RU2550119C1 - Hydraulic impact device - Google Patents
Hydraulic impact device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2550119C1 RU2550119C1 RU2014112745/03A RU2014112745A RU2550119C1 RU 2550119 C1 RU2550119 C1 RU 2550119C1 RU 2014112745/03 A RU2014112745/03 A RU 2014112745/03A RU 2014112745 A RU2014112745 A RU 2014112745A RU 2550119 C1 RU2550119 C1 RU 2550119C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hollow rod
- axial channel
- annular
- channel
- annular piston
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для разрушения и удаления песчано-глинистых и мостовых пробок в осевом канале лифтовой колонны труб и стволе скважины.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to devices for the destruction and removal of sand-clay and bridge plugs in the axial channel of the pipe tubing and the wellbore.
Известно Гидроударное устройство для очистки скважины от песчаной пробки (см. пат. РФ №2303121, М кл. E21B 37/00, опубл. 20.07.2007 г., бюлл. №20).Known hydropercussion device for cleaning wells from sand plugs (see US Pat. RF №2303121, M CL E21B 37/00, publ. 20.07.2007, bull. No. 20).
Устройство содержит полый корпус с циркуляционными отверстиями, седло, торцовый клапан, кольцевой поршень, жестко закрепленный на полом подпружиненном штоке, установленными в осевом канале полого корпуса, коронку с торцовыми зубьями, дросселем и гидромониторной насадкой. Седло установлено между корпусом и переходником, относительно которого подпружинен полый шток, проходящий в осевой канал переходника и осевой канал седла. Коронка связана с кольцевым поршнем, образующим с седлом торцовый клапан. Поршень установлен с возможностью перекрытия циркуляционных отверстий корпуса. Кольцевой зазор между штоком и переходником постоянно гидравлически связан с осевым каналом штока и седла.The device comprises a hollow body with circulation holes, a saddle, an end valve, an annular piston rigidly mounted on a hollow spring-loaded rod installed in the axial channel of the hollow body, a crown with end teeth, a throttle and a hydraulic nozzle. A saddle is installed between the housing and the adapter, with respect to which a hollow rod springing into the axial channel of the adapter and the axial channel of the saddle is spring loaded. The crown is connected with an annular piston forming a mechanical valve with a seat. The piston is installed with the possibility of overlapping circulation openings of the housing. The annular gap between the rod and the adapter is constantly hydraulically connected to the axial channel of the rod and seat.
Устройство на гибкой колонне труб спускается в осевой канал лифтовой колонны труб до уровня расположения песчано-глинистой пробки. При подаче избыточного давления рабочей жидкости она поступает в осевой канал корпуса, откуда через циркуляционные отверстия в полом штоке подается в осевой канал коронки. Часть расхода рабочей жидкости постоянно подается на поверхность песчаной пробки. Часть через перепускные отверстия подается в кольцевую камеру вращающейся насадки, с выбросом через тангенциальные каналы на поверхность пробки. С ростом давления рабочей жидкости в осевом канале гибкой колонны труб последнее воспринимается площадью сечения кольцевого поршня, который при расчетном перепаде давления отрывается от седла и перемещается вниз в направлении пробки, с воздействием на ее поверхность. При этом кольцевой поршень проходит мимо циркуляционных отверстий в корпусе, что приводит к подаче рабочей жидкости в полость скважины с увеличенным расходом. В осевом канале корпуса происходит снижение давления, что служит командой для возврата кольцевого поршня вместе с коронкой в исходное положение, с прекращением свободного сброса рабочей жидкости в скважину минуя осевой канал коронки. Вновь происходит набор давления, с повторением рабочего цикла. К недостаткам конструкции следует отнести:The device on a flexible pipe string descends into the axial channel of the pipe pipe riser to the level of the sand-clay plug location. When applying excess pressure to the working fluid, it enters the axial channel of the housing, from where it is fed into the axial channel of the crown through the circulation holes in the hollow stem. Part of the flow rate of the working fluid is constantly supplied to the surface of the sand cork. Part through the bypass holes is fed into the annular chamber of the rotating nozzle, with the release through the tangential channels to the surface of the tube. With increasing pressure of the working fluid in the axial channel of the flexible pipe string, the latter is perceived as the cross-sectional area of the annular piston, which, when the pressure drop is calculated, breaks away from the seat and moves downward in the direction of the plug, with an impact on its surface. In this case, the annular piston passes by the circulation holes in the housing, which leads to the supply of working fluid into the well cavity with an increased flow rate. In the axial channel of the housing, pressure decreases, which serves as a command to return the annular piston together with the crown to its original position, with the termination of the free discharge of the working fluid into the well bypassing the axial channel of the crown. Again there is a set of pressure, with a repetition of the duty cycle. The disadvantages of the design include:
- нерациональный постоянный расход рабочей жидкости через дросселирующий канал коронки и тангенциальные каналы вращающейся насадки;- irrational constant flow rate of the working fluid through the throttling channel of the crown and the tangential channels of the rotating nozzle;
- при необходимости обеспечения выноса механических частиц на поверхность объем подачи рабочей жидкости по гибкой колонне труб и через устройство зачастую бывает недостаточен для создания необходимой скорости восходящего потока в межтрубном пространстве скважины. Это ограничение по расходу рабочей жидкости не позволяет эффективно обеспечить вынос механических частиц. Применение пенных систем может обеспечить вынос этих частиц на поверхность, но пенные системы не могут быть прокачаны по осевому каналу гибкой колонны труб из-за больших гидравлических потерь.- if it is necessary to ensure the removal of mechanical particles to the surface, the volume of the working fluid supply through the flexible pipe string and through the device is often insufficient to create the necessary upward flow velocity in the annulus of the well. This restriction on the flow rate of the working fluid does not allow to effectively ensure the removal of mechanical particles. The use of foam systems can ensure the removal of these particles to the surface, but foam systems cannot be pumped along the axial channel of a flexible pipe string due to large hydraulic losses.
Известна конструкция гидравлического ударного устройства (см. пат. РФ №2448230, М кл. E21B 4/14, опубл. 20.04.2012 г.).A known design of a hydraulic percussion device (see US Pat. RF No. 2448230,
Устройство предназначено для бурения мелких скважин, а также для разрушения цементных мостов.The device is designed for drilling small wells, as well as for the destruction of cement bridges.
Устройство состоит из разъемного корпуса, снабженного седлом, подпружиненным торцовым клапаном, подпружиненным толкателем в осевом канале седла, верхнего переходника и гайки. Оно снабжено стаканом с седлом в осевом канале, установленным в разъемном корпусе, с образованием между ними кольцевой камеры, и подпружиненным кольцевым поршнем с полым штоком с внутренним кольцевым выступом, образующим со стаканом кольцевую камеру, связанную с кольцевой камерой между стаканом и разъемным корпусом.The device consists of a detachable body equipped with a seat, a spring-loaded mechanical valve, a spring-loaded pusher in the axial channel of the seat, the upper adapter and the nut. It is equipped with a glass with a saddle in the axial channel mounted in the detachable body, with the formation of an annular chamber between them, and a spring-loaded annular piston with a hollow rod with an internal annular protrusion, forming with the glass an annular chamber connected with the annular chamber between the glass and the detachable body.
Седло снабжено продольными пазами на внутренней поверхности и подпружиненным ступенчатым толкателем в осевом канале, с опорой на кольцевой упор в осевом канале торцового клапана, который взаимодействует с кольцевым поршнем и кольцевым выступом полого штока, с образованием камеры, связанной радиальным каналом с кольцевой камерой под кольцевым поршнем.The saddle is provided with longitudinal grooves on the inner surface and a spring-loaded step pusher in the axial channel, supported by an annular stop in the axial channel of the end valve, which interacts with the annular piston and the annular protrusion of the hollow rod, with the formation of a chamber connected by a radial channel with the annular chamber under the annular piston .
Стакан снабжен клапаном в расточке, в месте расположения дросселя, который выполнен с возможностью связи осевого канала верхнего переходника с кольцевой камерой между стаканом и разъемным корпусом.The glass is equipped with a valve in the bore, at the location of the throttle, which is configured to connect the axial channel of the upper adapter with the annular chamber between the glass and the detachable body.
Подпружиненный торцовый клапан снабжен отверстием, выполненным с возможностью связи дренажной камеры, в теле кольцевого поршня с его осевым каналом.The spring-loaded mechanical valve is provided with an opening configured to connect the drainage chamber in the body of the annular piston with its axial channel.
Полый шток снабжен удлинителем с присоединительной резьбой, пропущенным в осевой канал гайки, выполненным квадратным.The hollow rod is equipped with an extension with a connecting thread, passed into the axial channel of the nut, made square.
Работа гидравлического ударного устройства.Hydraulic impact device operation.
Устройство в сборе на бурильной колонне труб вводится в скважину. Подсоединяют насосный агрегат и сообщают вращательное движение. При подаче рабочей жидкости в осевой канал переводника она через дроссель поступает в кольцевую камеру, с передачей в кольцевую камеру под кольцевым поршнем, из которой рабочая жидкость через радиальные каналы в теле полого штока подается в камеру под ступенчатым торцовым клапаном. При росте давления в осевом канале переходника оно действует на ступенчатый торцовый клапан, поджимаемый к седлу пружиной. Толкатель под действием перепада давления отрывается от седла и входит в торцовый контакт с опорным кольцом в торцовом клапане, со сжатием пружины. Это приводит к его резкому перемещению относительно кольцевого поршня, который избыточным давлением рабочей жидкости, действующим на всю площадь, перемещается вниз относительно кольцевого поршня, который вместе с полым штоком и удлинителем резко перемещается вниз с воздействием на поверхность пробки.The device assembly on the drill pipe string is inserted into the well. The pump unit is connected and rotational movement is reported. When the working fluid is fed into the axial channel of the sub, it enters the annular chamber through the throttle, with transmission to the annular chamber under the annular piston, from which the working fluid is fed through the radial channels in the body of the hollow rod under the stepped end valve. With increasing pressure in the axial channel of the adapter, it acts on the stepped end valve, which is pressed against the seat by a spring. The pusher, under the action of a differential pressure, breaks away from the seat and engages in mechanical contact with the support ring in the mechanical valve, with compression of the spring. This leads to its abrupt movement relative to the annular piston, which, by the excess pressure of the working fluid acting over the entire area, moves downward relative to the annular piston, which, together with the hollow rod and extension, sharply moves downward with the impact on the surface of the plug.
При открытии торцового клапана жидкость поступает в дренажную камеру, откуда через отверстия поступает в осевой канал удлинителя и далее к отверстиям в долоте. Одновременно рабочая жидкость из камеры через радиальный канал в теле кольцевого поршня перетекает в кольцевую камеру, откуда перетекает в кольцевую камеру под телом дросселя, и, далее, вытекает через открытый клапан в осевой канал переходника с падением давления в системе.When opening the end valve, the fluid enters the drainage chamber, from where it enters the axial channel of the extension cord through the holes and then to the holes in the bit. At the same time, the working fluid from the chamber through the radial channel in the body of the annular piston flows into the annular chamber, from where it flows into the annular chamber under the throttle body, and then flows through an open valve into the axial channel of the adapter with a pressure drop in the system.
Усилием сжатой пружины толкатель возвращается в исходное положение. Это же происходит и с кольцевым поршнем, который вместе с полым штоком и удлинителем возвращаются в исходное положение.By the force of a compressed spring, the pusher returns to its original position. The same thing happens with the annular piston, which, together with the hollow rod and extension cord, return to their original position.
Клапан вводится в кольцевую проточку в стакане, с частичным перекрытием сечения дросселя.The valve is introduced into the annular groove in the glass, with a partial overlap of the throttle section.
Происходит набор давления в бурильной колонне труб в осевом канале переходника, что является подготовкой к повторению процесса.There is a set of pressure in the drill pipe string in the axial channel of the adapter, which is preparation for the repetition of the process.
К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:
- сложность конструкции в изготовлении, монтаже и эксплуатации;- the complexity of the design in the manufacture, installation and operation;
- высокие гидравлические сопротивления потоку рабочей жидкости;- high hydraulic resistance to the flow of the working fluid;
- невозможно осуществление режима обратной подачи рабочей жидкости через устройство для осуществления выноса механических частиц.- it is impossible to implement a reverse flow of the working fluid through the device for carrying out the removal of mechanical particles.
Известно устройство гидроударное (см. пат. РФ №2446271, М кл. E21B 37/00, опубл. 27.03.2012 г.), принятое за прототип.A hydropercussion device is known (see US Pat. RF No. 2446271, M class E21B 37/00, publ. 03/27/2012), adopted as a prototype.
Устройство предназначено для очистки призабойной зоны скважины от плотных проппантовых пробок.The device is designed to clean the bottom of the well from dense proppant plugs.
Устройство включает корпус со стаканом, соединительный патрубок с седлом, снабженным продольными пазами и дроссельным каналом. Толкатель с перфорированной клеткой шарового клапана, подпружиненного относительно седла, кольцевой поршень с полым штоком.The device includes a housing with a glass, a connecting pipe with a saddle equipped with longitudinal grooves and a throttle channel. Pusher with perforated ball valve cage, spring-loaded relative to the seat, annular piston with a hollow stem.
Кольцевой поршень снабжен торцовым клапаном с конической поверхностью внутри, гильзой, связанной перемычкой с толкателем и установленной в осевом канале штока, при контакте с кольцевым поршнем, в котором выполнены дренажные отверстия. Кольцевая камера между полым штоком и стаканом гидравлически связана с кольцевым зазором между гильзой и полым штоком. Перфорированная клетка свободно установлена в осевом канале толкателя и снабжена опорным выступом и регулировочной гайкой с продольными пазами. Гильза снабжена подпружиненным клапаном в осевом канале, установленным с возможностью перекрытия сливных отверстий в конусной перемычке. Осевой канал соединительного патрубка, над местом расположения клетки, связан дроссельным каналом в седле с кольцевой камерой между стаканом и корпусом, и радиальным отверстием в теле полого штока с кольцевым зазором между гильзой и стаканом.The annular piston is equipped with an end valve with a conical surface inside, a sleeve connected by a jumper with a pusher and installed in the axial channel of the rod, in contact with the annular piston in which the drainage holes are made. The annular chamber between the hollow rod and the glass is hydraulically connected to the annular gap between the sleeve and the hollow rod. The perforated cage is freely installed in the axial channel of the pusher and is equipped with a supporting protrusion and an adjusting nut with longitudinal grooves. 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 of the connecting pipe, above the location of the cage, is connected by a throttle channel in the saddle with an annular chamber between the glass and the body, and a radial hole in the body of the hollow rod with an annular gap between the sleeve and the glass.
Работа устройства.The operation of the device.
На бурильной колонне труб устройство вводится в скважину до уровня расположения проппантовой пробки. Осуществляют подачу рабочей жидкости, которая по продольным пазам в регулировочной гайке поступает в осевой канал соединительного патрубка и далее через продольные пазы в седле подается в кольцевое пространство. Далее через дроссельный канал и проточку поступает в кольцевую камеру. Через радиальные отверстия в теле стакана рабочая жидкость проходит в кольцевую камеру, связанную радиальными отверстиями в теле полого штока, с кольцевым зазором между гильзой и полым штоком и, далее, поступает к сливным отверстиям, перекрываемым клапаном.On the drill pipe string, the device is inserted into the well to the location of the proppant plug. The fluid is supplied, which along the longitudinal grooves in the adjusting nut enters the axial channel of the connecting pipe and then through the longitudinal grooves in the saddle is fed into the annular space. Then through the throttle channel and the groove enters the annular chamber. Through the radial openings in the body of the glass, the working fluid passes into the annular chamber, connected by radial openings in the body of the hollow stem, with an annular gap between the sleeve and the hollow stem, and then flows to the drain openings blocked by the valve.
Расход рабочей жидкости через дроссельный канал превосходит расход по кольцевому зазору между телом гильзы и полым штоком, что приводит к росту давления в осевом канале бурильной колонны и в соединительном патрубке.The flow rate of the working fluid through the throttle channel exceeds the flow rate in the annular gap between the sleeve body and the hollow rod, which leads to an increase in pressure in the axial channel of the drill string and in the connecting pipe.
Шаровой клапан на седле внутри клетки опирает регулировочную гайку на торец опорного седла. Толкатель также воспринимает избыточное давление, что приводит к отходу от контакта гильзы с телом торцового клапана и открытием свободной гидравлической связи кольцевой камеры, через радиальные и сливные отверстия, с осевым каналом гильзы. Это приводит к резкому падению давления рабочей жидкости в кольцевой камере, под кольцевым поршнем, с сохранением воздействия избыточным давлением на кольцевую площадь торцового клапана со стороны кольцевого пространства.The ball valve on the seat inside the cage rests the adjusting nut on the end face of the support seat. The pusher also receives excess pressure, which leads to the departure from the contact of the sleeve with the body of the mechanical valve and the opening of the free hydraulic connection of the annular chamber, through radial and drain holes, with the axial channel of the sleeve. This leads to a sharp drop in the pressure of the working fluid in the annular chamber, under the annular piston, while maintaining the effect of excessive pressure on the annular area of the mechanical valve from the side of the annular space.
Это приводит к резкому перемещению кольцевого поршня с полым штоком вниз, относительно стакана, со сжатием пружины и воздействием породоразрушающим инструментом на поверхность проппантовой пробки. Образуется гидравлическая связь осевого канала корпуса через продольные пазы и кольцевое пространство, дренажные отверстия в теле торцового клапана и сливные отверстия в теле гильзы с ее осевым каналом. Клапан отбрасывается вниз со сжатием пружины, и рабочая жидкость с увеличенным расходом сбрасывается в скважину. Давление в осевом канале снижается, и усилием сжатой пружины торцовый клапан входит во взаимодействие с седлом и прекращает прямую подачу рабочей жидкости к дренажным отверстиям.This leads to a sharp movement of the annular piston with the hollow rod down relative to the cup, with the compression of the spring and the impact of the rock cutting tool on the surface of the proppant plug. Formed hydraulic connection of the axial channel of the housing through the longitudinal grooves and the annular space, drainage holes in the body of the mechanical valve and drain holes in the body of the sleeve with its axial channel. The valve is thrown down with compression of the spring, and the working fluid with an increased flow rate is discharged into the well. The pressure in the axial channel decreases, and with the help of the compressed spring, the end valve interacts with the seat and stops the direct supply of working fluid to the drainage holes.
Толкатель вместе с гильзой возвращается в исходное положение, с поджимом торцового клапана к седлу.The pusher together with the sleeve returns to its original position, with the mechanical valve pressed against the seat.
С ростом давления в осевом канале соединительного патрубка сохраняется подача рабочей жидкости через дроссельный канал в кольцевую камеру, с набором давления во всей конструкции. Расход рабочей жидкости через дроссельный канал превосходит расход рабочей жидкости по кольцевому зазору между гильзой и полым штоком.With increasing pressure in the axial channel of the connecting pipe, the flow of working fluid through the throttle channel into the annular chamber is maintained, with a set of pressure in the entire structure. The flow rate of the working fluid through the throttle channel exceeds the flow rate of the working fluid in the annular gap between the sleeve and the hollow rod.
По мере разрушения проппантовой пробки допускают бурильную колонну труб.As the proppant plug is destroyed, a drill pipe string is allowed.
В случае потери циркуляции, связанной с поглощением рабочей жидкости пластом, осуществляют переключение ее на подачу в затрубное пространство скважины, с обеспечением заданной необходимой скорости восходящего потока в осевом канале бурильной колонны труб.In the event of a loss of circulation associated with the absorption of the working fluid by the formation, it is switched to feed into the annulus of the well, providing the specified required upstream speed in the axial channel of the drill pipe string.
Поток рабочей жидкости с механическими частицами перемещается вверх по осевому каналу гильзы и осевому каналу толкателя к шаровому клапану с открытием его и подачей потока через перфорированную клетку в осевой канал бурильной колонной труб. При этом клетка шарового клапана перемещается вверх в осевом канале толкателя до торцового контакта опорным выступом с конической посадочной поверхностью опорного седла. The flow of the working fluid with mechanical particles moves up the axial channel of the sleeve and the axial channel of the pusher to the ball valve with its opening and the flow through the perforated cage into the axial channel of the drill pipe string. In this case, the ball valve cage moves upward in the axial channel of the pusher until the end contact is made by the support protrusion with the conical seating surface of the support seat.
Клапан при этом процессе усилием сжатой пружины прижимается к конической поверхности, с дополнительным поджатием перепадом давления, что исключает попадание механических частиц внутрь устройства.In this process, the valve is pressed against the conical surface by the force of a compressed spring, with additional pressure being pressed by a pressure drop, which eliminates the ingress of mechanical particles into the device.
После проведения обратной промывки переключают подачу рабочей жидкости с обратной на прямую, с осуществлением повторения процесса разрушения проппантовой пробки.After conducting a backwash, the flow of the working fluid is switched from back to direct, with the proppant tube breaking down being repeated.
К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:
- сложность конструкции в изготовлении, монтаже и эксплуатации;- the complexity of the design in the manufacture, installation and operation;
- наличие высоких гидравлических сопротивлений при протекании потока рабочей жидкости через устройство при рабочем цикле.- the presence of high hydraulic resistance during the flow of the working fluid through the device during the duty cycle.
Технический результат, который может быть получен при реализации предполагаемого изобретения:The technical result that can be obtained by implementing the proposed invention:
- упрощение конструкции, при сохранении функциональных возможностей устройства;- simplification of the design, while maintaining the functionality of the device;
- снижение гидравлических сопротивлений при прокачке рабочей жидкости через устройство, повышение эффективности разрушения песчано-глинистой пробки, с обеспечением выноса механических частиц;- reduction of hydraulic resistance when pumping the working fluid through the device, increasing the efficiency of the destruction of sand-clay cork, with the removal of mechanical particles;
- возможность оптимизации осевой нагрузки от перепада давления на сечение перфорированной клетки и площадь сечения кольцевого поршня за счет передачи перепада давления на кольцевой поршень снизу, со стороны кольцевой камеры, гидравлически связанной с осевым каналом удлинителя.- the ability to optimize the axial load from the differential pressure on the cross section of the perforated cage and the cross-sectional area of the annular piston by transmitting the differential pressure to the annular piston from below, from the side of the annular chamber, hydraulically connected to the axial channel of the extension.
Технический результат достигается тем, что гидроударное устройство состоит из корпуса, соединительного патрубка, седла с продольными пазами и дроссельным каналом, толкателя с перфорированной клеткой с седлом и шаровым клапаном внутри, кольцевого поршня с полым штоком, гайки, кольцевой камеры, сформированной полым штоком и стаканом, гидравлически связанной через дроссельный канал с осевым каналом удлинителя. Кольцевой поршень жестко связан с толкателем, снабженным переходной муфтой с перфорированной клеткой внутри, установленной с возможностью взаимодействия с опорной поверхностью в соединительном патрубке, жестко The technical result is achieved in that the hydropercussion device consists of a body, a connecting pipe, a saddle with longitudinal grooves and a throttle channel, a pusher with a perforated cage with a seat and a ball valve inside, an annular piston with a hollow rod, a nut, an annular chamber formed by a hollow rod and a glass hydraulically connected through the throttle channel to the axial channel of the extension cord. The annular piston is rigidly connected to the pusher, equipped with a transition sleeve with a perforated cage inside, installed with the possibility of interaction with the supporting surface in the connecting pipe, rigidly
связанным с корпусом через удлинитель. Гайка связана со стаканом и образует подвижное соединение с полым штоком, а полый шток жестко связан с кольцевым поршнем.connected to the housing via an extension cord. The nut is connected to the cup and forms a movable connection with the hollow stem, and the hollow stem is rigidly connected to the annular piston.
Площадь кольцевого поршня со стороны кольцевой камеры принята меньшей, чем площадь сечения кольцевого поршня при его посадке на седло.The area of the annular piston from the side of the annular chamber is taken smaller than the cross-sectional area of the annular piston when it is planted on the saddle.
Конструкция гидроударного устройства поясняется чертежами, где:The design of the hydropercussion device is illustrated by drawings, where:
- на фиг. 1 - конструкция гидроударного устройства в разрезе, в исходном транспортном положении;- in FIG. 1 - sectional view of the hydraulic shock device in the initial transport position;
- на фиг. 2 - конструкция гидроударного устройства в положении деталей в момент взаимодействия с пробкой;- in FIG. 2 - the design of the hydropercussion device in the position of the parts at the moment of interaction with the plug;
- на фиг. 3 - взаимное положение деталей устройства при обратной подаче рабочей жидкости из скважины в осевой канал лифтовой колонны труб.- in FIG. 3 - the relative position of the parts of the device during the reverse supply of working fluid from the well into the axial channel of the pipe tubing string.
Устройство состоит из корпуса 1, связанного через удлинитель 2 с соединительным патрубком 3.The device consists of a
На нижнем конце удлинителя 2 установлено седло 4, с продольными пазами 5 на внутренней поверхности.A
К седлу 4 присоединен стакан 6, с образованием с корпусом 1 кольцевого канала 7. В осевом канале 8 стакана 6 размещен кольцевой поршень 9, жестко связанный с полым штоком 10, на нижнем конце которого установлено долото 11. Между полым штоком 10 и внутренней поверхностью стакана 6 выполнена кольцевая камера 12, которая гидравлически связана циркуляционным отверстием 13 с полостью кольцевого канала 7, гидравлически связанного дроссельным каналом 14 с осевым каналом 15 удлинителя 2. Кольцевой поршень 9 поджимается пружиной 16 к седлу 4, которое выполнено и установлено с образованием между ними дренажной камеры 17, постоянно гидравлически связанной сбросными каналами 18 с осевым каналом 19 полого штока 10. Кольцевой поршень 9 через толкатель 20 связан жестко с переходной муфтой 21, размещенной в осевом канале 15 удлинителя 2, внутри которой свободно установлена перфорированная клетка 22, в осевом канале 23 которой размещено седло 24 с шаровым клапаном 25. На внешней стороне перфорированной клетки 22 выполнен торцовый клапан 26. Внутри соединительного патрубка 3 выполнена опорная поверхность 27, обращенная к торцовому клапану 26 на перфорированной клетке 22.A
Кольцевой поршень 9 поджимается к седлу 4 пружиной 28, опирающейся на гайку 29, связанную со стаканом 6 и образующую подвижное соединение с полым штоком 10, на нижнем конце которого установлено долото 11. Корпус 1 снабжен породоразрушающим инструментом 30.The
Кольцевой зазор между гайкой 29 и полым штоком 10 герметизирован уплотнением 31, а между гайкой 29 и корпусом 1 уплотнением 32.The annular gap between the
Площадь кольцевого поршня 9 со стороны кольцевой камеры 12 принята меньшей, чем площадь сечения кольцевого поршня 9 при его посадке на седло 4 и восприятии перепада давления рабочей жидкости сверху.The area of the
Работа гидроударного устройства.The operation of the hydropercussion device.
Устройство на бурильной колонне труб вводится в скважину, с доведением до уровня расположения песчано-глинистой или мостовой пробки с опорой на ее поверхность породоразрушающим инструментом 30.The device on the drill pipe string is inserted into the well, bringing to the level of the location of sand-clay or bridge plugs with rock-cutting tools resting on its
Подсоединяют к бурильной колонне труб насосный агрегат и подают под давлением и с заданным расходом рабочую жидкость. При достижении расчетного перепада давления, которое воспринимается перфорированной клеткой 22 и кольцевым поршнем 9 в месте его посадки на седло 4, происходит отрыв кольцевого поршня 9, и рабочая жидкость из осевого канала 15 удлинителя 2 через продольные пазы 5 в теле седла 4 подается в дренажную камеру 17. Далее, через сбросные каналы 18 рабочая жидкость подается в осевой канал 19 полого штока 10, с истечением через канал долота 11 в полость скважины. При отрыве кольцевого поршня 9 от седла 4 перепад давления воспринимается его дополнительной площадью, что приводит к резкому перемещению вниз кольцевого поршня 9 с полым штоком 10 и долотом 11, с воздействием на поверхность песчано-глинистой пробки и ее разрушением. При этом происходит сжатие пружин 28 и 16.A pumping unit is connected to the drill pipe string and the working fluid is supplied under pressure and at a given flow rate. Upon reaching the calculated pressure drop, which is perceived by the
При истечении рабочей жидкости из устройства, с увеличенным расходом, происходит падение давления в осевом канале 15 устройства, что приводит к возврату кольцевого поршня 9 с полым штоком 10 в исходное положение, с посадкой кольцевого поршня 9 на седло 4 и прекращением подачи рабочей жидкости в скважину.When the working fluid expires from the device with an increased flow rate, a pressure drop occurs in the
При работе устройства обеспечивается постоянная гидравлическая связь осевого канала 15 удлинителя 2 через дроссельный канал 14 с кольцевым каналом 7 между наружной поверхностью стакана 6 и внутренней стенкой корпуса 1. При этом имеется постоянная гидравлическая связь кольцевого канала 7 с кольцевой камерой 12. Этим приемом уравновешивается, в допустимых пределах, осевая нагрузка на площадь поперечного сечения перфорированной клетки 22 и поверхность кольцевого поршня 9 со стороны осевого канала 15. Это позволяет применять пружины 28 и 16 с необходимой осевой нагрузкой и малыми габаритными размерами.When the device is operating, there is a constant hydraulic connection of the
В ряде случаев, при применении предлагаемого устройства в скважинах с аномально низким пластовым давлением, наблюдается поглощение рабочей жидкости пластом, с нарушением режима циркуляции и прекращения подъема механических частиц на поверхность из-за снижения скорости восходящего потока. В этом случае переключают подачу рабочей жидкости по межтрубному пространству, с возвратом в осевой канал бурильной колонны труб через осевой канал 19 полого штока 10, осевой канал толкателя 20 внутрь осевого канала 23 перфорированной клетки 22, при поднятом над седлом 24 шаровым клапаном 25. Сама перфорированная клетка 22 перемещается вверх внутри переходной муфты 21 до контакта торцового клапана 26 с опорной поверхностью 27. Тем самым предотвращается попадание механических частиц в осевой канал 15 удлинителя 2. После промывки забоя от механических частиц переключают насосный агрегат на подачу рабочей жидкости в осевой канал бурильной колонны труб, с повторением процесса разрушения песчано-глинистой пробки.In some cases, when using the proposed device in wells with an abnormally low reservoir pressure, absorption of the working fluid by the reservoir is observed, with a violation of the circulation regime and the cessation of the rise of mechanical particles to the surface due to a decrease in the velocity of the upward flow. In this case, the flow of working fluid through the annulus is switched off, with the return to the axial channel of the drill pipe string through the
По мере разрушения пробки допускают бурильную колонну труб при непрерывной подаче рабочей жидкости. Для интенсификации процесса разрушения песчано-глинистой пробки возможна передача крутящего момента на корпус 1 устройства, с дополнительным воздействием породоразрушающим инструментом 30 на периферийный участок песчано-глинистой пробки.As the plugs break, a drill string of pipes is allowed with continuous supply of working fluid. To intensify the process of destruction of the sand-clay cork, it is possible to transfer torque to the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014112745/03A RU2550119C1 (en) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | Hydraulic impact device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014112745/03A RU2550119C1 (en) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | Hydraulic impact device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2550119C1 true RU2550119C1 (en) | 2015-05-10 |
Family
ID=53293843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014112745/03A RU2550119C1 (en) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | Hydraulic impact device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2550119C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178909U1 (en) * | 2017-11-21 | 2018-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Hydraulic nozzle |
RU2668100C1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Device for well bottom flushing |
RU187574U1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-03-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" | DEVICE FOR THE ELIMINATION OF SOLID TUBES |
RU2749058C1 (en) * | 2020-05-15 | 2021-06-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydromechanical striker |
RU2770966C1 (en) * | 2021-10-27 | 2022-04-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydraulic impact device |
CN114673472A (en) * | 2022-03-28 | 2022-06-28 | 东北石油大学 | Mechanical device for stripping multiphase gelled sludge and operation optimization design method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
WO2009116869A2 (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-24 | Innovar Engineering As | Cleaning tool |
RU2446271C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-03-27 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Hydraulic impact device |
RU2448230C1 (en) * | 2010-11-16 | 2012-04-20 | Закрытое акционерное общество "Газтехнология" | Hydraulic impact device |
-
2014
- 2014-04-01 RU RU2014112745/03A patent/RU2550119C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
WO2009116869A2 (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-24 | Innovar Engineering As | Cleaning tool |
RU2446271C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-03-27 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Hydraulic impact device |
RU2448230C1 (en) * | 2010-11-16 | 2012-04-20 | Закрытое акционерное общество "Газтехнология" | Hydraulic impact device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178909U1 (en) * | 2017-11-21 | 2018-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Hydraulic nozzle |
RU2668100C1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Device for well bottom flushing |
RU187574U1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-03-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" | DEVICE FOR THE ELIMINATION OF SOLID TUBES |
RU2749058C1 (en) * | 2020-05-15 | 2021-06-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydromechanical striker |
RU2770966C1 (en) * | 2021-10-27 | 2022-04-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydraulic impact device |
CN114673472A (en) * | 2022-03-28 | 2022-06-28 | 东北石油大学 | Mechanical device for stripping multiphase gelled sludge and operation optimization design method |
CN114673472B (en) * | 2022-03-28 | 2023-03-14 | 东北石油大学 | Mechanical device for stripping multiphase gelled sludge and operation optimization design method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2550119C1 (en) | Hydraulic impact device | |
RU2516708C2 (en) | Subsurface safety valve | |
RU2505660C1 (en) | Flushing assembly of drilling bit | |
AU2016268394B2 (en) | Multi-function dart | |
RU2529074C2 (en) | Throttle with automatic cleaning of throttling channel | |
RU2586122C2 (en) | Hydropercussion device | |
RU2303121C2 (en) | Hydraulic percussion means for sand plug removal from well | |
RU154511U1 (en) | PACKER DRILLING WITH A LANDING TOOL | |
RU2495233C1 (en) | Hydromechanical slot-type rock drilling machine | |
RU2558562C2 (en) | Borehole equipment control device | |
RU2373378C2 (en) | Method for well cleaning from proppant plug | |
RU2448230C1 (en) | Hydraulic impact device | |
RU2533394C1 (en) | Cut-off valve | |
RU2539504C1 (en) | Device for injection of fluid into bed | |
RU2446271C2 (en) | Hydraulic impact device | |
RU2242585C1 (en) | Device for cleaning well from sand obstruction | |
RU154295U1 (en) | PACKER DRILLED | |
RU2533514C1 (en) | Slot perforator | |
RU2550709C2 (en) | Hydraulic probing perforator | |
RU2303116C1 (en) | All-purpose valve for downhole motor | |
RU2483192C1 (en) | Drillable packer | |
RU2448236C1 (en) | Hydrodynamic pulsator | |
RU2747495C1 (en) | Device and method for selective treatment of a productive formation | |
US20150308232A1 (en) | Downhole cleaning system | |
RU2668100C1 (en) | Device for well bottom flushing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170402 |