RU2713284C1 - Device for deepening of well bottom - Google Patents

Device for deepening of well bottom Download PDF

Info

Publication number
RU2713284C1
RU2713284C1 RU2019127304A RU2019127304A RU2713284C1 RU 2713284 C1 RU2713284 C1 RU 2713284C1 RU 2019127304 A RU2019127304 A RU 2019127304A RU 2019127304 A RU2019127304 A RU 2019127304A RU 2713284 C1 RU2713284 C1 RU 2713284C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
hollow body
spring
valve
annular
Prior art date
Application number
RU2019127304A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Радик Зяузятович Зиятдинов
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
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 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2019127304A priority Critical patent/RU2713284C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2713284C1 publication Critical patent/RU2713284C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E21B25/10Formed core retaining or severing means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to oil industry and can be used in deepening of well bottom in process of its operation with possibility of core sampling. Proposed device comprises hollow body, plunger arranged inside said hollow body, spring, annular bead and valve. Plunger is equipped with a partition from above, and below the partition the plunger is equipped with a valve made in form of a seat and a sealing plate with a guide rod. Guide rod is tightly fitted from above in a sealed way into the plunger partition, and the plate is spring loaded upwards from the partition. From below hollow body is equipped with bottom-hole cutter, above which annular shoulder is made in hollow body. Above the annular collar in the hollow body there is an internal annular recess, in which a petal core-cutter is installed. Inside the plunger there is a receiving chamber divided by a valve into upper and lower parts. Force of compression of valve spring is less than force of compression of spring of hollow housing, wherein diameter d of valve plate is half an inner diameter D of plunger, and valve seat is made for cone, tapering from bottom to top with taper angle of 130°, wherein in transport position spring is arranged inside hollow housing and presses plunger from partition wall to hollow housing, and from below plunger interacts with annular collar of hollow housing, which limits axial movement of plunger downwards, lobes of core-cutter are forced spring-loaded radially outward by plunger in annular sample of hollow housing, and in working position, plunger has the possibility of limited axial movement upwards relative to hollow housing and release of petals of core-cutter from interaction with plunger and their radial compression inside.
EFFECT: higher reliability of the device, broader functional capabilities, higher quality of cleaning the well bottom from foreign objects, higher efficiency of the device.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при углублении забоя скважины в процессе её эксплуатации с возможностью отбора керна.The invention relates to the oil industry and may find application in deepening the bottom of the well during its operation with the possibility of coring.

Известно устройство для очистки забоя скважины (патент RU № 2097531, МПК Е21В 37/00, опубл. 27.11.1997 в бюл. № 33), включающее корпус, перегородку с центральным каналом, перекрытым запорным механизмом и разделяющим корпус на воздушную камеру и камеру-ловушку, и кабельную головку. Устройство снабжено сбрасываемым с помощью электропривода грузом и подпружиненным бойком, расположенным над запорным механизмом. Запорный механизм выполнен в виде диафрагмы, разрушаемой подпружиненным бойком под действием груза. Подпружиненный боек выполнен с возможностью закрытия воздушной камеры по окончании всасывания в нее забойного шлама. Торец подпружиненного бойка, разрушающий диафрагму, выполнен скошенным под углом.A device for cleaning the bottom of the well (patent RU No. 2097531, IPC ЕВВ 37/00, publ. 11/27/1997 in Bull. No. 33), comprising a housing, a partition with a central channel, a closed locking mechanism and separating the housing into an air chamber and a camera trap, and cable head. The device is equipped with a load discharged by means of an electric drive and a spring-loaded striker located above the locking mechanism. The locking mechanism is made in the form of a diaphragm, destroyed by a spring-loaded striker under the action of the load. The spring-loaded striker is configured to close the air chamber at the end of suction of the bottomhole sludge into it. The end face of the spring-loaded striker, destroying the diaphragm, is made beveled at an angle.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей (электропривод, запорный механизм, кабельная головка, подпружиненный боёк и т.д.);- firstly, the complexity of the design, due to the large number of components and parts (electric drive, locking mechanism, cable head, spring-loaded striker, etc.);

- во-вторых, высокая себестоимость устройства, связанная с наличием электропривода и технологически сложных в изготовлении деталей (запорного механизма, подпружиненного бойка);- secondly, the high cost of the device associated with the presence of an electric drive and technologically difficult to manufacture parts (locking mechanism, spring-loaded striker);

- в-третьих, низкая надёжность работы, обусловленная тем, что для срабатывания устройства необходимо с помощью электропривода сбросить груз, поэтому существует вероятность несрабатывания устройства.- thirdly, the low reliability of the operation, due to the fact that for the device to operate, it is necessary to dump the load using the electric drive, so there is a possibility of the device not working.

Известно устройство для очистки забоя от посторонних предметов (патент ПМ RU № 158017, МПК Е21В 37/00, опубл. 20.12.2015 в бюл. № 35), включающее полый корпус, заглушенный плунжер, заведенный внутрь полого корпуса, пружину и кольцевой буртик. Пружина размещена внутри полого корпуса. Заглушенный плунжер подпружинен вверх от полого корпуса. Нижний торец полого корпуса оснащен зубчатыми насечками. В полом корпусе выше зубчатых насечек выполнен кольцевой буртик, ограничивающий осевое перемещение заглушенного плунжера вниз. Выше кольцевого буртика в полом корпусе выполнены сквозные пазы, в которых установлен лепестковый кернователь, образующий с заглушенным плунжером приемную камеру. Заглушенный плунжер имеет возможность сжатия пружины и осевого перемещения вверх относительно полого корпуса при контакте с посторонними предметами, находящимися на забое. Устройство обеспечивает извлечение посторонних предметов с забоя скважины с одновременным отбором керна за одну спуско-подъемную операцию.A device for cleaning the bottom of foreign objects (patent PM RU No. 158017, IPC ЕВВ 37/00, published on December 20, 2015 in Bull. No. 35), including a hollow body, a plugged plunger, inserted inside the hollow body, a spring and an annular collar. The spring is located inside the hollow body. The plugged plunger is spring-loaded upward from the hollow body. The lower end of the hollow body is equipped with serrated notches. An annular bead is made in the hollow body above the serrated notches, limiting the axial movement of the plugged plunger down. Through the annular flange in the hollow body, through grooves are made in which a petal core is installed, which forms a receiving chamber with a muffled plunger. The plugged plunger has the ability to compress the spring and axially move upward relative to the hollow body when in contact with foreign objects located at the bottom. The device provides the extraction of foreign objects from the bottom of the well with simultaneous coring in one round trip.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- низкая надежность работы устройства, связанная с высокой вероятностью заклинивания лепестков кернователя поворотного типа при отрыве керна;- low reliability of the device associated with a high probability of jamming of the petals of the rotary core punch when the core is torn;

- низкое качество отбираемого керна без предварительной очистки забоя скважины от шлама, песка, грязи и т.д.- low quality of coring without preliminary cleaning of the bottom of the well from sludge, sand, dirt, etc.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки забоя скважины (патент RU № 2083805, МПК Е21В 37/00, опубл. 06.09.1994 г.), включающее полый корпус с направляющей втулкой в его верхней части, заведенный через направляющую втулку внутрь корпуса шток, соединенный с ним поршень, установленный на нижнем конце корпуса приемный клапан и размещенную на штоке пружину. Поршень и шток выполнены в виде единого полого заглушенного с нижнего торца плунжера с наружным диаметром менее внутреннего диаметра корпуса. Верхний конец плунжера соединен с нижним открытым концом колонны труб, а в боковых стенках, заведенных в корпус нижней части плунжера, выполнены радиальные сквозные отверстия. На наружной поверхности, находящейся вне корпуса верхней части плунжера, выполнен кольцевой буртик. Пружина установлена между верхним торцом корпуса и кольцевым буртиком плунжера в состоянии предварительного сжатия. Корпус в его нижней части над приемным клапаном выполнен разъемным и введен в корпус приемного клапана с возможностью осевого перемещения. На наружной поверхности корпуса выполнен упорный буртик, между которым и верхним торцом корпуса приемного клапана размещено пакерное уплотнение с упором на забой.The closest in technical essence and the achieved result is a device for cleaning the bottom of the well (patent RU No. 2083805, IPC ЕВВ 37/00, publ. September 6, 1994), including a hollow body with a guide sleeve in its upper part, a rod connected through the guide sleeve into the body of the rod, a piston connected to it, a receiving valve mounted on the lower end of the body and a spring placed on the rod. The piston and rod are made in the form of a single hollow plug plugged from the lower end with an outer diameter less than the inner diameter of the housing. The upper end of the plunger is connected to the lower open end of the pipe string, and radial through holes are made in the side walls introduced into the housing of the lower part of the plunger. An annular bead is made on the outer surface outside the body of the upper part of the plunger. A spring is installed between the upper end of the housing and the annular collar of the plunger in a state of preliminary compression. The housing in its lower part above the receiving valve is detachable and inserted into the receiving valve body with the possibility of axial movement. A persistent flange is made on the outer surface of the casing, between which and a packer seal with an emphasis on the bottom, is placed between the upper end of the casing of the receiving valve.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- во-первых, низкая надёжность работы, так как пружина, размещенная на плунжере, находится вне корпуса и не защищена от воздействия внешних факторов, поэтому при приложении к ней механического усилия из вне, например обвалов при контакте со стенками скважины или металлическими предметами, находящимися в скважине, пружина имеет возможность перегнуться, сломаться, что выводит устройство из строя;- firstly, low reliability, since the spring placed on the plunger is located outside the housing and is not protected from external factors, therefore, when applying mechanical force from outside, for example, collapses in contact with the walls of the well or metal objects located in the well, the spring has the ability to bend, break, which brings the device out of order;

- во-вторых, ограниченные функциональные возможности, так как из-за пакерного уплотнения устройство не позволяет углубить забой скважины с извлечением посторонних предметов (шлама, песка, металла) с забоя скважины и с отбором керна за одну спуско-подъёмную операцию, вследствие наличия в конструкции устройства заглушенного снизу плунжера. Кроме того, находящиеся на забое скважины песок, шлам, гряз и посторонние предметы, такие как сухари, челюсти, шарошки препятствуют отбору керна за один спуск устройства в скважину;- secondly, limited functionality, since due to the packer compaction, the device does not allow to deepen the bottom of the well with the extraction of foreign objects (sludge, sand, metal) from the bottom of the well and with coring for one round trip, due to device designs of a plug plugged from below. In addition, sand, sludge, mud, and foreign objects located at the bottom of the well, such as crackers, jaws, cones, prevent core sampling for one descent of the device into the well;

- в-третьих, возможны препятствия при углублении забоя, так как в процессе проведения работ внутрь заглушенного плунжера попадают шлам, песок и т.д., а также посторонние предметы, типоразмер которых ограничен радиальными сквозными отверстиями диаметрами 10–15 мм, выполненными в заглушенном плунжере. Посторонние предметы, имеющие размер больше диаметра радиальных сквозных отверстий, такие как сухари, челюсти, шарошки не имеют возможности попасть внутрь заглушенного плунжера через радиальные сквозные отверстия, а значит, не извлекаются из скважины и не позволяют углубить забой скважины;- thirdly, there may be obstacles when deepening the face, since during work inside the plugged plunger sludge, sand, etc., as well as foreign objects, the size of which is limited by radial through holes with diameters of 10-15 mm made in the plugged plunger. Foreign objects that are larger than the diameter of the radial through holes, such as crackers, jaws, cones, are not able to get inside the plugged plunger through the radial through holes, which means they are not removed from the well and do not allow to deepen the bottom of the well;

- в-четвёртых, низкая эффективность работы устройства, связанная с несовершенной конструкцией приёмного клапана, подпружиненного снизу, а также отсутствие герметизирующего уплотнительного кольца, что не обеспечивает герметичность при закрытии и приводит к выпадению обратно на забой шлама, песка, металла в процессе подъёма устройства.- fourthly, the low efficiency of the device due to the imperfect design of the receiving valve, spring-loaded from the bottom, as well as the lack of a sealing o-ring, which does not ensure tightness when closing and leads to the sludge, sand, metal falling back to the face during the lifting of the device.

Техническими задачами являются повышение надёжности работы устройства, расширение функциональных возможностей за счёт углубления забоя скважины одновременно с очисткой забоя и отбором керна за одну спуско-подъёмную операцию и эффективности работы устройства, а также безпрепятственное углубление забоя скважины.The technical tasks are to increase the reliability of the device, expand the functionality by deepening the bottom of the well at the same time as cleaning the bottom and coring in one round trip and the efficiency of the device, as well as seamless deepening of the bottom of the well.

Поставленные технические задачи решаются устройством для углубления забоя скважины, включающим полый корпус, плунжер, размещённый внутри полого корпуса, пружину, кольцевой буртик и клапан.The stated technical problems are solved by a device for deepening the bottom of the well, including a hollow body, a plunger located inside the hollow body, a spring, an annular collar and a valve.

Новым является то, что плунжер сверху оснащен перегородкой, а ниже перегородки плунжер оснащён клапаном, выполненным в виде седла и герметизирующей тарелки с направляющим штоком, причём направляющий шток сверху герметично вставлен в перегородку плунжера, а тарелка подпружинена от перегородки, при этом снизу полый корпус оснащён забойно-кольцевой фрезой, выше которой в полом корпусе выполнен кольцевой буртик, причем выше кольцевого буртика в полом корпусе выполнена внутренняя кольцевая выборка, в которой установлен лепестковый кернорватель, причём внутри плунжер оснащён приёмной камерой, разделённой клапаном на верхнюю и нижнюю части, причём усилие сжатия пружины клапана меньше усилия сжатия пружины полого корпуса, при этом диаметр d тарелки клапана меньше внутреннего диаметра D плунжера в два раза, а седло клапана выполнено под конус, сужающийся снизу вверх с углом конусности 130°, причём в транспортном положении пружина размещена внутри полого корпуса и поджимает плунжер от перегородки к полому корпусу, а снизу плунжер взаимодействует с кольцевым буртиком полого корпуса, ограничивающим осевое перемещение плунжера вниз, при этом лепестки кернорвателя принудительно подпружинены радиально наружу плунжером в кольцевой выборке полого корпуса, а в рабочем положении плунжер имеет возможность ограниченного осевого перемещения вверх относительно полого корпуса и освобождения лепестков кернорвателя от взаимодействия с плунжером и их радиального сжатия внутрь.What is new is that the plunger is equipped with a baffle at the top, and below the baffle, the plunger is equipped with a valve made in the form of a seat and a sealing plate with a guide rod, and the guide rod is hermetically inserted into the plunger baffle from above, and the plate is spring-loaded from the baffle, while the bottom of the hollow body is equipped a bottom-hole milling cutter, above which an annular bead is made in the hollow body, and above the annular bead in the hollow body, an internal annular selection is made in which the petal core body, and inside the plunger is equipped with a receiving chamber, divided by the valve into upper and lower parts, and the compression force of the valve spring is less than the compression force of the spring of the hollow body, while the diameter of the valve plate is half the diameter D of the plunger and the valve seat is made under the cone tapering from the bottom up with a taper angle of 130 °, and in the transport position the spring is placed inside the hollow body and presses the plunger from the partition to the hollow body, and from below the plunger interacts with the annular shoulder of the hollow body a mustache restricting the axial movement of the plunger downward, while the core-flap petals are forcibly spring-loaded radially outward by the plunger in the annular sample of the hollow body, and in the working position, the plunger has the ability to limit the axial upward movement relative to the hollow body and release the core-flap petals from interacting with the plunger and radially compress them inward .

На фигурах 1-3 схематично и последовательно в действии изображено предлагаемое устройство для углубления забоя скважины.In figures 1-3 schematically and sequentially in action shows the proposed device for deepening the bottom of the well.

Устройство для углубления забой скважины (фиг. 1) включает полый корпус 1, плунжер 2, установленный внутрь полого корпуса 1. Плунжер 2 имеет внутренний диаметр D, например, равный 100 мм.A device for deepening the bottom of the well (Fig. 1) includes a hollow body 1, a plunger 2 mounted inside the hollow body 1. The plunger 2 has an inner diameter D, for example, equal to 100 mm

Плунжер 2 сверху оснащен перегородкой 3, жёстко закреплённой с помощью сварного соединения. Ниже перегородки 3 плунжер 2 оснащён клапаном 4, выполненным в виде седла 5 и герметизирующей тарелки 6 с направляющим штоком 7. Направляющий шток 7 сверху герметично посредством уплотнения 8, вставлен в перегородку 3 плунжера 2, а тарелка 6 подпружинена пружиной 9 вверх от перегородки 3. Тарелка 6 оснащена уплотнительным кольцом 10 из резины NBR, что обеспечивает её герметичную посадку на седло 5 клапана 4.Plunger 2 on top is equipped with a partition 3, rigidly fixed with a welded joint. Below the partition 3, the plunger 2 is equipped with a valve 4 made in the form of a seat 5 and a sealing plate 6 with a guide rod 7. The guide rod 7 is hermetically sealed by means of a seal 8, inserted into the partition 3 of the plunger 2, and the plate 6 is spring loaded 9 upward from the partition 3. Plate 6 is equipped with a sealing ring 10 made of NBR rubber, which ensures its tight fit on the seat 5 of the valve 4.

Уплотнительные кольца 8 и 10 из резины NBR имеют высокую устойчивость к набуханию по отношению к бензолам, обладают маслостойкостью и износостойкостью к маслам и жирам. Материал резиновых колец 8 и 10 – резина NBR, Perbunan.NBR (Nitrile Butadiene Rubber) - бутадиен-нитрильный каучук выпускается по ГОСТ 18829-73.O-rings 8 and 10 made of NBR rubber have a high resistance to swelling with respect to benzene, are oil resistant and wear resistant to oils and fats. The material of the rubber rings 8 and 10 is NBR, Perbunan.NBR (Nitrile Butadiene Rubber) rubber - nitrile butadiene rubber is produced according to GOST 18829-73.

Снизу полый корпус 1 с помощью резьбового соединения оснащён забойно-кольцевой фрезой 11. Выше забойно-кольцевой фрезы 11 в полом корпусе 1 выполнен кольцевой буртик 12. Используют любую известную конструкцию забойно-кольцевой фрезы, например, выпускаемую ООО «Буровой резерв» (Российская Федерация, Республика Башкортостан, г. Уфа). Выше кольцевого буртика 12 в полом корпусе 1 выполнена внутренняя кольцевая выборка 13, в которую установлен лепестковый кернорватель 14. В качестве лепесткового кернорвателя 14 используют кернорватель лепесткового типа любого известного производителя, например, управления нефтегазового снабжения (Российская Федерация, г. Екатеринбург).From the bottom, the hollow body 1 is equipped with a bottom-hole mill by means of a threaded connection 11. Above the bottom-hole ring cutter 11, an annular bead 12 is made in the hollow body 1. Any known design of the bottom-hole ring mill, for example, manufactured by Drilling Reserve LLC (Russian Federation, is used) , Republic of Bashkortostan, Ufa). Above the annular flange 12 in the hollow body 1, an internal annular sampling 13 is made, in which the petal core cutter 14 is installed. As the petal core cutter 14, a petal core cutter of any well-known manufacturer, for example, the oil and gas supply department (Russian Federation, Ekaterinburg) is used.

Внутри плунжер оснащён приёмной камерой, разделённой клапаном 4 на верхнюю 15 и нижнюю 16 части, причём усилие сжатия пружины 9 клапана 4 меньше усилия сжатия пружины 17 полого корпуса 1. Диаметр d тарелки 6 клапана 4 меньше внутреннего диаметра D плунжера 2 в два раза. Inside, the plunger is equipped with a receiving chamber divided by the valve 4 into the upper 15 and lower 16 parts, and the compression force of the spring 9 of the valve 4 is less than the compression force of the spring 17 of the hollow body 1. The diameter d of the plate 6 of the valve 4 is two times less than the internal diameter D of the plunger.

Внутренний диаметр плунжера 2 равен D = 100 мм.The inner diameter of the plunger 2 is D = 100 mm.

Тогда диаметр тарелки 6 клапана 4 равен d = 100 мм/2 = 50 мм.Then the diameter of the plate 6 of the valve 4 is equal to d = 100 mm / 2 = 50 mm.

Седло 5 клапана 4 выполнено под конус 18, сужающийся снизу вверх с углом конусности 130°.The seat 5 of the valve 4 is made under the cone 18, tapering from bottom to top with a taper angle of 130 °.

В транспортном положении пружина 17 размещена внутри полого корпуса 1 и поджимает сверху плунжер 2 от перегородки 3 к полому корпусу 1, а снизу плунжер 2 взаимодействует с кольцевым буртиком 12 полого корпуса 1, ограничивающим осевое перемещение плунжера 2 вниз, при этом лепестки 19 кернорвателя 14 принудительно подпружинены радиально наружу плунжером 2 во внутренней кольцевой выборке 13 полого корпуса 1 с возможностью сжатия и захвата керна при осевом перемещении плунжера 2 вверх. В рабочем положении плунжер 2 имеет возможность ограниченного осевого перемещения вверх относительно полого корпуса 1 и освобождения лепестков 19 кернорвателя 14 от взаимодействия с плунжером 2 и их радиального сжатия внутрь.In the transport position, the spring 17 is placed inside the hollow body 1 and presses the plunger 2 on top from the partition 3 to the hollow body 1, and from below the plunger 2 interacts with the annular collar 12 of the hollow body 1, restricting the axial movement of the plunger 2 downward, while the petals 19 of the core core 14 spring-loaded radially outward by the plunger 2 in the inner annular sample 13 of the hollow body 1 with the possibility of compression and capture of the core with axial movement of the plunger 2 up. In the working position, the plunger 2 has the possibility of limited axial movement upward relative to the hollow body 1 and the release of the petals 19 of the core core 14 from interaction with the plunger 2 and their radial compression inward.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство, как показано на фигуре 1, на устье скважины присоединяют к нижнему концу колонны бурильных труб 20 и спускают в скважину. За 8 м до достижения забоя скважины спуск бурильной колонны останавливают.The device, as shown in figure 1, at the wellhead is attached to the lower end of the drill pipe string 20 and lowered into the well. 8 m before reaching the bottom of the well, the descent of the drill string is stopped.

На устье скважины монтируют нагнетательную линию насосного агрегата к заколонному пространству скважины (на фиг. 1-3 не показано).At the wellhead, the injection line of the pumping unit is mounted to the annular space of the well (not shown in Fig. 1-3).

В качестве насосного агрегата применяют любой насос, используюшийся при промывке скважин, например цементировочный агрегат ЦА-320 производства Уральского завода спецтехники (Российская Федерация, г. Челябинск).As a pumping unit, any pump used in flushing wells is used, for example, the cementing unit ЦА-320 manufactured by the Ural plant of special equipment (Russian Federation, Chelyabinsk).

После чего включают насосный агрегат и вызывают циркуляцию, обратной промывкой, т.е. закачкой технологической жидкости, например сточной воды плотностью 1100 кг/м3 в заколонное пространство (на фиг. 1–3 не показано) и выходом технологической жидкости по колонне бурильных труб 20 (фиг. 1). Далее колонна бурильных труб 20 спускается с циркуляцией жидкости со скоростью 0,1 м/с.Then turn on the pump unit and cause circulation, backwash, i.e. injection of a process fluid, for example, wastewater with a density of 1100 kg / m 3 into the annular space (not shown in Figs. 1–3) and the outlet of the process fluid through the drill pipe string 20 (Fig. 1). Next, the drill pipe string 20 descends with fluid circulation at a speed of 0.1 m / s.

По мере спуска колонны бурильных труб давление закачки увеличивается, что визуально отражается на манометре насосного агрегата, при этом открывается клапан 4 (фиг. 2). Например, при давлении 5,0 МПа тарелка 6 и направляющий шток 7 поднимаются, сжимая пружину 9. В результате шлам, песок, металл, т.е. посторонние предметы свободно попадают через седло 5 клапана 4, кольцевой зазор, образованный между внутренним диаметром D = 100 мм плунжера 2 и тарелкой 6 клапана 4 диаметром d = 50 мм в верхнюю часть 15 приёмной камеры.As the drill pipe string is lowered, the injection pressure increases, which visually affects the pressure gauge of the pump unit, and valve 4 opens (Fig. 2). For example, at a pressure of 5.0 MPa, the plate 6 and the guide rod 7 rise, compressing the spring 9. As a result, the sludge, sand, metal, i.e. Foreign objects freely enter the seat 5 of the valve 4, an annular gap formed between the inner diameter D = 100 mm of the plunger 2 and the plate 6 of the valve 4 with a diameter of d = 50 mm in the upper part 15 of the receiving chamber.

По мере спуска достигают забой скважины, о чём свидетельствует разгрузка колонны бурильных труб 20 на забой скважины, т.е. происходит резкое снижение веса на величину веса бурильной колонны труб, например 200 кН, что визуально отображается на показании индикатора веса. После этого циркуляцию технологической жидкости обратной промывкой прекращают, поэтому давление в верхней части 15 приёмной камеры снижается, а за счёт возвратной силы пружины 9 тарелка 6 и направляющий шток 7 опускаются, тарелка 6 с уплотнительным кольцом 10 герметично садится на седло 5 клапана 4 (фиг. 3). В результате клапан 4 закрывается.As they descend, they reach the bottom of the well, as evidenced by the unloading of the drill string 20 to the bottom of the well, i.e. there is a sharp decrease in weight by the weight of the drill pipe string, for example 200 kN, which is visually displayed on the weight indicator. After this, the circulation of the process fluid by reverse flushing is stopped, so the pressure in the upper part 15 of the receiving chamber decreases, and due to the return force of the spring 9, the plate 6 and the guide rod 7 are lowered, the plate 6 with the sealing ring 10 seals tightly on the valve seat 5 of the valve 4 (Fig. 3). As a result, valve 4 closes.

На устье скважины демонтируют нагнетательную линию насосного агрегата с заколонного пространства скважины.At the wellhead, the discharge line of the pumping unit is dismantled from the annular space of the well.

Затем на устье скважины устанавливают гидравлический ротор для вращения колонны бурильных труб 20. В качестве ротора может применяться ротор любой известной конструкции, например, гидравлический ротор производства «Машзавода» (Российская Федерация, Республика Башкортостан, г. Ишимбай).Then, a hydraulic rotor is installed at the wellhead to rotate the drill string 20. A rotor of any known design, for example, a hydraulic rotor manufactured by Mashzavod (Russian Federation, the Republic of Bashkortostan, Ishimbay), can be used as a rotor.

На устье скважины ставят контрольную отметку мелом на колонне бурильных труб 20. После чего запускают ротор, вращающий колонну бурильных труб 20. Затем с устья скважины к колонне бурильных труб 20, а соответственно и к устройству, прикладывают осевую нагрузку, равную 10,0–50,0 кН = 1,0–5,0 т.At the wellhead, a check mark is set with chalk on the drill pipe string 20. Then, a rotor is launched to rotate the drill pipe string 20. Then, from the wellhead, an axial load of 10.0-50 is applied to the drill string 20 and, accordingly, to the device. , 0 kN = 1.0–5.0 t.

Забойно-кольцевая фреза 11, находящаяся на конце полого корпуса 1 под действием осевой нагрузки и вращения колонны бурильных труб 20 вбуривается в породу забоя скважины, при этом начинается углубление забоя скважины.A bottom hole milling cutter 11 located at the end of the hollow body 1 under the influence of axial load and rotation of the drill pipe string 20 is drilled into the bottom hole formation, and the bottom hole deepening begins.

По мере углубления забоя происходит колонковое выбуривание породы пласта (керна). Керн 21 попадает в нижнюю часть 16 приёмной камеры и воздействует на седло 5 клапана 4, после чего плунжер 2 поднимается и сжимается пружина 17. Углубление в забой скважины фиксируют по перемещению контрольной отметки на колонне бурильных труб 20 (фиг. 1, 2, 3). Величина углубления зависит от длины L нижней части 16 приёмной камеры (от клапана 4 до буртика 12 полого корпуса) и подбирают опытным путём в зависимости от необходимой глубины углубления забоя и высоты керна 21, например, равным L = 0,5 м. Поэтому, в определённый момент, когда контрольная отметка на колонне бурильных труб 20 на устье скважины перемещается вниз на 0,5 м снимают осевую нагрузку на колонну бурильных труб 20 и её вращение прекращают.As the bottom deepens, core drilling of the formation rock (core) takes place. The core 21 enters the lower part 16 of the receiving chamber and acts on the seat 5 of the valve 4, after which the plunger 2 rises and compresses the spring 17. The hole in the bottom of the well is fixed by moving the reference mark on the drill string 20 (Fig. 1, 2, 3) . The magnitude of the recess depends on the length L of the lower part 16 of the receiving chamber (from valve 4 to the shoulder 12 of the hollow body) and is selected empirically depending on the required depth of deepening of the face and the height of the core 21, for example, equal to L = 0.5 m. Therefore, in a certain moment, when the reference mark on the drill pipe string 20 at the wellhead moves down 0.5 m, the axial load on the drill pipe string 20 is removed and its rotation is stopped.

В результате перемещения бурильной колонны 20 вниз на 0,5 м плунжер 2 поднимается выше кольцевого буртика 12 в пределах внутренней кольцевой выборки 13 полого корпуса 1. В результате лепестки 19 кернорвателя 14, принудительно подпружиненные радиально наружу плунжером 2 во внутренней кольцевой выборке 13 полого корпуса 1, освобождаются, сжимаются радиально внутрь, срезая и захватывая керн 21 (фиг. 3) от выпадения из нижней части 16 приёмной камеры.As a result of moving the drill string 20 down by 0.5 m, the plunger 2 rises above the annular collar 12 within the inner ring sample 13 of the hollow body 1. As a result, the petals 19 of the core core 14, forcibly spring-loaded radially outward by the plunger 2 in the inner ring sample 13 of the hollow body 1 are released, compressed radially inward, cutting and capturing the core 21 (Fig. 3) from falling out of the lower part 16 of the receiving chamber.

После чего колонну бурильных труб 20 с устройством извлекают на устье скважины.Then the drill pipe string 20 with the device is removed at the wellhead.

После подъёма устройства производят разборку, извлечение керна, ревизию и сборку устройства для последующего проведения работ.After lifting the device, disassemble, core, revise and assemble the device for subsequent work.

В предлагаемом устройстве пружина 17, установлена внутри полого корпуса 1 и предохранена от воздействия внешних факторов: от коррозии агрессивными средами, а также от механических воздействий, что исключает перегибы и поломки пружины. Это позволяет повысить надёжность работы устройства и ресурс наработки до отказа.In the proposed device, the spring 17 is installed inside the hollow body 1 and is protected from external factors: from corrosion by aggressive media, as well as from mechanical influences, which eliminates the bending and breaking of the spring. This allows you to increase the reliability of the device and the operating time to failure.

Устройство конструктивно снабжено приёмной камерой, разделённой на верхнюю 15 и нижнюю 16 части, что позволяет произвести не только очистку забоя скважины от песка, шлама, грязи, извлечь посторонние предметы с забоя скважины в верхнюю часть 15 приёмной камеры, но и качественно без примесей отобрать керн в нижнюю часть 16 приёмной камеры, а также углубить забой за одну спуско-подъёмную операцию. Кольцевой зазор, образованный между внутренним диаметром плунжера 2 и диаметром тарелки 6 клапана 4 кратно больше радиальных сквозных отверстий, описанных в прототипе. Это обеспечивает извлечение с забоя скважины песка, шлама, грязи, а также посторонних предметов как сухари, челюсти, шарошки, препятствующих отбору керна.The device is structurally equipped with a receiving chamber, divided into upper 15 and lower 16 parts, which allows not only cleaning the bottom of the well from sand, sludge, dirt, remove foreign objects from the bottom of the well into the upper part 15 of the receiving chamber, but also qualitatively pick up core without impurities into the lower part 16 of the receiving chamber, as well as deepening the face in one round trip. An annular gap formed between the inner diameter of the plunger 2 and the diameter of the plate 6 of the valve 4 is several times larger than the radial through holes described in the prototype. This ensures the extraction from the bottom of the well of sand, sludge, dirt, as well as foreign objects such as crackers, jaws, cones that prevent coring.

Исключаются препятствия, не позволяющие углубить забой скважины, так как гарантированно непосредственно перед углублением забоя внутрь устройства с забоя попадают посторонние предметы, такие как сухари, челюсти, шарошки, а также опытном путём установлено, что при соотношении внутреннего диаметра плунжера 2 к диаметру тарелки 6 клапана 4, равном 2:1 соответственно и угла конусности 130° седла 5 повышается интенсивность всасывания с забоя скважины в верхнюю часть 15 приёмной камеры песка, шлама грязи.Obstacles that do not allow to deepen the bottom of the well are eliminated, since it is guaranteed that immediately before the deepening of the bottom, foreign objects such as crackers, jaws, cones get into the bottom of the bottom, and it was also experimentally established that with a ratio of the inner diameter of the plunger 2 to the diameter of the valve plate 6 4, equal to 2: 1, respectively, and a taper angle of 130 ° of the saddle 5, the intensity of absorption from the bottom of the well to the upper part 15 of the receiving chamber of sand, mud slurry increases.

Повышается эффективность работы устройства, связанная с усовершенствованием конструкции клапана 4 в которой тарелка 6 гарантированно обеспечивает герметичность при закрытии и исключает выпадение обратно на забой шлама, песка, металла в процессе подъёма устройства.Increases the efficiency of the device associated with the improvement of the design of the valve 4 in which the plate 6 is guaranteed to provide tightness when closing and eliminates the fall back to the bottom of the sludge, sand, metal during the lifting of the device.

Предлагаемое устройство для углубления забоя скважины позволяет повысить надёжность работы устройства, расширить функциональные возможности, повысить качество очистки забоя скважины от посторонних предметов, повысить эффективность работы устройства.The proposed device for deepening the bottom of the well allows you to increase the reliability of the device, expand the functionality, improve the quality of cleaning the bottom of the well from foreign objects, increase the efficiency of the device.

Claims (1)

Устройство для углубления забоя скважины, включающее полый корпус, плунжер, размещённый внутри полого корпуса, пружину, кольцевой буртик и клапан, отличающееся тем, что плунжер сверху оснащен перегородкой, а ниже перегородки плунжер оснащён клапаном, выполненным в виде седла и герметизирующей тарелки с направляющим штоком, причём направляющий шток сверху герметично вставлен в перегородку плунжера, а тарелка подпружинена от перегородки, при этом снизу полый корпус оснащён забойно-кольцевой фрезой, выше которой в полом корпусе выполнен кольцевой буртик, причем выше кольцевого буртика в полом корпусе выполнена внутренняя кольцевая выборка, в которой установлен лепестковый кернорватель, причём внутри плунжер оснащён приёмной камерой, разделённой клапаном на верхнюю и нижнюю части, причём усилие сжатия пружины клапана меньше усилия сжатия пружины полого корпуса, при этом диаметр d тарелки клапана меньше внутреннего диаметра D плунжера в два раза, а седло клапана выполнено под конус, сужающийся снизу вверх с углом конусности 130°, причём в транспортном положении пружина размещена внутри полого корпуса и поджимает плунжер от перегородки к полому корпусу, а снизу плунжер взаимодействует с кольцевым буртиком полого корпуса, ограничивающим осевое перемещение плунжера вниз, при этом лепестки кернорвателя принудительно подпружинены радиально наружу плунжером в кольцевой выборке полого корпуса, а в рабочем положении плунжер имеет возможность ограниченного осевого перемещения вверх относительно полого корпуса и освобождения лепестков кернорвателя от взаимодействия с плунжером и их радиального сжатия внутрь.Device for deepening the borehole bottom, comprising a hollow body, a plunger that is located inside said hollow body, a spring, a collar and a valve, characterized in that the plunger top is equipped with septum and below the septum plunger is equipped with a valve designed as a seat and sealing plates with the guide rod moreover, the guide rod on top is hermetically inserted into the baffle of the plunger, and the plate is spring-loaded from the baffle, while the bottom of the hollow body is equipped with a downhole-ring mill, above which the hollow body is made to a bead, moreover, above the annular bead in the hollow body, an internal annular selection is made, in which a flap core is installed, and inside the plunger is equipped with a receiving chamber divided by the valve into upper and lower parts, and the compression force of the valve spring is less than the compression force of the hollow body spring, while the diameter d of the valve disc is two times smaller than the internal diameter D of the plunger, and the valve seat is made under a cone, tapering from the bottom up with a taper angle of 130 °, and in the transport position, the spring it is inside the hollow body and presses the plunger from the partition to the hollow body, and from below the plunger interacts with the annular collar of the hollow body, restricting the axial movement of the plunger downward, while the core cutter petals are forced radially outwardly by the plunger in the annular selection of the hollow body, and in the working position the plunger has the possibility of limited axial movement upward relative to the hollow body and the release of the core breaker petals from interaction with the plunger and their radial compression inward.
RU2019127304A 2019-08-30 2019-08-30 Device for deepening of well bottom RU2713284C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127304A RU2713284C1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 Device for deepening of well bottom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127304A RU2713284C1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 Device for deepening of well bottom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2713284C1 true RU2713284C1 (en) 2020-02-04

Family

ID=69625038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019127304A RU2713284C1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 Device for deepening of well bottom

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2713284C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU927976A1 (en) * 1980-04-28 1982-05-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Hole bottom cleaning apparatus
RU2083805C1 (en) * 1994-09-06 1997-07-10 Нефтегазодобывающее управление "Чернушканефть" Акционерного общества "Пермнефть" Device for clearing bottom hole
RU2188299C2 (en) * 2000-04-27 2002-08-27 Левшин Тимофей Сергеевич Core sampler
RU78512U1 (en) * 2008-04-28 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR CLEANING WELL BORE
US20100307738A1 (en) * 2007-11-22 2010-12-09 Pierre Mouget Well cleaning apparatus
RU2618548C1 (en) * 2016-03-10 2017-05-04 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Device for cleaning bottomhole of vertical well
EA028602B1 (en) * 2015-02-16 2017-12-29 Натиг Адиль Оглы Набиев Device for cleaning well bottom

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU927976A1 (en) * 1980-04-28 1982-05-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Hole bottom cleaning apparatus
RU2083805C1 (en) * 1994-09-06 1997-07-10 Нефтегазодобывающее управление "Чернушканефть" Акционерного общества "Пермнефть" Device for clearing bottom hole
RU2188299C2 (en) * 2000-04-27 2002-08-27 Левшин Тимофей Сергеевич Core sampler
US20100307738A1 (en) * 2007-11-22 2010-12-09 Pierre Mouget Well cleaning apparatus
RU78512U1 (en) * 2008-04-28 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR CLEANING WELL BORE
EA028602B1 (en) * 2015-02-16 2017-12-29 Натиг Адиль Оглы Набиев Device for cleaning well bottom
RU2618548C1 (en) * 2016-03-10 2017-05-04 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Device for cleaning bottomhole of vertical well

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106285663B (en) Fishing type bottom sampling tool
RU176624U1 (en) CIRCULATION VALVE
RU2713284C1 (en) Device for deepening of well bottom
RU2395671C1 (en) Casing pipe perforating machine
RU2475621C1 (en) Double packer driven from rotation
RU2387791C1 (en) Downhole equipment centraliser
RU2343272C2 (en) Cementing valve of casing string
RU158017U1 (en) DEVICE FOR CLEANING BOTTOM FROM OUTSIDE OBJECTS
RU2531149C1 (en) Well preoperational clean-up device
RU52607U1 (en) HYDROMECHANICAL PACKER
RU2478163C2 (en) Tube perforator (versions)
RU46036U1 (en) PACKING AND TESTING DEVICE FOR THE ADDITIONAL CASING
RU58161U1 (en) PACKER PLUG
RU53713U1 (en) TEST PACKER
RU60606U1 (en) TEST PACKER
RU2288343C2 (en) Bailer for cleaning borehole or formation of well (variants)
RU2495227C1 (en) Packer equipment for isolating operations in well
RU156735U1 (en) PACKER HYDRAULIC MECHANICAL
RU2187623C1 (en) Circulation valve
US20240159118A1 (en) System and method to free differentially stuck pipe
CN213478308U (en) Novel perforating exploder
RU51092U1 (en) TEST PACKER
RU2290492C1 (en) Depression well bottom cleaning device
RU2553798C1 (en) Well formation development device
RU2274732C1 (en) Hydromechanical slot-like perforator