RU2455462C1 - Device for well cleaning from sand pack - Google Patents

Device for well cleaning from sand pack Download PDF

Info

Publication number
RU2455462C1
RU2455462C1 RU2010151771/03A RU2010151771A RU2455462C1 RU 2455462 C1 RU2455462 C1 RU 2455462C1 RU 2010151771/03 A RU2010151771/03 A RU 2010151771/03A RU 2010151771 A RU2010151771 A RU 2010151771A RU 2455462 C1 RU2455462 C1 RU 2455462C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hollow
valve
hollow body
embedded part
radial
Prior art date
Application number
RU2010151771/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рамиз Алиджавад Оглы Гасумов (RU)
Рамиз Алиджавад оглы Гасумов
Ильгам Юсиф оглы Шихалиев (RU)
Ильгам Юсиф оглы Шихалиев
Геннадий Тимофеевич Сазонов (RU)
Геннадий Тимофеевич Сазонов
Евгений Александрович Жуков (RU)
Евгений Александрович Жуков
Дмитрий Юрьевич Воропаев (RU)
Дмитрий Юрьевич Воропаев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз")
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" (ОАО "СевКавНИПИгаз") filed Critical Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз")
Priority to RU2010151771/03A priority Critical patent/RU2455462C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2455462C1 publication Critical patent/RU2455462C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: device includes cross-over module, hollow housing tightly connected to the outer impact bit at the bottom part, operating chamber located in the hollow housing and damage mechanism coaxially mounted in the hollow housing. The outer bit is equipped with end teeth and has inclined radial holes directed upwards. The hollow housing is spring-loaded in relation to cross-over module. Damage mechanism includes hollow connecting rod, internal impact bit and valve installed with the possibility of restricted axial movement. The internal bit is fixed at hollow connecting rod, equipped with end teeth and has inclined radial channels directed downwards. The hollow unloading rod is tightly connected to the cross-over module and has two rows of through longitudinal slots. Operating chamber consists of three inserts welded in elastic elements with common axial channel. The upper insert has end threaded hole with oil cup installed in it and inclined channel directed towards the hollow housing. The inner surface of the lower insert in the middle part is made in a form of a saddle for damage mechanism valve. The holes of outer bit have length that provides their combination with the channels of internal bit in the end lower position of damage mechanism. The valve is installed in the cavity of unloading rod and has two rows of through longitudinal slots.
EFFECT: increase of device operation efficiency, reliability.
5 dwg

Description

Изобретение относится к эксплуатации и ремонту скважин и может быть использовано для очистки скважины от песчаной пробки.The invention relates to the operation and repair of wells and can be used to clean the well from sand plugs.

Анализ существующего уровня техники показал следующее.Analysis of the current level of technology showed the following.

Известно устройство для очистки скважины от песчаной пробки (см. п. №2242585 от 28.05.2003 г., по кл. E21B 37/00, E21B 21/00, опубл. 20.12.2004 г.), содержащее переходный модуль, полый корпус, жестко соединенный в нижней части с наружной ударной коронкой (кожухом), снабженной торцевыми зубьями, рабочую (расширительную) камеру, механизм разрушения, коаксиально установленный в полом корпусе, включающий полый шток, внутреннюю ударную коронку, снабженную торцовыми зубьями и имеющую радиальные каналы, закрепленную на полом штоке, и клапан. Механизм разрушения подпружинен относительно полого корпуса. Внутренняя ударная коронка имеет осевое дроссельное отверстие. Полый корпус имеет циркуляционные отверстия.A device is known for cleaning a well from sand plugs (see No. 2242585 dated 05/28/2003, class E21B 37/00, E21B 21/00, publ. 12/20/2004), containing a transition module, a hollow body rigidly connected in the lower part to an external impact crown (casing) equipped with end teeth, a working (expansion) chamber, a fracture mechanism, coaxially mounted in a hollow body, including a hollow rod, an internal impact crown equipped with end teeth and having radial channels fixed on a hollow stock, and a valve. The fracture mechanism is spring loaded relative to the hollow body. The inner impact crown has an axial throttle bore. The hollow body has circulation openings.

Недостатком указанного устройства является следующее:The disadvantage of this device is the following:

низкая эффективность разрушения песчаной пробки из-за слабого удара, наносимого ударными коронками. Накопление давления для перемещения механизма разрушения происходит в колонне труб вследствие сопротивления, возникающего при прохождении рабочего агента через радиальные каналы ударной коронки и осевое дроссельное отверстие. Конструктивно указанные каналы и отверстие всегда открыты, следовательно, в накоплении энергии участвует лишь часть рабочего агента, которая не может создать большое давление;low efficiency of destruction of the sand cork due to the weak impact caused by impact crowns. The accumulation of pressure to move the fracture mechanism occurs in the pipe string due to the resistance that occurs when the working agent passes through the radial channels of the impact crown and the axial throttle hole. Structurally, these channels and the hole are always open, therefore, only part of the working agent is involved in the energy storage, which cannot create a lot of pressure;

низкое качество очистки от продуктов разрушения из-за того, что увеличение скорости восходящего потока происходит при открытии циркуляционных отверстий в корпусе, расположенных вне зоны разрушения. Кроме того, при прохождении рабочего агента по колонне труб и внутри устройства происходят дополнительные потери давления, снижающие гидромониторный эффект, влияющий как на эффективность разрушения, так и на качество очистки;low quality of cleaning from the products of destruction due to the fact that the increase in the velocity of the upward flow occurs when opening the circulation holes in the housing located outside the zone of destruction. In addition, when the working agent passes through the pipe string and inside the device, additional pressure losses occur that reduce the hydro-monitor effect, which affects both the destruction efficiency and the quality of cleaning;

низкая надежность работы, связанная с затруднением возврата механизма разрушения в исходное положение из-за невозможности полного сброса давления в осевом канале устройства и недостаточной упругой силы пружины для преодоления указанного давления.low reliability associated with the difficulty of returning the fracture mechanism to its original position due to the impossibility of a complete release of pressure in the axial channel of the device and insufficient elastic spring force to overcome the specified pressure.

В качестве прототипа выбрано устройство для очистки скважины от песчаной пробки (см. п. №2315174 от 22.05.2006 г., по кл. E21B 37/00, опубл. 20.01.2008 г.), содержащее переходный модуль, полый корпус, жестко соединенный в нижней части с наружной ударной коронкой, снабженной торцовыми зубьями и имеющей наклонные, направленные вверх радиальные отверстия, подпружиненный относительно переходного модуля через переводник, рабочую камеру, расположенную в полом корпусе, и механизм разрушения, коаксиально установленный в полом корпусе, включающий полый соединительный шток, внутреннюю ударную коронку, снабженную торцовыми зубьями и имеющую наклонные, направленные вниз радиальные каналы, закрепленную на полом соединительном штоке, и клапан, установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения посредством пружины. Рабочая камера образована переводником, внутренний канал которого имеет коническое расширение к низу. Устройство содержит гидрораспределительный узел, обеспечивающий взаимосвязь с межтрубным пространством и вращательное воздействие на песчаную пробку. Между внутренней ударной коронкой и корпусом образована полость, гидравлически связанная с наклонными, направленными вверх радиальными отверстиями наружной ударной коронки.As a prototype, a device was selected for cleaning a well from sand plugs (see No. 2315174 dated May 22, 2006, according to class E21B 37/00, published January 20, 2008) containing a transition module, a hollow body, rigidly connected at the bottom with an external impact crown equipped with end teeth and having inclined upwardly directed radial holes, spring-loaded relative to the adapter module through an adapter, a working chamber located in the hollow housing, and a fracture mechanism coaxially mounted in the hollow housing, including the hollow connecting th rod, an inner impact crown equipped with end teeth and having inclined downward radial channels fixed to the hollow connecting rod, and a valve mounted with the possibility of limited axial movement by means of a spring. The working chamber is formed by a sub, the inner channel of which has a conical extension to the bottom. The device contains a hydrodistribution unit, providing interconnection with the annular space and the rotational effect on the sand cork. A cavity is formed between the inner impact crown and the housing, hydraulically connected to the inclined upward radial openings of the outer impact crown.

Недостатками устройства является следующее:The disadvantages of the device are the following:

низкая эффективность разрушения песчаной пробки из-за слабого удара, наносимого внутренней и наружной ударными коронками, и низкого гидромониторного эффекта струи рабочего агента, связанных с потерей давления рабочего агента при движении последнего по колонне труб и внутри устройства. Рабочая камера конструктивно выполнена так, что не позволяет производить накапливание энергии для повышения мощности ударов. В устройстве создаются дополнительные потери гидравлического давления из-за низкого механического кпд устройства, обусловленного передвижением трущихся конструктивных элементов. Причем в рабочую камеру, образованную переводником, попадает лишь часть рабочего агента, так как открыт осевой гидравлический канал, по которому через наклонные, направленные вниз радиальные каналы другая часть в виде струи воздействует на песчаную пробку;low efficiency of destruction of the sand plug due to the weak impact caused by the internal and external impact crowns, and the low hydro-monitor effect of the working agent jet associated with the loss of pressure of the working agent when the latter moves along the pipe string and inside the device. The working chamber is structurally designed so that it does not allow energy storage to increase the impact power. The device creates additional losses of hydraulic pressure due to the low mechanical efficiency of the device due to the movement of the rubbing structural elements. Moreover, only a part of the working agent enters the working chamber formed by the sub, since the axial hydraulic channel is open, through which through the inclined downward radial channels another part in the form of a jet acts on the sand cork;

низкое качество очистки от продуктов разрушения из-за того, что вынос осуществляется струей, которая обладает низкой кинетической энергией и скоростью выброса рабочего агента, обусловленных гидравлическими потерями. Наружная ударная коронка имеет наклонные, направленные вверх радиальные отверстия, однако они предназначены для снижения гидравлических потерь при движении внутренней ударной коронки вверх для вытеснения рабочего агента из полости, расположенной между внутренней ударной коронкой и корпусом, и не принимают участие в улучшении качества выноса частиц разрушения;low quality of cleaning from the products of destruction due to the fact that the removal is carried out by a jet, which has low kinetic energy and the speed of the release of the working agent due to hydraulic losses. The external impact crown has inclined upward radial holes, however, they are designed to reduce hydraulic losses during the movement of the internal impact crown up to displace the working agent from the cavity located between the internal impact crown and the body, and do not take part in improving the quality of the removal of fracture particles;

низкая надежность в работе, обусловленная сложной кинематической схемой работы конструкции устройства, предполагающей как осевое перемещение деталей, так и их вращение.low reliability, due to the complex kinematic scheme of the device design, involving both axial movement of parts and their rotation.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, сводится к повышению эффективности разрушения песчаной пробки и качества очистки от продуктов разрушения за счет конструктивного выполнения рабочей камеры, позволяющей производить накопление энергии рабочего агента, обеспечивающее высокую ударную силу и создание мощной гидромониторной струи. Кроме того, повышается надежность работы устройства, связанная с упрощением кинематической схемы, с конструктивным выполнением рабочей камеры и обеспечением подачи смазывающего материала между стенкой корпуса и упругими элементами рабочей камеры для снижения сил трения, возникающих между ними.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of destruction of the sand cork and the quality of cleaning from the products of destruction due to the constructive implementation of the working chamber, which allows the accumulation of energy of the working agent, providing high impact force and the creation of a powerful jet monitor. In addition, the reliability of the device increases due to the simplification of the kinematic scheme, with the constructive design of the working chamber and the supply of lubricant between the wall of the housing and the elastic elements of the working chamber to reduce the friction forces arising between them.

Технический результат достигается с помощью известного устройства для очистки скважины от песчаной пробки, содержащего переходный модуль, полый корпус, жестко соединенный в нижней части с наружной ударной коронкой, снабженной торцовыми зубьями и имеющей наклонные, направленные вверх радиальные отверстия, подпружиненный относительно переходного модуля через переводник, рабочую камеру, расположенную в полом корпусе, и механизм разрушения, коаксиально установленный в полом корпусе, включающий полый соединительный шток, внутреннюю ударную коронку, снабженную торцовыми зубьями и имеющую наклонные, направленные вниз радиальные каналы, закрепленную на полом соединительном штоке, и клапан, установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения.The technical result is achieved using a known device for cleaning a well of a sand plug containing a transition module, a hollow body rigidly connected in the lower part to an external impact crown equipped with end teeth and having inclined radial holes directed upward, spring-loaded relative to the transition module through an adapter, a working chamber located in the hollow body, and a destruction mechanism coaxially mounted in the hollow body, including the hollow connecting rod, internal shock a crown equipped with end teeth and having inclined downwardly directed radial channels mounted on a hollow connecting rod, and a valve mounted with the possibility of limited axial movement.

Заявляемая конструкция дополнительно содержит полую разгрузочную штангу, соосно установленную в полом корпусе, жестко связанную с переходным модулем и имеющую два ряда сквозных продольных пазов.The inventive design further comprises a hollow discharge rod coaxially mounted in the hollow body, rigidly connected to the transition module and having two rows of through longitudinal grooves.

Переходный модуль по заявляемой конструкции состоит из полого штока с ограничительной гайкой.The adapter module according to the claimed design consists of a hollow rod with a restrictive nut.

Полый корпус имеет на внутренней поверхности бурт.The hollow body has a collar on the inner surface.

Переводник выполнен в виде накидной гайки.The sub is made in the form of a union nut.

Рабочая камера состоит из трех закладных деталей с общим осевым каналом, вваренных в эластичные элементы. Верхняя закладная деталь поджата к бурту полого корпуса накидной гайкой через распорную втулку и имеет торцовое резьбовое отверстие с установленной в нем масленкой и наклонным каналом, направленным к полому корпусу. Средняя закладная деталь имеет радиальные резьбовые отверстия. Нижняя закладная деталь выполнена с выступом в нижней части, связанным резьбовым соединением с полым соединительным штоком механизма разрушения. При этом внутренняя поверхность нижней закладной детали в средней части выполнена в виде седла под клапан механизма разрушения.The working chamber consists of three embedded parts with a common axial channel welded into elastic elements. The upper embedded part is pressed to the shoulder of the hollow body with a union nut through the spacer sleeve and has an end threaded hole with a grease fitting installed in it and an inclined channel directed to the hollow body. The middle embedded part has radial threaded holes. The lower embedded part is made with a protrusion in the lower part, connected by a threaded connection to the hollow connecting rod of the fracture mechanism. In this case, the inner surface of the lower embedded part in the middle part is made in the form of a saddle under the valve of the fracture mechanism.

Внутренняя ударная коронка механизма разрушения имеет наклонные, направленные вверх радиальные каналы. Наклонные, направленные вверх радиальные отверстия наружной ударной коронки выполнены длиной, обеспечивающей их совмещение с наклонными, направленными вверх радиальными каналами внутренней ударной коронки при нахождении механизма разрушения в крайнем нижнем положении.The internal impact crown of the fracture mechanism has inclined upward radial channels. The inclined upward radial holes of the external impact crown are made in length, ensuring their alignment with the inclined upward radial channels of the internal impact crown when the fracture mechanism is in its lowest position.

Клапан механизма разрушения установлен в полости разгрузочной штанги и имеет два ряда сквозных продольных пазов.The valve of the fracture mechanism is installed in the cavity of the unloading rod and has two rows of through longitudinal grooves.

В радиальных резьбовых отверстиях средней закладной детали рабочей камеры установлены штифты, свободные концы которых сквозь верхний ряд сквозных продольных пазов полой разгрузочной штанги размещены в верхнем ряду сквозных продольных пазов клапана.Pins are installed in the radial threaded holes of the middle embedded part of the working chamber, the free ends of which through the upper row of through longitudinal grooves of the hollow discharge rod are placed in the upper row of through longitudinal grooves of the valve.

Нами не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, включающих всю совокупность признаков изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию новизны.We have not identified sources containing information on technical solutions, including the entire set of features of the invention, which allows us to conclude that it meets the condition of novelty.

На фиг.1 представлена конструкция устройства в продольном разрезе.Figure 1 shows the design of the device in longitudinal section.

На фиг.2 представлено поперечное сечение устройства по линии А-А на фиг.1.Figure 2 presents the cross section of the device along the line aa in figure 1.

На фиг.3 представлено поперечное сечение устройства по линии Б-Б на фиг.1.Figure 3 presents a cross section of the device along the line BB in figure 1.

На фиг.4 представлено поперечное сечение устройства по линии В-В на фиг.1.Figure 4 presents a cross section of the device along the line BB in figure 1.

На фиг.5 представлен график зависимости относительного удлинения от напряжения в поперечном сечении эластичного элемента.Figure 5 presents a graph of the relative elongation from stress in the cross section of the elastic element.

Заявляемое устройство для очистки скважины от песчаной пробки содержит переходный модуль, состоящий из полого штока 1 и ограничительной гайки 2, полый корпус 3. Полый корпус 3 жестко соединен в нижней части с наружной ударной коронкой 4 и подпружинен относительно переходного модуля через переводник (фиг.1). Переводник выполнен в виде накидной гайки 5. Полый корпус 3 имеет на внутренней поверхности бурт 6. Наружная ударная коронка 4 снабжена торцовыми зубьями 7 и имеет наклонные, направленные вверх радиальные отверстия 8.The inventive device for cleaning a well from a sand plug contains a transition module consisting of a hollow rod 1 and a restrictive nut 2, a hollow body 3. The hollow body 3 is rigidly connected in the lower part to the external impact crown 4 and is spring loaded relative to the transition module through an adapter (Fig. 1 ) The sub is made in the form of a union nut 5. The hollow body 3 has a collar 6 on its inner surface. The external impact crown 4 is equipped with end teeth 7 and has inclined radial holes 8 directed upward.

Устройство содержит рабочую камеру, расположенную в полом корпусе 3. Рабочая камера состоит из трех закладных деталей - верхней закладной детали 9, средней закладной детали 10 и нижней закладной детали 11 с общим осевым каналом, вваренных в эластичные элементы 12 (фиг.2). Верхняя закладная деталь 9 поджата к бурту 6 полого корпуса 3 накидной гайкой 5 через распорную втулку 13 и имеет торцовое резьбовое отверстие с установленной в нем масленкой 15 и наклонным каналом 16, направленным к полому корпусу. Средняя закладная деталь 10 имеет четыре радиальных резьбовых отверстия 17 (фиг.3).The device comprises a working chamber located in the hollow body 3. The working chamber consists of three embedded parts - the upper embedded part 9, the middle embedded part 10 and the lower embedded part 11 with a common axial channel welded into the elastic elements 12 (figure 2). The upper embedded part 9 is pressed against the shoulder 6 of the hollow body 3 with a union nut 5 through the spacer sleeve 13 and has an end threaded hole with a grease fitting 15 installed in it and an inclined channel 16 directed towards the hollow body. The middle embedded part 10 has four radial threaded holes 17 (figure 3).

Устройство содержит механизм разрушения, коаксиально установленный в полом корпусе 3. Механизм разрушения включает полый соединительный шток 18, внутреннюю ударную коронку 19, закрепленную на нем, и клапан 20. Клапан 20 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения. Внутренняя ударная коронка 19 снабжена торцовыми зубьями 21 и имеет наклонные, направленные вниз и вверх радиальные каналы 22, 23 (фиг.4). Наклонные, направленные вверх радиальные отверстия 8 наружной ударной коронки 4 выполнены длиной, обеспечивающей их совмещение с наклонными, направленными вверх радиальными каналами 23 внутренней ударной коронки 19 при нахождении механизма разрушения в крайнем нижнем положении.The device comprises a fracture mechanism coaxially mounted in the hollow body 3. The fracture mechanism includes a hollow connecting rod 18, an internal impact crown 19 mounted on it, and a valve 20. The valve 20 is mounted with limited axial movement. The inner impact crown 19 is provided with end teeth 21 and has inclined radial channels 22, 23 directed down and up (Fig. 4). The inclined upward radial holes 8 of the outer impact crown 4 are made in length, ensuring their alignment with the inclined upward radial channels 23 of the inner impact crown 19 when the fracture mechanism is in its lowest position.

Устройство содержит полую разгрузочную штангу 24, соосно установленную в полом корпусе 3, жестко связанную с переходным модулем. Полая разгрузочная штанга 24 имеет два ряда сквозных продольных пазов 25.The device comprises a hollow discharge rod 24, coaxially mounted in the hollow body 3, rigidly connected with the transition module. The hollow unloading rod 24 has two rows of through longitudinal grooves 25.

Нижняя закладная деталь 11 рабочей камеры выполнена с выступом 26 в нижней части, связанным резьбовым соединением с полым соединительным штоком 18 механизма разрушения. Внутренняя поверхность нижней закладной детали 11 в средней части выполнена в виде седла 27 под клапан 20 механизма разрушения. Клапан 20 механизма разрушения установлен в полости разгрузочной штанги 24 и имеет два ряда сквозных продольных пазов 28. В радиальных резьбовых отверстиях 17 средней закладной детали 10 рабочей камеры установлены штифты 29, свободные концы которых сквозь верхний ряд сквозных продольных пазов 25 полой разгрузочной штанги 24 размещены в верхнем ряду сквозных продольных пазов 28 клапана 20.The lower embedded part 11 of the working chamber is made with a protrusion 26 in the lower part, connected by a threaded connection to the hollow connecting rod 18 of the fracture mechanism. The inner surface of the lower embedded part 11 in the middle part is made in the form of a seat 27 under the valve 20 of the destruction mechanism. The valve 20 of the destruction mechanism is installed in the cavity of the unloading rod 24 and has two rows of through longitudinal grooves 28. In the radial threaded holes 17 of the middle embedded part 10 of the working chamber, pins 29 are installed, the free ends of which through the upper row of through longitudinal grooves 25 of the hollow unloading rod 24 are placed in the upper row of through longitudinal grooves 28 of the valve 20.

Количество сквозных продольных пазов 25, 28 полой разгрузочной штанги 24 и клапана 20 механизма разрушения, количество резьбовых отверстий 17 в средней закладной детали 10 рабочей камеры и соответственно количество штифтов 29 выполняют исходя из конструктивных размеров и осевых растягивающих усилий.The number of through longitudinal grooves 25, 28 of the hollow discharge rod 24 and the valve 20 of the destruction mechanism, the number of threaded holes 17 in the middle embedded part 10 of the working chamber and, accordingly, the number of pins 29 are performed based on the structural dimensions and axial tensile forces.

А количество наклонных, направленных вверх и вниз радиальных каналов 23, 22 внутренней ударной коронки 19, рассчитывают в зависимости от типоразмера устройства.And the number of inclined, directed up and down radial channels 23, 22 of the inner impact crown 19, is calculated depending on the size of the device.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство спускают в скважину на колонне гибких труб до контакта наружной ударной коронки 4 с песчаной пробкой. Подают рабочий агент, в качестве которого могут быть использованы высокоаэрированные растворы, пенные системы или газ. Клапан 20 механизма разрушения находится в седле 27 нижней закладной детали 11 рабочей камеры, перекрывая тем самым проходное сечение седла. Рабочий агент через канал полого штока 1 и полой разгрузочной штанги 24 через сквозные продольные пазы 25 в полой разгрузочной штанге 24 и сквозные продольные пазы 28 в клапане 20 передает давление на эластичные элементы 12 рабочей камеры. Эластичные элементы 12 деформируются в радиальном направлении и растягиваются в осевом направлении, обеспечивая при этом повышение давления в рабочей камере, пропорционально относительному растяжению эластичных элементов 12. Необходимость повышения давления в устройстве обосновывается большими потерями рабочего давления в колонне гибких труб, что приводит к снижению гидродинамического эффекта размыва песчаной пробки и снижению мощности ударных воздействий на пробку, а малые расходы рабочего агента не позволяют создавать необходимые скорости для выноса продуктов разрушения из скважины.The device is lowered into the well on a string of flexible pipes until the external impact crown 4 contacts the sand plug. Submit a working agent, which can be used highly aerated solutions, foam systems or gas. The valve 20 of the destruction mechanism is located in the seat 27 of the lower embedded part 11 of the working chamber, thereby blocking the passage section of the seat. The working agent through the channel of the hollow rod 1 and the hollow discharge rod 24 through the through longitudinal grooves 25 in the hollow discharge rod 24 and the through longitudinal grooves 28 in the valve 20 transfers pressure to the elastic elements 12 of the working chamber. The elastic elements 12 are deformed in the radial direction and stretched in the axial direction, while providing an increase in pressure in the working chamber in proportion to the relative stretching of the elastic elements 12. The need to increase the pressure in the device is justified by large losses of working pressure in the string of flexible pipes, which reduces the hydrodynamic effect erosion of the sand cork and a decrease in the power of impacts on the cork, and the low costs of the working agent do not allow creating the necessary removal rate for destruction of products well.

Накапливание кинетической энергии происходит за счет упругих сил эластичных элементов 12. Растягивающее усилие в эластичном элементе 12 определяется произведением площади его поперечного сечения на напряжение, возникающее в указанном сечении. В свою очередь напряжение в поперечном сечении эластичного элемента 12 будет зависеть от относительного его удлинения по прямой зависимости до предельно допустимого напряжения. Зависимость отражается графически (фиг.5), приняв за расчетную величину относительное удлинение, определяют величину создаваемого напряжения в поперечном сечении. Давление, создаваемое в рабочей камере при работе, будет определяться величиной рабочей площади поперечного сечения эластичного элемента 12.The accumulation of kinetic energy occurs due to the elastic forces of the elastic elements 12. The tensile force in the elastic element 12 is determined by the product of its cross-sectional area by the stress arising in the specified section. In turn, the stress in the cross section of the elastic element 12 will depend on its relative elongation in direct relation to the maximum allowable stress. The dependence is reflected graphically (figure 5), taking the relative elongation as the calculated value, determine the magnitude of the generated voltage in the cross section. The pressure generated in the working chamber during operation will be determined by the size of the working cross-sectional area of the elastic element 12.

Нижняя закладная деталь 11 рабочей камеры и эластичный элемент 12, соединяющий ее со средней закладной деталью 10, двигаются с большой скоростью вниз, приводя к поступательному ударному движению через полый соединительный шток 18 внутреннюю ударную коронку 19. В рабочей камере клапан 20 механизма разрушения двигается одновременно вниз в седле 27 нижней закладной детали 11 относительно полой разгрузочной штанги 24 и при выборе свободного хода (момент посадки верхних торцов сквозных продольных пазов 28 клапана 20 на штифты 29, установленные в резьбовых отверстиях средней закладной детали 10) останавливается. Нижняя закладная деталь 11 продолжает движение вниз, что приводит к открытию осевого канала седла, обеспечивающего гидроудар струями рабочего агента через наклонные, направленные вниз радиальные каналы внутренней ударной коронки 19, и совмещению наклонных направленных вверх радиальных каналов 23 внутренней ударной коронки 19 с радиальными отверстиями 8 наружной ударной коронки 4. Рабочий агент с повышенным давлением и большой скоростью по осевому каналу полого соединительного штока 18 выбрасывается через наклонные, направленные вверх радиальные каналы 23 внутренней ударной коронки 19 и наклонные, направленные вверх радиальные отверстия 8 наружной ударной коронки 4. Выброс рабочего агента происходит в импульсном режиме в направлении выноса частиц продуктов разрушения, создается веерный гидравлический пакер, способствующий качественному захвату и выносу продуктов разрушения песчаной пробки из скважины.The lower embedded part 11 of the working chamber and the elastic element 12 connecting it to the middle embedded part 10 move with great speed down, resulting in a translational shock movement through the hollow connecting rod 18 of the inner impact crown 19. In the working chamber, the valve 20 of the fracture mechanism moves down simultaneously in the saddle 27 of the lower embedded part 11 relative to the hollow discharge rod 24 and when choosing a free play (the moment of landing of the upper ends of the through longitudinal grooves 28 of the valve 20 on the pins 29 installed in the threads the holes of the middle embedded part 10) stops. The lower embedded part 11 continues to move downward, which leads to the opening of the axial channel of the saddle, providing a water hammer by the jets of the working agent through the inclined downward radial channels of the internal impact crown 19, and the combination of the inclined upward radial channels 23 of the internal impact crown 19 with the radial holes 8 of the external shock crowns 4. A working agent with high pressure and high speed along the axial channel of the hollow connecting rod 18 is ejected through the inclined upward rad the channels 23 of the inner impact crown 19 and the inclined upward radial holes 8 of the outer impact crown 4. The working agent is pulsed in the direction of the removal of particles of fracture products, a fan-shaped hydraulic packer is created that facilitates high-quality capture and removal of fracture products of the sand plug from the well .

Происходит сброс давления в рабочей камере и внутренняя ударная коронка 19, полый соединительный шток 18 и нижняя закладная деталь 11 рабочей камеры внутренними упругими силами эластичного элемента 12 рабочей камеры возвращаются в исходное положение. Упругие силы эластичного элемента 12 превышают значение сил, создаваемых давлением рабочего агента, что обеспечивает надежность работы устройства. Масленка 15, установленная в торцовом резьбовом отверстии 14 верхней закладной детали 9, обеспечивает заполнение смазывающим материалом пространства между стенкой корпуса и эластичными элементами 12 по наклонному каналу 16. Смазывающий материал снижает силы трения, возникающие между ними, обеспечивая надежность работы устройства. Заполнение смазывающим материалом указанного пространства осуществляется в момент монтирования устройства. Уплотнительные резиновые кольца, установленные в верхней 9 и нижней 11 закладных деталях, предотвращают вытеснение смазывающего агента.There is a pressure relief in the working chamber and the inner impact crown 19, the hollow connecting rod 18 and the lower embedded part 11 of the working chamber by the internal elastic forces of the elastic element 12 of the working chamber are returned to their original position. The elastic forces of the elastic element 12 exceed the value of the forces created by the pressure of the working agent, which ensures the reliability of the device. An oiler 15 installed in the end threaded hole 14 of the upper embedded part 9 ensures that the lubricant material fills the space between the housing wall and the elastic elements 12 along the inclined channel 16. The lubricant reduces the friction forces arising between them, ensuring the reliability of the device. The filling of the specified space with lubricant is carried out at the time of installation of the device. The rubber sealing rings installed in the upper 9 and lower 11 embedded parts prevent the displacement of the lubricant.

Клапан 20 механизма разрушения садится в седло 27 нижней закладной детали 11, перекрывая осевой канал седла 27.The valve 20 of the destruction mechanism sits in the seat 27 of the lower embedded part 11, blocking the axial channel of the seat 27.

В момент накопления энергии в рабочей камере средняя закладная деталь 10 сохраняет исходное положение, что достигается наличием в ней радиальных резьбовых отверстий 17 и благодаря расположению и конструктивному выполнению полой разгрузочной штанги 24, позволяющих обеспечить опору штифтов 29, установленных в указанных радиальных резьбовых отверстиях 17, на нижние торцы сквозных продольных пазов 25 верхнего ряда полой разгрузочной штанги 24.At the time of energy storage in the working chamber, the middle embedded part 10 maintains its original position, which is achieved by the presence of radial threaded holes 17 in it and due to the location and constructive execution of the hollow unloading rod 24, which provide support for the pins 29 installed in these radial threaded holes 17, on lower ends of the through longitudinal grooves 25 of the upper row of the hollow discharge rod 24.

Одновременно с движением нижней закладной детали 4 происходит осевое перемещение верхней закладной детали 9 вверх, которая через распорную втулку 13 передает движение накидной гайке 5, полому корпусу 3 и наружной ударной коронке 4. Последние, преодолевая усилие пружины, занимают крайнее верхнее положение, а при сбросе давления в рабочей камере с большой скоростью опускаются вниз, производя удар наружной ударной коронкой 4 по песчаной пробке.Simultaneously with the movement of the lower embedded part 4, the upper embedded part 9 is axially moved upward, which, through the expansion sleeve 13, transmits the movement to the union nut 5, the hollow body 3 and the external impact crown 4. The latter, overcoming the spring force, occupy the highest position, and when reset the pressure in the working chamber is lowered at high speed, impacting the external impact crown 4 on the sand cork.

При перекрытии клапаном 20 механизма разрушения осевого канала седла 27 нижней закладной детали 11 весь рабочий процесс повторяется.When the valve 20 closes the mechanism of destruction of the axial channel of the saddle 27 of the lower embedded part 11, the entire working process is repeated.

Таким образом, конструктивное выполнение рабочей камеры и ее взаимосвязь с другими элементами устройства позволяют за один рабочий цикл подъема и сброса давления в ней наносить два мощных удара по песчаной пробке, так как при движении внутренней ударной коронки 19 вниз наружная ударная коронка 4 поднимается вверх, при движении внутренней ударной коронки 19 вверх наружная ударная коронка 4 движется вниз. Происходит эффективное разрушение песчаной пробки, определяемое силой удара, а также мощностью струи, производящей как разрушение, так и качественную очистку.Thus, the design of the working chamber and its relationship with other elements of the device allow for one powerful cycle of lifting and depressurizing it to deliver two powerful blows to the sand plug, since when the inner impact crown 19 moves down, the outer impact crown 4 rises up, the movement of the inner impact crown 19 upward, the outer impact crown 4 moves down. There is an effective destruction of the sand cork, determined by the impact force, as well as the power of the jet, which produces both destruction and high-quality cleaning.

Устройство для очистки скважины от песчаной пробки является составной частью комплекса оборудования, обеспечивающего выполнение работ по ремонту скважин различного назначения с использованием колонны гибких труб. При работе с колонной гибких труб условным диаметром 38 мм используют устройство массой (нетто) 14,8 кг, имеющее следующие габариты:A device for cleaning a well from sand plugs is an integral part of a complex of equipment that ensures the repair of wells for various purposes using a string of flexible pipes. When working with a string of flexible pipes with a nominal diameter of 38 mm, a device weighing 14.8 kg is used, having the following dimensions:

длина, ммlength mm 680680 наружный диаметр, ммouter diameter mm 76.76.

В полой разгрузочной штанге 24 выполнены 2 ряда сквозных продольных пазов по 4 в каждом. Количество резьбовых отверстий в средней закладной детали 10 рабочей камеры и соответственно количество штифтов 29, а также количество сквозных продольных пазов 28 клапана 20 механизма разрушения в каждом ряду равно 4. Внутренняя ударная коронка 19 имеет 8 наклонных, направленных вверх 23 и вниз 22 радиальных каналов. Наружная ударная коронка 4 имеет 8 наклонных, направленных вверх радиальных отверстий 8, выполненных длиной 56 мм.In the hollow discharge bar 24, 2 rows of through longitudinal grooves of 4 in each are made. The number of threaded holes in the middle embedded part 10 of the working chamber and, accordingly, the number of pins 29, as well as the number of through longitudinal grooves 28 of the valve 20 of the fracture mechanism in each row, is 4. The internal impact crown 19 has 8 inclined radial channels upward 23 and downward 22. The outer impact crown 4 has 8 inclined, upwardly directed radial holes 8, made 56 mm long.

Все места, требующие герметичности, уплотняют резиновыми кольцами, выполненными по ГОСТ 9833-73.All places requiring tightness are sealed with rubber rings made in accordance with GOST 9833-73.

Эластичные элементы 12 рабочей камеры выполняют из резины марки 7-57-2012 группы VI-1б-10 по ТУ 2512-046-00152081-2003. Из характеристики упругости эластичного элемента 12 имеют зависимость относительного удлинения от напряжения в поперечном сечении эластичного элемента 12 до предельно допустимого значения. По графику (фиг.5) фактическое относительное удлинение составляет 450%, предельное напряжение при этом 210 кг/см2. При относительном удлинении 300% напряжение в поперечном сечении равно 140 кг/см2. Растягивающее усилие в эластичном элементе 12 определяют по формулеThe elastic elements 12 of the working chamber are made of rubber grade 7-57-2012 of group VI-1b-10 according to TU 2512-046-00152081-2003. From the elasticity characteristics of the elastic element 12, the relative elongation is dependent on the stress in the cross section of the elastic element 12 to the maximum permissible value. According to the schedule (figure 5), the actual relative elongation is 450%, the ultimate stress is 210 kg / cm 2 . With a relative elongation of 300%, the stress in the cross section is 140 kg / cm 2 . The tensile force in the elastic element 12 is determined by the formula

Fpp·Sэл,F p = σ p · S el ,

где Fp - растягивающее усилие, кг,where F p - tensile force, kg,

σp - напряжение в поперечном сечении эластичного элемента, кг/см2,σ p - stress in the cross section of the elastic element, kg / cm 2 ,

Sэл - площадь поперечного сечения эластичного элемента, см2.S el - the cross-sectional area of the elastic element, cm 2 .

Fp=140·13,4=1876 кг.F p = 14013.4 = 1876 kg.

В рабочей камере в процессе работы создается давление, определяемое по формулеIn the working chamber during operation, pressure is created, determined by the formula

Pв=Fp/Sp,P in = F p / S p ,

где Pв - давление в рабочей камере при работе, кг,where P in - pressure in the working chamber during operation, kg,

Sp - рабочая площадь, которая образуется в рабочей камере при работе, см2,S p is the working area, which is formed in the working chamber during operation, cm 2 ,

Pв=1876/23,4=80 кг/см2.P in = 1876 / 23.4 = 80 kg / cm 2 .

Это давление обеспечивает создание мощной гидромониторной струи и удары внутренней 19 и наружной 4 ударных коронок, эффективно разрушающих песчаную пробку, а также осуществление качественной очистки от продуктов разрушения.This pressure provides the creation of a powerful jet monitor and impacts of the inner 19 and outer 4 shock crowns, effectively destroying the sand plug, as well as the implementation of high-quality cleaning of the destruction products.

Нами не обнаружены источники патентной документации и научно-технической литературы, описывающие сведения о влиянии отличительных признаков устройства на достигаемый технический результат. Техническое решение явным образом не следует из уровня техники, т.е. соответствует условию "изобретательский уровень".We have not found sources of patent documentation and scientific and technical literature describing information about the influence of the distinctive features of the device on the achieved technical result. The technical solution does not explicitly follow from the prior art, i.e. meets the condition of "inventive step".

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности, так как является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.The claimed technical solution meets the condition of patentability, as it is new, has an inventive step and is industrially applicable.

Claims (1)

Устройство для очистки скважины от песчаной пробки, содержащее переходный модуль, полый корпус, жестко соединенный в нижней части с наружной ударной коронкой, снабженной торцовыми зубьями и имеющей наклонные, направленные вверх радиальные отверстия, подпружиненный относительно переходного модуля через переводник, рабочую камеру, расположенную в полом корпусе, и механизм разрушения, коаксиально установленный в полом корпусе, включающий полый соединительный шток, внутреннюю ударную коронку, снабженную торцовыми зубьями и имеющую наклонные, направленные вниз радиальные каналы, закрепленную на полом соединительном штоке, и клапан, установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения, отличающееся тем, что дополнительно содержит полую разгрузочную штангу, соосно установленную в полом корпусе, жестко связанную с переходным модулем и имеющую два ряда сквозных продольных пазов, а переходный модуль состоит из полого штока с ограничительной гайкой, причем полый корпус имеет на внутренней поверхности бурт, а переводник выполнен в виде накидной гайки, при этом рабочая камера состоит из трех закладных деталей с общим осевым каналом, вваренных в эластичные элементы, при этом верхняя закладная деталь поджата к бурту полого корпуса накидной гайкой через распорную втулку и имеет торцовое резьбовое отверстие с установленной в нем масленкой и наклонным каналом, направленным к полому корпусу, средняя закладная деталь имеет радиальные резьбовые отверстия, а нижняя закладная деталь выполнена с выступом в нижней части, связанным резьбовым соединением с полым соединительным штоком механизма разрушения, при этом внутренняя поверхность нижней закладной детали в средней части выполнена в виде седла под клапан механизма разрушения, а внутренняя ударная коронка механизма разрушения имеет наклонные, направленные вверх радиальные каналы, причем наклонные, направленные вверх радиальные отверстия наружной ударной коронки выполнены длиной, обеспечивающей их совмещение с наклонными, направленными вверх радиальными каналами внутренней ударной коронки при нахождении механизма разрушения в крайнем нижнем положении, при этом клапан механизма разрушения установлен в полости разгрузочной штанги и имеет два ряда сквозных продольных пазов, причем в радиальных резьбовых отверстиях средней закладной детали рабочей камеры установлены штифты, свободные концы которых сквозь верхний ряд сквозных продольных пазов полой разгрузочной штанги размещены в верхнем ряду сквозных продольных пазов клапана. A device for cleaning a well from a sand plug containing a transition module, a hollow body rigidly connected in the lower part to an external impact crown equipped with end teeth and having inclined upward radial holes spring-loaded relative to the transition module through an adapter, a working chamber located in the floor case, and the destruction mechanism, coaxially mounted in the hollow body, including a hollow connecting rod, an internal impact crown, equipped with end teeth and having a slope downward radial channels mounted on a hollow connecting rod and a valve mounted with limited axial movement, characterized in that it further comprises a hollow discharge rod coaxially mounted in the hollow body, rigidly connected to the transition module and having two rows of through longitudinal grooves, and the adapter module consists of a hollow rod with a restrictive nut, and the hollow body has a collar on the inner surface, and the sub is made in the form of a union nut, while The chamber consists of three embedded parts with a common axial channel welded into elastic elements, while the upper embedded part is pressed against the shoulder of the hollow body with a union nut through the spacer sleeve and has an end threaded hole with a grease fitting installed in it and an inclined channel directed towards the hollow body , the middle embedded part has radial threaded holes, and the lower embedded part is made with a protrusion in the lower part, connected by a threaded connection to the hollow connecting rod of the fracture mechanism, when the inner surface of the lower embedded part in the middle part is made in the form of a saddle under the valve of the fracture mechanism, and the inner impact crown of the fracture mechanism has inclined upward radial channels, and inclined upward radial holes of the external impact crown are made in length, ensuring their combination with inclined directed upward by the radial channels of the inner impact crown when the fracture mechanism is in its lowest position, while the valve of the fracture mechanism pins are installed in the cavity of the discharge rod and has two rows of through longitudinal grooves, and pins are installed in the radial threaded holes of the middle embedded part of the working chamber, the free ends of which through the upper row of through longitudinal grooves of the hollow discharge rod are placed in the upper row of the through longitudinal grooves of the valve.
RU2010151771/03A 2010-12-16 2010-12-16 Device for well cleaning from sand pack RU2455462C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151771/03A RU2455462C1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Device for well cleaning from sand pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151771/03A RU2455462C1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Device for well cleaning from sand pack

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2455462C1 true RU2455462C1 (en) 2012-07-10

Family

ID=46848602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010151771/03A RU2455462C1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Device for well cleaning from sand pack

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2455462C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780984C1 (en) * 2022-05-05 2022-10-04 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Device for cleaning the bottom and flushing the wellbore

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU52913U1 (en) * 2005-11-17 2006-04-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR CLEANING A WELL FROM A SAND STOCK
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
RU2315174C1 (en) * 2006-05-22 2008-01-20 Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (ОАО "СевКавНИПИгаз" ОАО "Газпром") Device for sand plug removal from well
CN101806203A (en) * 2010-03-31 2010-08-18 重庆大学 High-pressure hydraulic rotary plug-removing device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU52913U1 (en) * 2005-11-17 2006-04-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR CLEANING A WELL FROM A SAND STOCK
RU2315174C1 (en) * 2006-05-22 2008-01-20 Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (ОАО "СевКавНИПИгаз" ОАО "Газпром") Device for sand plug removal from well
CN101806203A (en) * 2010-03-31 2010-08-18 重庆大学 High-pressure hydraulic rotary plug-removing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780984C1 (en) * 2022-05-05 2022-10-04 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Device for cleaning the bottom and flushing the wellbore

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102536121A (en) Pulse type underground pressurization jet flow drilling method and device
US2661928A (en) Hammer drill
RU2004123611A (en) POWER TRANSMISSION MECHANISM DRIVED BY MOTION OF A FLUID IMPACTOR AND THEIR USE
RU2550119C1 (en) Hydraulic impact device
CN103161427A (en) Multifunctional continuous circulating safety valve
RU2303121C2 (en) Hydraulic percussion means for sand plug removal from well
CN110295847B (en) Well drilling effect lifting device with anti-falling mechanism
CN102155177B (en) Wire-line core drilling hydraulic impactor
RU2586122C2 (en) Hydropercussion device
RU2373378C2 (en) Method for well cleaning from proppant plug
RU2448230C1 (en) Hydraulic impact device
RU2455462C1 (en) Device for well cleaning from sand pack
US7878251B2 (en) Multiple stage tool for use with plunger lift
RU108084U1 (en) Borehole diverter
RU2315174C1 (en) Device for sand plug removal from well
RU2457316C1 (en) Device for well cleaning from sand plug
WO2021164091A1 (en) Circumferential impact drill anti-jamming device and method
RU2242585C1 (en) Device for cleaning well from sand obstruction
RU124304U1 (en) DRILLING HYDROMECHANICAL SHOCK MECHANISM OF BILATERAL ACTION
CN105863558A (en) Anti-corrosion flow guide device for well hole
RU178909U1 (en) Hydraulic nozzle
CN106968936B (en) Ball-throwing type fixed valve
CN210396697U (en) Cartoon scraping prevention device for underground pipe column
CN202249868U (en) Pressing type sleeve reversing device
RU2446271C2 (en) Hydraulic impact device

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180608