 7 ЕВВ 37/00; 21/00. Publish. December 20, 2004 Bull. No. 35).
Устройство состоит из переходника с седлом, разъемного полого корпуса, соединенного муфтой с кожухом, снабженным на торце зубьями.The device consists of an adapter with a saddle, a detachable hollow body connected by a sleeve to a casing provided with teeth at the end.
Механизм разрушения состоит из разъемного полого штока, связанного с кольцевым поршнем. Переходник с механизмом разрушения имеют общий гидравлический канал. Полый шток подпружинен относительно полого корпуса возвратной пружиной и через муфту связан с коронкой, снабженной торцовыми зубьями, которая имеет осевой дросселирующий канал. Коронка с внешней стороны имеет гидромониторную насадку.The destruction mechanism consists of a detachable hollow rod associated with an annular piston. The adapter with the destruction mechanism have a common hydraulic channel. The hollow rod is spring-loaded relative to the hollow body by a return spring and is connected through a sleeve to a crown equipped with end teeth, which has an axial throttling channel. The crown on the outside has a hydraulic nozzle.
Полый шток образует с внутренней поверхностью полого корпуса кольцевую камеру, которая связана гидравлическим каналом с осевым каналом устройства, причем площадь сечения кольцевой камеры равна площади поперечного сечения осевого гидравлического канала в полом штоке.The hollow rod forms an annular chamber with the inner surface of the hollow body, which is connected by a hydraulic channel to the axial channel of the device, and the cross-sectional area of the annular chamber is equal to the cross-sectional area of the axial hydraulic channel in the hollow stem.
Недостатком конструкции устройства для очистки от песчаной пробки является:The disadvantage of the design of the device for cleaning sand plugs is:
- низкая надежность работы, заключающаяся в том, что в процессе транспортирования механических частиц по кольцевому зазору между корпусом устройства и внутренней поверхностью лифтовой колонны труб возможно попадание песка внутрь устройства, что может привести к забиванию дросселирующего канала гидромониторной насадки, заклиниванию кольцевого поршня, с остановкой технологического процесса;- low operational reliability, consisting in the fact that during the transportation of mechanical particles along the annular gap between the device body and the inner surface of the pipe tubing, sand may enter the device, which can lead to clogging of the throttling channel of the hydraulic nozzle, jamming of the ring piston, and the process piston will stop process
- наличие стопорного кольца, соединяющего механизм разрушения с полым корпусом требует затрат осевого усилия, развиваемого на кольцевом поршне для обеспечения его деформации и перемещения механизма разрушения в направлении поверхности разрушаемой пробки.- the presence of a retaining ring connecting the fracture mechanism with a hollow body requires axial forces developed on the annular piston to ensure its deformation and movement of the fracture mechanism in the direction of the surface of the tube being destroyed.
Известен гидроударник (см. авт.св. СССР №1539303 М.кл. 5 Е21В 4/14. Опубл. 30.01.90 г. Бюл. №4), предназначенный для разрушения плотных пробок при спуске в скважину на бурильных трубах.Known hydraulic hammer (see ed. St. USSR No. 1539303
Устройство состоит из разъемного корпуса, гидравлического цилиндра, распределительной камеры в верхней части. В цилиндре размещен ступенчатый поршень, связанный с бойком и подпружиненный относительно поршня тягой. Распределительная камера снабжена впускными окнами, нижним и верхним седлами, крышкой со сливным каналом.The device consists of a split housing, a hydraulic cylinder, a distribution chamber in the upper part. A stepped piston is placed in the cylinder, connected with the striker and thrust spring-loaded relative to the piston. The distribution chamber is equipped with inlet windows, lower and upper seats, a cover with a drain channel.
В нижней части крышки имеется стакан со сливными выпускными окнами. Клапанный узел выполнен в виде полой втулки с осевым отверстием для перемещения тяги. Втулка установлена с возможностью взаимодействия с нижним и верхним седлами и с тягой.At the bottom of the lid there is a glass with drain outlet windows. The valve assembly is made in the form of a hollow sleeve with an axial hole for moving the rod. The sleeve is installed with the possibility of interaction with the lower and upper saddles and with traction.
К недостаткам конструкции устройства можно отнести следующее:The disadvantages of the design of the device include the following:
- отсутствует передача ударной нагрузки от бойка на породоразрушающий элемент из-за того, что последний жестко связан с корпусом, который в свою очередь жестко связан с колонной бурильных труб;- there is no transfer of the shock load from the hammer to the rock cutting element due to the fact that the latter is rigidly connected to the body, which in turn is rigidly connected to the drill pipe string;
- нет прямого потока рабочей жидкости, направленного на породоразрушающий инструмент для его охлаждения и очистки;- there is no direct flow of working fluid directed at the rock cutting tool for cooling and cleaning;
- при существовании в ряде скважин аномально низких пластовых давлений (АНПД) возникает необходимость проведения обратной промывки с целью выноса механических частиц по осевому каналу бурильной колоны труб (поскольку резко увеличивается скорость восходящего потока рабочей жидкости).- in the presence of abnormally low formation pressure (AAP) in a number of wells, it becomes necessary to carry out a backwash in order to remove mechanical particles along the axial channel of the drill pipe string (since the upward flow rate of the working fluid increases sharply).
В противопоставляемой конструкции такой процесс осуществить невозможно.In the opposed design, such a process is impossible.
Известна конструкция гидроударного устройства, принятая авторами за прототип, описание которой изложено в трудах НПО «Бурение», вып.15 «Современная техника и технология закачивания скважин и бурение боковых стволов», с.363-371.The known design of the hydropercussion device adopted by the authors for the prototype, a description of which is set forth in the works of NPO “Drilling”, issue 15 “Modern equipment and technology for pumping wells and drilling sidetracks,” p.363-371.
Гидроударное устройство состоит из корпуса, связанного через гидроцилиндр с соединительным патрубком, в котором установлен кольцевой поршень.A hydropercussion device consists of a housing connected through a hydraulic cylinder to a connecting pipe in which an annular piston is mounted.
Гидроцилиндр снабжен кольцевым поршнем с полым штоком, пропущенным в осевой канал корпуса.The hydraulic cylinder is equipped with an annular piston with a hollow rod passed into the axial channel of the housing.
Нижний конец полого штока снабжен механизмом разрушения, включающим дроссельную шайбу с осевым каналом, перекрытым в исходном положении подпружиненным толкателем. В средней части разъемного корпуса установлено седло, к которому поджат пружиной торцовый клапан, связанный патрубком с внутренней коронкой. Нижний конец разъемного корпуса снабжен внешней коронкой.The lower end of the hollow rod is equipped with a destruction mechanism, including a throttle washer with an axial channel blocked in the initial position by a spring-loaded pusher. In the middle part of the detachable body, a saddle is installed, to which a mechanical valve is connected by a spring, connected by a pipe to the inner crown. The lower end of the split housing is provided with an external crown.
Осевой канал толкателя снабжен шаровым обратным клапаном. Осевой канал полого штока постоянно гидравлически связан дроссельным каналом в теле дроссельной шайбы, с кольцевой камерой между стенкой разъемного корпуса и толкателем.The axial channel of the pusher is equipped with a ball check valve. The axial channel of the hollow rod is constantly hydraulically connected by the throttle channel in the body of the throttle washer, with an annular chamber between the wall of the split housing and the pusher.
Сама кольцевая камера связана через продольные пазы в теле седла с кольцевой камерой между разъемным корпусом и патрубком.The annular chamber itself is connected through longitudinal grooves in the body of the saddle to the annular chamber between the detachable body and the nozzle.
Поджим торцового клапана к седлу регулируется гайкой, снабженной калиброванными отверстиями, соединяющими кольцевую камеру между стенкой разъемного корпуса и толкателем с полостью скважины.The pressure of the mechanical valve to the seat is regulated by a nut equipped with calibrated holes connecting the annular chamber between the wall of the split housing and the pusher with the cavity of the well.
Осевой канал толкателя постоянно гидравлически связан с осевым каналом патрубка и осевым отверстием в теле внутренней коронки.The axial channel of the pusher is constantly hydraulically connected to the axial channel of the nozzle and the axial hole in the body of the inner crown.
Полость кольцевой камеры под кольцевым поршнем постоянно гидравлически связана с полостью скважины радиальным отверстием в теле гидроцилиндра.The cavity of the annular chamber under the annular piston is constantly hydraulically connected to the cavity of the well with a radial hole in the body of the hydraulic cylinder.
Работа устройства.The operation of the device.
На нижний конец бурильной колонны труб устанавливается устройство в сборе и опускается в скважину до уровня расположения проппантовой пробки, с разгрузкой на нее части веса бурильной колонны. Осуществляют подачу рабочей жидкости с заданным расходом и давлением.At the lower end of the drill pipe string, the complete assembly is installed and lowered into the well to the location of the proppant plug, with the unloading of part of the weight of the drill string on it. Supply a working fluid with a given flow rate and pressure.
Для обеспечения работы гидроударного устройства по очистке ствола скважины от проппантовой пробки площадь поперечного сечения калиброванных отверстий в теле регулировочной гайки принята меньше площади поперечного сечения дроссельного канала в теле шайбы дроссельной, а суммарная площадь калиброванных отверстий в теле внутренней коронки принята больше площади поперечного сечения гидравлического дроссельного канала в теле шайбы дроссельной.To ensure the operation of the hydraulic shock device for cleaning the borehole from the proppant plug, the cross-sectional area of the calibrated holes in the body of the adjusting nut is assumed to be less than the cross-sectional area of the throttle channel in the body of the throttle washer, and the total area of calibrated holes in the body of the inner crown is taken to be larger than the cross-sectional area of the hydraulic throttle channel in the body of the throttle washer.
При подаче рабочей жидкости по бурильной колонне труб последняя поступает по осевому каналу соединительного патрубка и полого штока, и далее через дроссельные каналы в теле дроссельной шайбы и продольные пазы в теле седла, подается к калиброванным отверстиям в теле регулировочной гайки, с воздействием струей рабочей жидкости на поверхность плотной проппантовой пробки.When supplying the working fluid through the drill pipe string, the latter enters through the axial channel of the connecting pipe and hollow rod, and then through the throttle channels in the throttle body and longitudinal grooves in the seat body, is fed to the calibrated holes in the body of the adjusting nut, with the action of the working fluid stream on surface of dense proppant tube.
Поскольку расход рабочей жидкости, подаваемой по бурильной колонне труб, принимается больше суммарного расхода через калиброванные отверстия в теле регулировочной гайки, то происходит плавный рост давления в осевом канале бурильной колонны и внутри устройства. При расчетном перепаде давления, воспринимаемом площадью толкателя, последний выходит из торцового контакта с дроссельной шайбой и воздействует с осевым усилием на торцовый клапан. Это приводит к его отрыву от седла и образованию гидравлической связи кольцевой камеры между телом разъемного корпуса и толкателем с осевым каналом патрубка.Since the flow rate of the working fluid supplied through the drill pipe string is taken to be greater than the total flow rate through calibrated holes in the body of the adjusting nut, a smooth increase in pressure occurs in the axial channel of the drill string and inside the device. With the calculated pressure difference perceived by the pusher area, the latter leaves its end contact with the throttle washer and acts on the end valve with axial force. This leads to its separation from the saddle and the formation of a hydraulic connection of the annular chamber between the body of the split housing and the pusher with the axial channel of the pipe.
Рабочая жидкость с увеличенным расходом поступает по осевому каналу патрубка и далее через отверстия в коронке подается на поверхность проппантовой пробки.The working fluid with an increased flow rate enters the axial channel of the nozzle and then through the holes in the crown is fed to the surface of the proppant plug.
При отрыве торцового клапана от седла происходит его резкое перемещение вниз, со сжатием возвратной пружины и механическим ударным воздействием зубьями внутренней коронки на поверхность проппантовой пробки, с ее разрушением.When the end valve is detached from the seat, it drastically moves down, with compression of the return spring and mechanical impact of the teeth of the inner crown on the surface of the proppant plug, with its destruction.
При открытом торцовом канале и превышении расхода рабочей жидкости, вытекающей из устройства, над расходом рабочей жидкости, подаваемой с поверхности в бурильную колонну труб, в гидравлическом канале устройства происходит падение давления, и возникают условия, способствующие возврату торцового клапана на седло усилием предварительно сжатой пружины. Толкатель входит в торцовый контакт с поверхностью шайбы дроссельной.When the end channel is open and the flow rate of the working fluid flowing from the device exceeds the flow rate of the working fluid supplied from the surface to the drill pipe string, a pressure drop occurs in the hydraulic channel of the device, and conditions arise that contribute to the return of the end valve to the seat by the force of a pre-compressed spring. The pusher enters end contact with the surface of the throttle washer.
Процесс возвратно-поступательного перемещения коронки зубьями осуществляется в автоматическом режиме.The process of reciprocating movement of the crown by the teeth is carried out in automatic mode.
При поглощении рабочей жидкости пластом снижается скорость восходящего потока в межтрубном пространстве и эффективность транспортирования проппантовых частиц на поверхность. В этом случае осуществляют переключение насосного агрегата на обратную подачу рабочей жидкости. Рабочая жидкость с частицами проппанта поступает через центральное отверстие в коронке в осевые каналы патрубка и толкателя и далее при открытом шаровом клапане подается в осевой канал соединительною патрубка и по бурильной колонне труб выносится на поверхность. После промывки-удаления механических частиц проппанта из проппантовой пробки осуществляют переключение насосного агрегата на прямую подачу рабочей жидкости и осуществление процесса гидромеханического воздействия на следующий участок проппантовой пробки.When the working fluid is absorbed by the formation, the upward flow rate in the annulus and the efficiency of transporting proppant particles to the surface are reduced. In this case, the pump unit is switched to the reverse supply of the working fluid. The working fluid with proppant particles enters through the central hole in the crown into the axial channels of the nozzle and pusher, and then with the ball valve open, it is fed into the axial channel of the connecting nozzle and is brought to the surface through the drill pipe string. After washing and removing mechanical proppant particles from the proppant tube, the pump unit is switched to direct supply of the working fluid and the hydromechanical process is applied to the next section of the proppant tube.
К недостаткам конструкции устройства можно отнести следующее:The disadvantages of the design of the device include the following:
- при переходе с прямой подачи промывочной жидкости на обратную, с целью обеспечения выноса механических частиц из призабойной зоны, происходит подача промывочной жидкости с механическими частицами по осевому каналу патрубка и толкателя с открытием обратного клапана;- when switching from a direct supply of flushing fluid to a reverse one, in order to ensure the removal of mechanical particles from the bottomhole zone, flushing fluid with mechanical particles is fed through the axial channel of the nozzle and pusher with the opening of the check valve;
- наличие постоянной гидравлической связи через дроссельное отверстие в коронке и каналах в дроссельной шайбе с осевым каналом хвостовика и лифтовой колонны труб, что при осуществлении обратной промывки и подаче через них смеси механических частиц приводит к забиванию дроссельных отверстий. При повторном переходе на прямую подачу промывочной жидкости для работы гидроударника в режиме разрушения плотной проппантовой пробки происходит изменение режима работы.- the presence of constant hydraulic communication through the throttle hole in the crown and channels in the throttle washer with the axial channel of the shank and the pipe lift string, which, when backwashing and supplying a mixture of mechanical particles through them, leads to clogging of the throttle holes. When re-switching to a direct supply of flushing fluid for the operation of the hydraulic hammer in the mode of destruction of the dense proppant plug, the operating mode changes.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, сводится к следующему:The technical result that can be obtained by implementing the invention is reduced to the following:
- повышение эффективности разрушения и удаления плотных проппантовых пробок в осевом канале ствола скважины при существовании АНПД (аномально низких пластовых давлений);- increasing the efficiency of the destruction and removal of dense proppant plugs in the axial channel of the wellbore with the existence of ANPD (abnormally low reservoir pressure);
- возможность осуществления обратной промывки ствола скважины через устройство гидроударное с защитой от забивания калиброванных отверстий частицами проппанта и обеспечением эффективной подачи механических частиц потоком рабочей жидкости на поверхность;- the ability to backwash the wellbore through a hydropercussion device with protection against clogging of calibrated holes with proppant particles and ensuring the effective supply of mechanical particles with a flow of working fluid to the surface;
- возможность возвратно-поступательного перемещения ударного механизма при малых расходах рабочей жидкости, подаваемой по лифтовой колонне труб;- the possibility of reciprocating movement of the percussion mechanism at low flow rates of the working fluid supplied through the pipe lift string;
- возможность обеспечения обратной подачи рабочей жидкости через устройство с увеличенным расходом;- the ability to provide reverse flow of the working fluid through the device with an increased flow rate;
- снижение осевой сжимающей нагрузки на пружину толкателя за счет осевого усилия, образованного от перепада давления рабочей жидкости и воспринимаемого клеткой клапана, с замыканием этой нагрузки на опорное седло.- reduction of the axial compressive load on the pusher spring due to the axial force generated from the differential pressure of the working fluid and perceived by the valve cage, with the closure of this load on the support seat.
Технический результат достигаемся тем, что устройство состоит из корпуса, соединительного патрубка с седлом, в котором выполнены продольные пазы на внутренней поверхности и дроссельный канал, толкатель с клеткой шарового клапана, подпружиненного относительно седла, корпус дополнительно снабжен стаканом в осевом канале с образованием между ними кольцевой камеры и охватом верхним концом седла и образованием с кольцевым поршнем подвижного соединения. Кольцевой поршень снабжен торцовым клапаном и полым штоком. Корпус снабжен гильзой, жестко связанной с толкателем конусной перемычкой, снабженной сливными отверстиями и установленной в осевом канале полого штока, с возможностью торцового контакта с ответной конической поверхностью в теле торцового клапана, снабженного в месте контакта дренажными отверстиями. Кольцевая камера между полым штоком и стаканом гидравлически связана радиальными отверстиями в теле стакана с кольцевой камерой между стаканом и корпусом и радиальными отверстиями в теле полого штока, под кольцевым поршнем, с кольцевым зазором между гильзой и полым штоком.The technical result is achieved in that the device consists of a housing, a connecting pipe with a saddle, in which longitudinal grooves are made on the inner surface and a throttle channel, a pusher with a ball valve cage, spring-loaded relative to the saddle, the housing is additionally equipped with a glass in the axial channel with the formation of an annular between them chamber and coverage of the upper end of the saddle and the formation of a movable joint with the annular piston. The annular piston is equipped with an end valve and a hollow stem. The housing is equipped with a sleeve rigidly connected to the pusher by a conical jumper equipped with drain holes and installed in the axial channel of the hollow rod, with the possibility of mechanical contact with the counter conical surface in the body of the mechanical valve, provided with drainage holes at the contact point. The annular chamber between the hollow stem and the cup is hydraulically connected by radial holes in the cup body to the annular chamber between the cup and the body and the radial holes in the hollow stem body, under the annular piston, with an annular gap between the sleeve and the hollow stem.
Клетка шарового клапана снабжена дренажными отверстиями, опорным выступом и регулировочной гайкой с продольными пазами, установлена в осевом канале толкателя с возможностью осевого перемещения. Соединительный патрубок снабжен опорным седлом, установленным с возможностью образования кольцевого зазора с клеткой шарового клапана и возможностью попеременного взаимодействия с опорным выступом и регулировочной гайкой. Гильза снабжена подпружиненным клапаном в осевом канале, установленным с возможностью перекрытия сливных отверстий в конусной перемычке. Осевой канал в соединительном патрубке, над клеткой шарового клапана, постоянно гидравлически связан с дроссельным каналом в седле и кольцевой камерой между стаканом и корпусом, через кольцевой зазор между клеткой клапана и опорным седлом, с гидравлическим каналом, образованным наружной поверхностью толкателя и внутренней соединительного патрубка.The ball valve cage is provided with drainage holes, a support protrusion and an adjusting nut with longitudinal grooves, mounted in the axial channel of the pusher with the possibility of axial movement. The connecting pipe is equipped with a support seat installed with the possibility of forming an annular gap with the ball valve cage and the possibility of alternating interaction with the support protrusion and the adjusting nut. The sleeve is equipped with a spring-loaded valve in the axial channel, installed with the possibility of overlapping drain holes in the conical jumper. The axial channel in the connecting pipe, above the ball valve cage, is constantly hydraulically connected to the throttle channel in the seat and the annular chamber between the cup and the body, through the annular gap between the valve cage and the supporting seat, with a hydraulic channel formed by the outer surface of the pusher and the internal connecting pipe.
Анализ изобретательского уровня показал следующее:An analysis of the inventive step showed the following:
известно устройство для очистки призабойной зоны скважины (см. патент РФ №2138617 кл. МПК 6 Е21В 37/00, опубл. 27.09.1999 г.), включающее в состав конструкции клапана, установленного на штоке, обратный клапан. Известна также связь внутренней полости стакана через дроссель с камерой мультипликации.A device is known for cleaning the bottom-hole zone of a well (see RF patent No. 2138617,
Конструкция гидроударного устройства поясняется чертежами, гдеThe design of the hydropercussion device is illustrated by drawings, where
на фиг.1 показана конструкция устройства в разрезе в исходном положении;figure 1 shows the design of the device in section in the initial position;
на фиг.2 - конструкция устройства в положении проведения гидромеханического воздействия на поверхность плотной проппантовой пробки породоразрушающим инструментом;figure 2 - the design of the device in the position of hydromechanical impact on the surface of a dense proppant tube rock-cutting tool;
на фиг.3 - конструкция устройства в положении проведения обратной промывки ствола скважины.figure 3 - design of the device in the position of the backwash of the wellbore.
Устройство состоит из корпуса 1, с соединительным патрубком 2, в гидравлическом канале 3 которого размещено седло 4, с продольными пазами 5, для прохода промывочной жидкости, снабженное дроссельным каналом 6, гидравлически связанным с проточкой 7 в теле корпуса 1. В осевом канале корпуса 1 установлен стакан 8, с образованием между ними кольцевой камеры 9. Внутри стакана 8 установлен кольцевой поршень 10 с торцовым клапаном 11, опирающимся на седло 4, жестко связанный с полым штоком 12, пропущенным через гайку 13 за ее пределы.The device consists of a
Кольцевая камера 9 гидравлически связана радиальным отверстием 14 в теле стакана 8, с кольцевой камерой 15 и проточкой 7 в корпусе 1.The annular chamber 9 is hydraulically connected by a radial hole 14 in the body of the glass 8, with the annular chamber 15 and the
Кольцевой поршень 10 с торцовым клапаном 11 поджимается к седлу 4 пружиной 16. В осевом канале полого штока 12 установлена гильза 17, связанная с толкателем 18, пропущенным через осевой канал в кольцевом поршне 10.An annular piston 10 with an
На верхнем конце толкателя 18 установлена пружина 19, поджимаемая регулировочной гайкой 20 к торцовой поверхности во внутренней расточке седла 4.At the upper end of the
В осевом канале 21 толкателя 18 установлена перфорированная клетка 22 с седлом 23 шарового клапана 24, имеющая на внешней стороне опорный выступ 25 и регулировочную гайку 26 с рядом продольных пазов 27 на внешней стороне. В осевом канале 3 соединительного патрубка 2 ниже места расположения присоединительной резьбы 28 установлено опорное седло 29 с конической посадочной поверхностью 30 под ответную поверхность на теле опорного выступа 25.In the
Регулировочная гайка 26 расположена над опорным седлом 23 и установлена с возможностью торцового взаимодействия с его телом. Перфорированная клетка 22 с седлом 23 шарового клапана 24 своим нижним концом входит в осевой канал 21 толкателя 18 с образованием между ними подвижного соединения. Между наружной поверхностью перфорированной клетки 22 и внутренней поверхностью опорного седла 29 образован кольцевой зазор 31, гидравлически связанный с осевым каналом 3 между телом толкателя 18 и внутренней поверхностью соединительного патрубка 2, и далее с кольцевым зазором между седлом 4 и толкателем 18, над местом расположения кольцевого поршня 10. В теле торцового клапана 11 кольцевого поршня 10 выполнен ряд дренажных отверстий 32, выходящих в осевой канал 33 над местом контакта гильзы 17 с внутренней конической поверхностью торцового клапана 11. В месте соединения толкателя 18 с гильзой 17 в ней выполнены сливные отверстия 34, гидравлически связанные через кольцевой зазор, между наружной поверхностью гильзы 17 и внутренней поверхностью полого штока 12 с радиальными отверстиями 35 в теле полого штока 12 и кольцевой камерой 15 под кольцевым поршнем 10.The adjusting
В месте соединения толкателя 18 и гильзы 17 образована коническая поверхность 36, к которой пружиной 37 поджат клапан 38. Регулировка усилия поджима пружины 37 осуществляется гайкой 39.At the junction of the
Кольцевой зазор между кольцевым поршнем 10 и стаканом 8 перекрыт уплотнительным кольцом 40. Кольцевой зазор между стаканом 8 и корпусом 1 перекрыт уплотнительным кольцом 41.The annular gap between the annular piston 10 and the cup 8 is closed by the sealing ring 40. The annular gap between the cup 8 and the
Кольцевая камера 15 под кольцевым поршнем 10 изолирована от внешней среды уплотнительными кольцами 42, установленными в расточках гайки 13, охватывающей полый шток 12, который снабжен внутренней присоединительной резьбой 43, для установки породоразрушающего элемента, например коронки с зубьями, как в прототипе.The annular chamber 15 under the annular piston 10 is isolated from the external environment by the sealing rings 42 mounted in the bores of the
Кольцевой зазор между кольцевым поршнем 10 и внутренней поверхностью стакана 8 перекрыт уплотнительным кольцом 44.The annular gap between the annular piston 10 and the inner surface of the glass 8 is closed by a sealing ring 44.
Дроссельный канал 6 в теле седла 4 постоянно гидравлически соединяет кольцевое пространство 45, под продольными пазами 5 в теле седла 4 с проточкой 7.The
Работа гидроударного устройстваHammer device operation
Присоединительной резьбой 28 устройство в сборе закрепляется на нижнем конце бурильной колонны труб и опускается в скважину на глубину расположения проппантовой пробки.By connecting
Осуществляют подсоединение насосного агрегата к бурильной колонне труб и подают под давлением и с заданным расходом рабочую жидкость в устройство.The pumping unit is connected to the drill pipe string and fed under pressure and at a given flow rate to the device.
По продольным пазам 27 в регулировочной гайке 26 рабочая жидкость поступает в осевой канал 3 соединительного патрубка 2 и далее через продольные пазы 5 в седле 4 подается в кольцевое пространство 45, откуда через дроссельный канал 6, проточку 7 поступает в кольцевую камеру 9. Через радиальные отверстия 14 рабочая жидкость проходит в кольцевую камеру 15, связанную радиальными отверстиями 35 в теле полого штока 12, с кольцевым зазором между телом гильзы 17 и полым штоком 12 и подается к сливным отверстиям 34, перекрытым клапаном 36.Through the
Поскольку расход рабочей жидкости через дроссельный канал 6 превосходит расход по кольцевому зазору между телом гильзы 17 и полым штоком 12, то происходит рост давления в осевом канале бурильной колонны труб и осевом канале 3 соединительного патрубка 2. Избыточное давление рабочей жидкости воспринимается шаровым клапаном 24, опирающимся на седло 23, что приводит к подвеске перфорированной клетки 22 через регулировочную гайку 26 на торце опорного седла 29. Избыточное давление рабочей жидкости воспринимается площадью поперечного сечения толкателя 18. Усилие от восприятия перепада давления через регулировочную гайку 20 сообщается на пружину 19 и приводит к перемещению толкателя 18 относительно соединительного патрубка 2 с седлом 4. При этом происходит отход от контакта гильзы 17 с телом торцового клапана 11 и открытием свободной гидравлической связи кольцевой камеры 15 через радиальные отверстия 35 и сливные отверстия 34, с осевым каналом 33 гильзы 17. Это приводит к резкому падению давления рабочей жидкости в кольцевой камере 15 под кольцевым поршнем 10, с сохранением воздействия избыточным давлением на кольцевую площадь торцового клапана 11, со стороны кольцевого пространства 45.Since the flow rate of the working fluid through the
Это приводит к резкому перемещению кольцевого поршня 11 с полым штоком 12 вниз относительно стакана 8 со сжатием пружины 16 и удару породоразрушающим элементом по поверхности проппантовой пробки. При этом образуется свободная гидравлическая связь осевого канала 3 через продольные пазы 5 и кольцевое пространство 45 с дренажными отверстиями 32 в теле торцового клапана 11 и сливными отверстиями 34 в теле гильзы 17, с ее осевым каналом 33. Клапан 38 откидывается вниз со сжатием пружины 37 и рабочая жидкость с увеличенным расходом выбрасывается в скважину, также воздействуя на поверхность проппантовой пробки. Давление в осевом канале 3 снижается и, усилием сжатой пружины 16 торцовый клапан 11 входит во взаимодействие с седлом 4 и перекрывает прямую подачу рабочей жидкости к дренажным отверстиям 32.This leads to a sharp movement of the
Усилием сжатой пружины 19 толкатель 18 вместе с гильзой 17 возвращаются в исходное положение и еще больше поджимают торцовый клапана 11 к седлу 4 за счет восприятия давления рабочей жидкости.By the force of the
Происходит вновь рост давления в осевом канале 3 соединительного патрубка 2. Рабочая жидкость через дроссельный канал 6 вновь подается в кольцевую камеру 9 и кольцевую камеру 15 с набором давления во всей системе.The pressure increases again in the
Следует отметить, что площадь поперечного сечения кольцевого поршня 10 со стороны кольцевой камеры 15 принята больше площади поперечного сечения торцового клапана 11, воспринимающего давление рабочей жидкости со стороны кольцевого пространства 45. Расход рабочей жидкости через дроссельный канал 6 превосходит расход рабочей жидкости по кольцевому зазору между гильзой 17 и полым штоком 12.It should be noted that the cross-sectional area of the annular piston 10 from the side of the annular chamber 15 is taken to be larger than the cross-sectional area of the
Процесс разрушения проппантовой пробки ведется с плавным перемещением бурильной колонны труб с устройством вниз, при сохранении подачи восходящего потока промывочной жидкости с частицами проппанта по межтрубному пространству скважины.The proppant tube destruction process is carried out with a smooth movement of the drill pipe string with the device down, while maintaining an upward flow of flushing fluid with proppant particles along the annulus of the well.
При снижении расхода рабочей жидкости, выходящей из межтрубного пространства, что служит сигналом о поглощении ее частично продуктивным пластом, осуществляют переключение подачи рабочей жидкости в межтрубное пространство скважины с обеспечением заданной скорости восходящего потока в осевом канале бурильной колонны труб.With a decrease in the flow rate of the working fluid leaving the annulus, which serves as a signal about its absorption by the partially productive formation, the supply of the working fluid to the annulus of the well is switched over to ensure a predetermined upward velocity in the axial channel of the pipe drill string.
Поток рабочей жидкости захватывает механические частицы проппанта, разрушенные в предыдущем цикле, транспортирует по осевому каналу гильзы 17 и осевому каналу 21 толкателя 18 к шаровому клапану 24 и открытием подачи потока через перфорированную клетку 22 в осевой канал бурильной колонны труб. При этом перфорированная клетка 22 шарового клапана 24 перемещается вверх в осевом канале 21 толкателя 18 до торцового контакта опорным выступом 25 с конической посадочной поверхностью 30 опорного седла 29.The flow of the working fluid captures the mechanical proppant particles destroyed in the previous cycle, transports along the axial channel of the sleeve 17 and the
Тем самым предотвращается несанкционированная подача смеси рабочей жидкости с проппантом внутрь канала 3 под опорным седлом 29 и попадание механических частиц в дроссельный канал 6 и к месту посадки торцового клапана 11 с седлом 4. Клапан 38 при этом процессе усилием сжатой пружины 37 прижимается к конической поверхности 36, с дополнительным поджатием перепадом давления, что также исключает попадание механических частиц внутрь устройства.This prevents the unauthorized supply of a mixture of working fluid with proppant inside the
После проведения обратной промывки переключают подачу рабочей жидкости с обратной на прямую и осуществляют повторный процесс разрушения проппантовой пробки.After conducting a backwash, the flow of working fluid is switched from back to direct and the proppant tube is destroyed again.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2242585, Кл. МКИ 7 Е21В 37/00; 21/00, опубл. 20.12.2004 г. Бюл. №35.1. RF patent No. 2242585, Cl.
2. Авт.св. СССР №1539303, Кл. МКИ 5 Е21В 4/14, опубл. 30.01.90 г. Бюл. №4.2. Auto USSR No. 1539303, Cl.
3. «Гидроударное устройство» (прототип) Тр. НПО «Бурение». Вып 15. «Современная техника и технология закачивания скважин и бурения боковых стволов», с.363-371.3. "Hydropercussion device" (prototype) Tr. NGO Drilling. Issue 15. “Modern equipment and technology for pumping wells and drilling sidetracks”, p.363-371.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010124537/03A RU2446271C2 (en) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Hydraulic impact device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010124537/03A RU2446271C2 (en) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Hydraulic impact device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010124537A RU2010124537A (en) | 2011-12-20 |
RU2446271C2 true RU2446271C2 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=45404003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010124537/03A RU2446271C2 (en) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Hydraulic impact device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2446271C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516708C2 (en) * | 2012-04-10 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Газтехнология" | Subsurface safety valve |
RU2550119C1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-05-10 | Сергей Анатольевич Паросоченко | Hydraulic impact device |
RU2770966C1 (en) * | 2021-10-27 | 2022-04-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydraulic impact device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB956496A (en) * | 1960-11-14 | 1964-04-29 | Shell Int Research | Sand removal from wells |
RU2213848C2 (en) * | 2001-12-18 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Device for sand bridge removal from well |
RU2242585C1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Device for cleaning well from sand obstruction |
RU2303121C2 (en) * | 2005-08-18 | 2007-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Нефтепромтехнологии" | Hydraulic percussion means for sand plug removal from well |
RU2373378C2 (en) * | 2006-10-27 | 2009-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Нефтепромтехнологии" | Method for well cleaning from proppant plug |
-
2010
- 2010-06-15 RU RU2010124537/03A patent/RU2446271C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB956496A (en) * | 1960-11-14 | 1964-04-29 | Shell Int Research | Sand removal from wells |
RU2213848C2 (en) * | 2001-12-18 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Device for sand bridge removal from well |
RU2242585C1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Device for cleaning well from sand obstruction |
RU2303121C2 (en) * | 2005-08-18 | 2007-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Нефтепромтехнологии" | Hydraulic percussion means for sand plug removal from well |
RU2373378C2 (en) * | 2006-10-27 | 2009-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Нефтепромтехнологии" | Method for well cleaning from proppant plug |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516708C2 (en) * | 2012-04-10 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Газтехнология" | Subsurface safety valve |
RU2550119C1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-05-10 | Сергей Анатольевич Паросоченко | Hydraulic impact device |
RU2770966C1 (en) * | 2021-10-27 | 2022-04-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydraulic impact device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010124537A (en) | 2011-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2550119C1 (en) | Hydraulic impact device | |
RU2516708C2 (en) | Subsurface safety valve | |
CA2933886C (en) | Pad plunger | |
AU2016268394B2 (en) | Multi-function dart | |
RU2303121C2 (en) | Hydraulic percussion means for sand plug removal from well | |
RU2586122C2 (en) | Hydropercussion device | |
AU2012280476B2 (en) | System and method for injecting a treatment fluid into a wellbore and a treatment fluid injection valve | |
RU2495233C1 (en) | Hydromechanical slot-type rock drilling machine | |
RU2446271C2 (en) | Hydraulic impact device | |
RU2373378C2 (en) | Method for well cleaning from proppant plug | |
RU2448230C1 (en) | Hydraulic impact device | |
RU2147336C1 (en) | Device for hydraulic-pulse treatment of bed | |
RU2539504C1 (en) | Device for injection of fluid into bed | |
RU2529460C2 (en) | Flushing device | |
RU2405914C1 (en) | Method and device for well flushing | |
CN202170789U (en) | Sliding sleeve adaptor | |
US20170247989A1 (en) | Plunger to Form a Liquid Ring to Seal Against Gas Bypass | |
RU2242585C1 (en) | Device for cleaning well from sand obstruction | |
RU2668100C1 (en) | Device for well bottom flushing | |
RU2448236C1 (en) | Hydrodynamic pulsator | |
RU2444605C1 (en) | Well reamer | |
RU2483192C1 (en) | Drillable packer | |
RU2305173C2 (en) | Method and device for production string sealing during sandy well flushing | |
RU2194152C2 (en) | Downhole plant for regulation and shutoff of medium flow | |
RU2651869C1 (en) | Well decolmatation device |