RU2733865C1 - Method and device for well shaft cleaning from plugs - Google Patents

Method and device for well shaft cleaning from plugs Download PDF

Info

Publication number
RU2733865C1
RU2733865C1 RU2020119304A RU2020119304A RU2733865C1 RU 2733865 C1 RU2733865 C1 RU 2733865C1 RU 2020119304 A RU2020119304 A RU 2020119304A RU 2020119304 A RU2020119304 A RU 2020119304A RU 2733865 C1 RU2733865 C1 RU 2733865C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
striker
head
annular
chamber
rotation
Prior art date
Application number
RU2020119304A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Владимирович Абакумов
Владимир Борисович Оснос
Алия Шарифзяновна Асылгараева
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 RU2020119304A priority Critical patent/RU2733865C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2733865C1 publication Critical patent/RU2733865C1/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
    • 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)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: group of inventions relates to oil and gas industry, namely to methods and devices for cleaning of the well shaft, including horizontal ones. Proposed method comprises lowering of case with destructing head with downhole motor to the well on the non-rotating string, which provides, during pumping of flushing liquid through drilling pipes with creation of definite pressure drop rotation of destructing head at breakage of plug. Crushing head is equipped with a central water jet channel. Pressure drop for engine pulse rotation is due to reciprocal movement of downhole motor in the form of striker, which is created at thrust of destructing head on destructed rock and partial overlapping of jetting channel. Housing from above is equipped with annular chamber interconnected with external space. Crushing head is inserted inside the housing with possibility of rotation and from above on end along perimeter is equipped with inclined on one side sampling. Thrust is pressed from above by the spring inserted into the annular chamber to the end face of the cutting head of the hollow striker. Stop upper part is tightly inserted into the annular chamber. At the lower end of the hammer there are ledges for cutting head slots inclined on one side along the perimeter. To move up the striker between the inner annular narrowing of the body and the above annular shoulder of the striker, there is an annular hydraulic chamber communicated with the inner cavity of the striker. Housing above the chamber is equipped with radial holes made with possibility to communicate with the chamber when the striker is moving upwards. On external surface of annular ledge of hammer there is an annular shaped groove made of symmetric upper and lower alternating grooves connected in series by inclined grooves through its side wall. In opposite upper grooves are inserted paired symmetrical supports of housing with possibility of successive movement.
EFFECT: enabling passage of loose plugs due to jetting action, and dense sections of plugs by means of mechanical action, without wasting energy during erosion of plug on rotation of destructing head, and in case of mechanical destruction for waterjet exposure, and in automatic mode.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам и устройствам для очистки ствола скважины, в том числе и горизонтального.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods and devices for cleaning a wellbore, including horizontal.

Известен способ очистки горизонтальных и наклонных скважин (патент RU № 2524228, МПК Е21В 21/08, опубл. 27.07.2014 Бюл. № 21), включающий создание циркуляции бурового раствора прокачиванием его через бурильную колонну с переводником, установленным в начале горизонтального участка, причем поток бурового раствора разделяют при проходе через переводник, содержащий полый корпус с радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси, на две части, при этом одну часть бурового раствора выбрасывают через радиальные каналы в виде турбулентного потока, обеспечивающего вынос частиц шлама в вертикальный участок скважины, а другую часть бурового раствора направляют в виде ламинарного потока в горизонтальный участок скважины.A known method for cleaning horizontal and inclined wells (patent RU No. 2524228, IPC E21B 21/08, publ. 07/27/2014 Bull. No. 21), including the creation of circulation of drilling mud by pumping it through the drill string with a sub installed at the beginning of the horizontal section, and the drilling fluid flow is divided when passing through the sub, containing a hollow body with radial channels made in the body at an angle of 30-60 ° to its axis, into two parts, while one part of the drilling fluid is thrown out through the radial channels in the form of a turbulent flow, providing removal cuttings particles into the vertical section of the well, and the other part of the drilling fluid is directed in the form of a laminar flow into the horizontal section of the well.

Способ реализуется при помощи переводника, включающего корпус с центральным каналом и радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси, для разделения потока бурового раствора на центральный ламинарный и турбулентный, выбрасываемый через радиальные каналы и обеспечивающий вынос частиц шлама в вертикальный участок скважины.The method is implemented using a sub, including a body with a central channel and radial channels, made in the body at an angle of 30-60 ° to its axis, for dividing the flow of drilling fluid into central laminar and turbulent, ejected through the radial channels and ensuring the removal of cuttings particles into the vertical well section.

Недостатками этого способа и устройства являются узкая область применения из-за возможности промывки только рыхлых и непротяженных пробок из-за отсутствия механического разрушения их, разброс напора жидкости по нескольким направлениям резко снижает эффективность разрушения пробки, и не предназначено для работы непосредственно в горизонтальных стволах.The disadvantages of this method and device are a narrow area of application due to the possibility of flushing only loose and non-extended plugs due to the absence of their mechanical destruction, the spread of the fluid pressure in several directions sharply reduces the effectiveness of plug destruction, and is not intended to work directly in horizontal shafts.

Известен также способ очистки ствола скважины от выбуренной породы (патент RU № 2176017, МПК Е21В 21/00, опубл. 20.11.2001 Бюл. № 32), включающий вынос ее промывочной жидкостью по затрубному пространству, причем в затрубном пространстве на интервале горизонтального участка ствола скважины в процессе бурения создают радиальное движение потока промывочной жидкости для обеспечения выноса частиц шлама в верхнюю часть радиального сечения затрубного пространства, соответствующего движению основной части потока промывочной жидкости.There is also known a method for cleaning a wellbore from cuttings (patent RU No. 2176017, IPC Е21В 21/00, publ. 20.11.2001 Bull. No. 32), including its removal by flushing fluid along the annulus, and in the annular space in the interval of the horizontal section of the wellbore wells in the process of drilling create a radial movement of the drilling fluid flow to ensure the removal of cuttings particles into the upper part of the radial section of the annular space corresponding to the movement of the main part of the drilling fluid flow.

Недостатками этого способа являются узкая область применения из-за возможности использования только во время проходки твердых пород, так как полностью отсутствует возможность гидромониторного воздействия (высокоскоростным напором жидкости) на пробку, а наличие постоянно вращающегося эксцентрика, приводимого в действие специальным двигателем (турбиной) требует высоких затрат энергии на прокачку жидкости по колонне труб.The disadvantages of this method are a narrow area of application due to the possibility of using only during the drilling of hard rocks, since there is no possibility of a jetting effect (high-speed fluid pressure) on the plug, and the presence of a constantly rotating eccentric driven by a special engine (turbine) requires high energy consumption for pumping liquid through the pipe string.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки скважин от шлама (патент RU № 2160818, МПК Е21В 21/00, опубл. 20.12.2000 Бюл. № 35), включающее не вращающиеся бурильные трубы, долото, забойный двигатель и центраторы с лопастями, расположенными под острым углом к оси бурильных труб, причем оно снабжено турбинами, установленными за центраторами с возможностью вращения вокруг своих продольных осей под действием потока промывочной жидкости, причем наружный диаметр турбин меньше наружного диаметра центраторов, а направление лопастей центраторов по ходу движения промывочной жидкости совпадает с направлением вращения долота.The closest in technical essence and the achieved result is a device for cleaning wells from cuttings (patent RU No. 2160818, IPC Е21В 21/00, publ. 20.12.2000 Bull. No. 35), including non-rotating drill pipes, a bit, downhole motor and centralizers with blades located at an acute angle to the axis of the drill pipes, and it is equipped with turbines installed behind the centralizers with the ability to rotate around their longitudinal axes under the action of the flow of flushing fluid, and the outer diameter of the turbines is less than the outer diameter of the centralizers, and the direction of the blades of the centralizers in the direction of movement of the flushing fluid coincides with the direction of rotation of the bit.

Данным устройством реализуется способ очистки скважины, включающий спуск в скважину на колонне не вращающихся бурильных труб корпуса с долотом и забойным двигателем и расположенными выше центраторами с лопастями, обрадованными турбинами, которые установлены за центраторами с возможностью вращения вокруг своих продольных осей под действием потока промывочной жидкости, причем наружный диаметр турбин меньше наружного диаметра центраторов, а направление лопастей центраторов по ходу движения промывочной жидкости совпадает с направлением вращения долота, интенсивную прокачку промывочной жидкости через бурильные трубы для обеспечения вращения забойным двигателем долота при разрушении породы на забое и вращения турбин для получения закрученного потока с приданием ему вращательно-поступательного движения.This device implements a method for cleaning a well, including lowering into the well on a string of non-rotating drill pipes with a casing with a bit and a downhole motor and centralizers located above with blades delighted by turbines, which are installed behind the centralizers with the possibility of rotation around their longitudinal axes under the action of a flow of drilling fluid, moreover, the outer diameter of the turbines is less than the outer diameter of the centralizers, and the direction of the blades of the centralizers in the direction of the drilling fluid movement coincides with the direction of rotation of the bit, intensive pumping of the drilling fluid through the drill pipes to ensure rotation by the downhole motor of the bit when the rock is destroyed at the bottom hole and rotation of the turbines to obtain a swirling flow with giving it a rotational-translational motion.

Недостатками данного устройства является узкая область применения и высокие затраты энергии так как для постоянного вращения забойного двигателя и турбин при проходке пробок требуются большие затраты энергии на прокачку жидкости, что особенно не рентабельно (и поэтому не применяется) при проходке песчаных пробок и/или проппантовых пробок после завершения гидравлического разрыва пласта (ГРП).The disadvantages of this device are a narrow field of application and high energy costs, since for the constant rotation of the downhole motor and turbines when driving plugs, high energy costs are required for pumping fluid, which is especially not cost-effective (and therefore not used) when driving sand plugs and / or proppant plugs after completion of hydraulic fracturing (hydraulic fracturing).

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание способа и устройства для очистки ствола скважины от пробок, позволяющего пройти неплотные пробки за счет гидромониторного воздействия, а плотных пробок при помощи механического воздействия, не тратя энергия при размыве пробки на вращение разрушающей головки, а при механическом разрушении на гидромониторное воздействие, причем в автоматическом режиме.The technical objective of the proposed invention is to create a method and a device for cleaning the wellbore from plugs, allowing loose plugs to pass through due to the jetting action, and dense plugs by means of mechanical action, without wasting energy when the plug is washed out on the rotation of the breaking head, and in case of mechanical destruction on the jetting impact, and in automatic mode.

Техническая задача решается способом для очистки ствола скважины от пробок, включающим спуск в скважину на колонне не вращающихся труб корпуса с разрушающей головкой с забойным двигателем, который обеспечивает во время прокачки промывочной жидкости через бурильные трубы с созданием определённого перепада давлений обеспечивает вращение разрушающей головки при разрушении пробки.The technical problem is solved by a method for cleaning the wellbore from plugs, including lowering a body with a destructive head with a downhole motor into the well on a string of non-rotating pipes, which ensures the rotation of the destructive head when the plug is destroyed while pumping the drilling fluid through the drill pipes with the creation of a certain pressure drop ...

Новым является то, что разрушающуюся головку оборудуют центральным гидромониторным каналом, а перепад давлений, достаточный для импульсного вращения двигателя, происходит благодаря возвратно-поступательному перемещения ударника, который создают при упоре разрушающей головки на разрушаемую породу и частичном перекрытии гидромониторного канала, при этом скорость спуска бурильных труб уменьшают вплоть до остановки для стабилизации частоты скачков давления на устье, а после прекращения скачков давления скорость спуска постепенно восстанавливают.What is new is that the collapsing head is equipped with a central jetting channel, and the pressure difference sufficient for the impulsive rotation of the engine is due to the reciprocating movement of the striker, which is created when the breaking head rests on the rock to be destroyed and the jet channel is partially blocked, while the speed of lowering the drilling pipes are reduced until they stop to stabilize the frequency of pressure surges at the wellhead, and after the pressure surges stop, the descent rate is gradually restored.

Техническая задача решается также устройством для очистки ствола скважины от пробок, включающим не вращающиеся трубы, корпус, разрушающую головку и забойный двигатель.The technical problem is also solved by a device for cleaning the wellbore from plugs, which includes non-rotating pipes, a housing, a destructive head and a downhole motor.

Новым является то, что корпус сверху оснащен кольцевой камерой, сообщенной с наружным пространством, разрушающаяся головка оснащена центральным гидромониторным каналом для размытия пробки, вставлена внутрь корпуса с возможностью вращения и сверху на торце по периметру оснащена наклонными с одной стороны выборками, забойный двигатель изготовлен в виде поджатого сверху пружиной, вставленной в кольцевую камеру, к торцу режущей головки полого ударника, верхней частью герметично вставленного в кольцевую камеру, причем на нижнем торце ударника расположены по периметру наклонные с одной стороны выступы под выборки режущей головки, при этом для перемещения вверх ударника между внутренним кольцевым сужением корпуса и расположенным выше кольцевым выступом ударника расположена кольцевая гидравлическая камера, сообщённая с внутренней полостью ударника, выше камеры корпус оснащен радиальными отверстиями, выполненными с возможностью сообщения с камерой при перемещении вверх ударника, на внешней поверхности кольцевого выступа которого выполнен кольцевой фигурный паз, состоящий из симметричных верхних и нижних чередующихся проточек, соединенных последовательно наклонными проточками так, что верх каждой нижней проточки соединен со следующей верхней проточкой через боковую стенку, а низ каждой верхней проточки – со следующей нижней проточкой через ее боковую стенку, причем в противоположные верхние проточки вставлены парные симметричные упоры корпуса, выполненные с возможностью последовательному перемещения по всему фигурному пазу при возвратно поступательном перемещении ударника, усилие пружины подбирают так, чтобы удерживало ударник в нижнем положении при отрытом гидромониторном канале разрушающей головки, а количество выступов ударника и соответственно выборок режущей головки не должно быть кратно двум.What is new is that the body is equipped from above with an annular chamber communicated with the outer space, the collapsing head is equipped with a central jetting channel for blurring the plug, inserted into the body with the possibility of rotation and at the top at the end along the perimeter is equipped with samples inclined on one side, the downhole motor is made in the form pressed from above by a spring inserted into the annular chamber, to the end of the cutting head of a hollow striker, hermetically inserted into the annular chamber by the upper part, and on the lower end of the striker there are projections inclined on one side for the cutter head recesses along the perimeter, while for moving up the striker between the inner with an annular narrowing of the body and an annular protrusion of the striker located above, an annular hydraulic chamber is located, communicated with the inner cavity of the striker, above the chamber, the case is equipped with radial holes designed to communicate with the chamber when the striker moves upward, on the outer surface the width of the annular protrusion of which an annular shaped groove is made, consisting of symmetrical upper and lower alternating grooves connected in series by inclined grooves so that the top of each lower groove is connected to the next upper groove through the side wall, and the bottom of each upper groove is connected to the next lower groove through it the side wall, and in the opposite upper grooves are inserted paired symmetric body stops made with the possibility of sequential movement along the entire figured groove during the reciprocating movement of the striker, the spring force is selected so that the striker is kept in the lower position when the jetting channel of the destruction head is open, and the number of protrusions striker and, accordingly, cutting head samples should not be a multiple of two.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки ствола скважины от пробок с частичным продольным разрезом.FIG. 1 shows a device for cleaning a wellbore from plugs with a partial longitudinal section.

На фиг. 2 изображен ударник в изометрии.FIG. 2 shows the striker in isometric view.

Устройство для очистки ствола скважины от пробок (не показаны) включает не вращающиеся трубы 1 (фиг. 1, показана условно), корпус 2, разрушающую головку 3 и забойный двигатель в виде ударника 4 (фиг. 1 и 2). Корпус 2 (фиг. 1) сверху оснащен кольцевой камерой 5, сообщенной с наружным пространством отверстиями 6. Разрушающаяся головка 3 оснащена центральным гидромониторным каналом 7 для размытия пробки, вставлена внутрь корпуса 2 с возможностью вращения, например, за счет наружной кольцевой выборки 8, в которую вставлен внутренний выступ 9 корпуса 2, или внутренней кольцевой выборки корпуса 2, в которую вставлен наружный выступ режущий головки 3 (на фиг. 1 не показаны), или т.п. Сверху на торце по периметру режущая головка 3 оснащена выборками 10 с наклоном 11 с одной стороны. Ударник 4 поджат сверху пружиной 12, вставленной в кольцевую камеру 5, к торцу режущей головки 3. Ударник 4 верхней частью герметично вставлен в кольцевую камеру 5. На нижнем торце ударника 4 (фиг. 2) расположены по периметру выступы 13 с наклоном 14 с одной стороны под выборки 10 (фиг. 1) режущей головки 3. Для перемещения вверх ударника 4 между внутренним кольцевым сужением 15 корпуса 2 и расположенным выше кольцевым выступом 16 ударника 4 расположена кольцевая гидравлическая камера 17, сообщённая отверстиями 18 (фиг. 1 и 2) с внутренней полостью ударника 4. Выше камеры 17 (фиг. 1) корпус 2 оснащен радиальными отверстиями 19, выполненными с возможностью сообщения с камерой 17 при перемещении вверх ударника 4. На внешней поверхности кольцевого выступа 16 (фиг. 2) ударника 4 выполнен кольцевой фигурный паз 20, состоящий из симметричных верхних 21 и нижних 22 чередующихся проточек, соединенных последовательно наклонными проточками 23 и 24 так, что верх каждой нижней проточки 22 соединен со следующей верхней проточкой 21 через боковую стенку, а низ каждой верхней проточки 21 – со следующей нижней проточкой 22 через ее боковую стенку. В противоположные верхние проточки 21 (фиг. 1) фигурного паза 20 вставлены парные симметричные упоры 25 (обычно 2 штуки для дублирования, реже - 4), например съемные винты, цилиндрические выступы, запрессованные шпильки или т.п.) корпуса 2, выполненные с возможностью последовательному перемещения по всему фигурному пазу 20 (фиг. 2) при возвратно поступательном перемещении ударника 4. Усилие пружины 12 (фиг. 2) подбирают так, чтобы удерживало ударник 4 в нижнем положении при отрытом гидромониторном канале 7 разрушающей головки 3, для обеспечения удерживания ударника 4 в нижнем положении при гидромониторном разрушении пробки. Количество выступов 13 (фиг. 2) ударника 4 и соответственно выборок 10 (фиг. 1) режущей головки 3 не должно быть кратно двум, чтобы при повороте ударника 4 (фиг. 2) при помощи фигурного паза 20 с четным количеством и верхних 21 и нижних 22 проточек, выступы 13 ударника 4 со смещением взаимодействовали выборок 10 (фиг. 1) режущей головки 3, создавая при каждом опускании ударника 4 под действием пружины 12 при помощи соответствующих наклонов 14 (фиг. 2) выступов 13 и наклонов 11 (фиг. 1) выборки 10 крутящий момент режущей головки 3 относительно корпуса 2.A device for cleaning a wellbore from plugs (not shown) includes non-rotating pipes 1 (Fig. 1, schematically shown), a housing 2, a destructive head 3 and a downhole motor in the form of a striker 4 (Figs. 1 and 2). The body 2 (Fig. 1) is equipped from above with an annular chamber 5 communicated with the outer space with openings 6. The breaking head 3 is equipped with a central hydromonitor channel 7 for blurring the plug, inserted into the body 2 for rotation, for example, due to the outer annular recess 8, in which is inserted into the inner projection 9 of the body 2, or the inner annular recess of the body 2, into which the outer projection of the cutting head 3 is inserted (not shown in Fig. 1), or the like. At the top of the perimeter end, the cutting head 3 is equipped with recesses 10 with a slope 11 on one side. The striker 4 is pressed from above by the spring 12 inserted into the annular chamber 5 to the end of the cutting head 3. The striker 4 is hermetically inserted into the annular chamber 5. At the lower end of the striker 4 (Fig. 2), projections 13 are located along the perimeter with an inclination 14 with one side for the recess 10 (Fig. 1) of the cutting head 3. To move up the striker 4 between the inner annular constriction 15 of the housing 2 and the annular protrusion 16 of the striker 4 located above, there is an annular hydraulic chamber 17 communicated with the holes 18 (Figs. 1 and 2) with the inner cavity of the striker 4. Above the chamber 17 (Fig. 1), the body 2 is equipped with radial holes 19 made with the possibility of communicating with the chamber 17 when the striker moves upward. On the outer surface of the annular protrusion 16 (Fig. 2) of the striker 4 there is an annular shaped groove 20, consisting of symmetrical upper 21 and lower 22 alternating grooves connected in series by inclined grooves 23 and 24 so that the top of each lower groove 22 is connected with the next upper groove 21 through the side wall, and the bottom of each upper groove 21 with the next lower groove 22 through its side wall. In the opposite upper grooves 21 (Fig. 1) of the shaped groove 20, paired symmetric stops 25 are inserted (usually 2 pieces for duplication, less often 4), for example, removable screws, cylindrical protrusions, pressed-in pins, or the like) of the body 2, made with the possibility of sequential movement along the entire figured groove 20 (Fig. 2) with the reciprocating movement of the striker 4. The force of the spring 12 (Fig. 2) is selected so as to hold the striker 4 in the lower position when the jetting channel 7 of the destructive head 3 is open to ensure retention striker 4 in the lower position during the jetting destruction of the plug. The number of protrusions 13 (Fig. 2) of the striker 4 and, accordingly, the recesses 10 (Fig. 1) of the cutting head 3 should not be a multiple of two, so that when the striker 4 is turned (Fig. 2) with the help of a shaped groove 20 with an even number of upper 21 and of the lower 22 grooves, the projections 13 of the striker 4 with displacement interacted with the recesses 10 (Fig. 1) of the cutting head 3, creating each time the striker 4 is lowered under the action of the spring 12 by means of the corresponding slopes 14 (Fig. 2) of the protrusions 13 and inclinations 11 (Fig. 1) sampling 10 the torque of the cutting head 3 relative to the body 2.

Разрушающая головка 3 может быть снабжена режущими зубьями 26 любой конструкции (авторы на это не претендуют).The destructive head 3 can be equipped with cutting teeth 26 of any design (the authors do not pretend to be).

Конструктивные элементы, технологические соединения и уплотнения, не влияющие на работоспособность способа и устройства, на фигурах 1 и 2 не показаны или показаны условно.Structural elements, process connections and seals that do not affect the performance of the method and device are not shown in Figures 1 and 2, or are shown conditionally.

Способ для очистки ствола скважины от пробок реализуется в следующей последовательности.The method for cleaning the wellbore from plugs is implemented in the following sequence.

Часто после технологических работ для воздействия на продуктивный пласт (например, ГРП, кислотная обработка, осаждение породы и/или т.п.) в столе ствола скважины образуются пробки (особенно в горизонтальных и субгоризонтальных стволах). Для очистки ствола скважины устройство в сборе при помощи корпуса 2 соединяют с колонной не вращающихся труб 1, на которых спускают в скважину интервал нахождения пробки. Через колонну труб промывочную жидкость нагнетают с устья (не показано) скважины. Жидкость, проходя через корпус 2 и полость ударника 4, при помощи центрального гидромониторного канала 7 разрушающей головки 3 создавая высокоскоростной напор, разрушающей слабо скрепленные частицы пробки, который на поверхность по межтрубному пространству (между колонной труб 1 и стенками скважины). При этом колонну труб 1 спускают в скважину для перемещения устройства в сторону забоя скважины, а пружина 12 удерживает ударник 4 в нижнем положении с опорой на разрушающуюся головку 3. При приближении к более плотному участку пробки, для разрушения которой одного высокоскоростного напора жидкости из гидромониторного канала 7 недостаточно, разрушающая головка 3 опирается на пробку, частично или полностью перекрывая гидромониторный канал 7. В результате внутри колонны труб 1 и ударника 4 начинает расти давление относительно межтрубного пространства, сообщенного с кольцевой камерой 5 отверстиями 6. Также начинает расти давление в гидравлической камере 17, сообщённой отверстиями 18 (фиг. 1 и 2) с внутренней полостью ударника 4 и расположенной между внутренним кольцевым сужением 15 (фиг. 1) корпуса 2 и кольцевым выступом 16 ударника 4. Под действием избыточного давления в камера 17 ударник 4 перемещается вверх, преодолевая усилие пружины 12. При этом упоры 5, перемещаясь по фигурному пазу 20 (фиг. 2) из верхней части верхней проточки 21 по наклонной проточке 24 в нижнюю часть нижний проточки 22, поворачивают ударник 4 относительно корпуса 2 (фиг. 1) и разрушающей головки 3. После подъема ударника 4 и сообщения камеры 17 с радиальными отверстиями 19 корпуса 2 давление в камере 17 сбрасывается через них в межтрубное пространство и выравнивается с давлением в кольцевой камере 5. В результате под действием разжимающийся пружины 12 ударник 4 перемежается вниз наклоном 14 (фиг. 2) выступа 13 взаимодействует с наклоном 11 (фиг. 1) выборки 10 разрушающей головки 3, передавая продольную и вращающую ударную нагрузку относительно корпуса 2. При этом упоры 5, перемещаясь по фигурному пазу 20 (фиг. 2) из нижней части нижней проточки 22 по наклонной проточке 23 в верхнюю часть верхней проточки 21, опять поворачивают ударник 4 относительно корпуса 2 (фиг. 1) и разрушающей головки 3. При ударе и повороте разрушающей головки 3 (например, благодаря кольцевой выборки 8 и внутреннему выступу 9 корпуса 2) режущие зубья 26 разрушают плотную породу пробки, которая вымывается через гидромониторный канал 7 по межтрубному пространству на поверхность скважины. Если канал 7 полностью не открылся, то ударник 4 продолжает возвратно-поступательные движения, передавая ударные и вращательные усилия разрушающей головке 3 импульсно. Чем сильнее перекрыт канал 7 (чем плотнее порода пробки, тем сильнее перекрывается канал 7), тем быстрее растет давление в камере 17 и выше частота ударных импульсов. Это фиксируется снижение веса колонны труб 1 на устьевом индикаторе веса (не показан) и скачками давления (импульсами) на устьевом индикаторе давления (не показан) внутри колонны труб 1. Чтобы исключить большой нагрузки на разрушающую головку 3 скорость спуска колонны труб 1 уменьшают, чтобы не увеличивать частоту импульсов давления, что фиксируется стабилизацией частоты скачков давления на устье. Если частота импульсов давления продолжает расти, то спуск останавливают до прекращения скачков давления и его стабилизации, что свидетельствует о механическом разрушении пробки режущими зубьями 26. После чего скорость спуска постепенно восстанавливают. При дальнейшем взаимодействии с плотными участками пробки способ реализует в такой же последовательности с учетом частоты скачков давления на устье.Often after technological work to stimulate the reservoir (for example, hydraulic fracturing, acidizing, sedimentation, etc.) plugs are formed in the wellbore table (especially in horizontal and sub-horizontal wellbores). To clean the wellbore, the assembled device with the help of the housing 2 is connected to the string of non-rotating pipes 1, on which the interval where the plug is located is lowered into the well. Flushing fluid is pumped through the pipe string from the wellhead (not shown). The liquid, passing through the body 2 and the cavity of the striker 4, using the central jetting channel 7 of the destructive head 3, creating a high-speed pressure that destroys the weakly bonded plug particles, which is on the surface along the annular space (between the pipe string 1 and the walls of the well). In this case, the string of pipes 1 is lowered into the well to move the device towards the bottom of the well, and the spring 12 holds the striker 4 in the lower position with support on the collapsing head 3. When approaching a denser section of the plug, for the destruction of which one high-speed liquid pressure from the jet channel 7 is not enough, the breaking head 3 rests on the plug, partially or completely blocking the jetting channel 7. As a result, the pressure inside the pipe string 1 and the striker 4 begins to build up pressure relative to the annular space communicated with the annular chamber 5 by holes 6. The pressure in the hydraulic chamber 17 also begins to rise communicated by holes 18 (Fig. 1 and 2) with the inner cavity of the striker 4 and located between the inner annular constriction 15 (Fig. 1) of the body 2 and the annular protrusion 16 of the striker 4. Under the action of excess pressure in the chamber 17, the striker 4 moves upward, overcoming spring force 12. In this case, the stops 5, moving along the figured groove 20 (Fig. 2) from the upper part of the upper groove 21 along the inclined groove 24 to the lower part of the lower groove 22, rotate the striker 4 relative to the body 2 (Fig. 1) and the destructive head 3. After lifting the striker 4 and communicating the chamber 17 with the radial holes 19 of the body 2, the pressure in the chamber 17 is dropped through them into the annular space and is aligned with the pressure in the annular chamber 5. As a result, under the action of the expanding spring 12, the striker 4 is interspersed with a downward slope 14 (Fig. 2) of the projection 13 interacts with the slope 11 (Fig. 1) of the destructive recess 10 head 3, transmitting the longitudinal and rotational shock load relative to the body 2. In this case, the stops 5, moving along the figured groove 20 (Fig. 2) from the lower part of the lower groove 22 along the inclined groove 23 to the upper part of the upper groove 21, again rotate the striker 4 relative to body 2 (Fig. 1) and destructive head 3. Upon impact and rotation of the destructive head 3 (for example, thanks to the annular recess 8 and the internal protrusion 9 of the body whisker 2) cutting teeth 26 destroy the dense rock of the plug, which is washed out through the jetting channel 7 along the annular space to the surface of the well. If the channel 7 has not completely opened, then the striker 4 continues reciprocating movements, transferring the shock and rotational forces to the breaking head 3 in impulse. The more the channel 7 is blocked (the denser the plug rock, the more the channel 7 is blocked), the faster the pressure in the chamber 17 grows and the higher the frequency of shock pulses. This is recorded by a decrease in the weight of the pipe string 1 on the wellhead weight indicator (not shown) and pressure surges (pulses) on the wellhead pressure indicator (not shown) inside the pipe string 1. To eliminate a large load on the breaking head 3, the running speed of the pipe string 1 is reduced so that not to increase the frequency of pressure pulses, which is fixed by stabilizing the frequency of pressure surges at the wellhead. If the frequency of pressure pulses continues to increase, then the descent is stopped until the pressure surges stop and stabilize, which indicates the mechanical destruction of the plug by the cutting teeth 26. After that, the descent rate is gradually restored. With further interaction with dense sections of the plug, the method is implemented in the same sequence, taking into account the frequency of pressure surges at the wellhead.

Сочетая прохождение при помощи гидромониторной струи и механического разрушения режущими зубьями 26 пробок, очищают весь ствол скважины до забоя за один проход. При испытаниях способа и устройства на месторождениях Республики Татарстан ни одной аварийной ситуации не произошло, все пробки в горизонтальных и вертикальных стволах скважины были пройдены за один проход.Combining the passage with the help of a water jet and mechanical destruction of 26 plugs with cutting teeth, the entire wellbore is cleaned to the bottom in one pass. When testing the method and device at the fields of the Republic of Tatarstan, not a single emergency situation occurred, all plugs in the horizontal and vertical wellbores were drilled in one pass.

Предлагаемые способ и устройство для очистки ствола скважины от пробок позволяет пройти неплотные пробки за счет гидромониторного воздействия, а плотные участки пробок при помощи механического воздействия, не тратя энергия при размыве пробки на вращение разрушающей головки, а при механическом разрушении на гидромониторное воздействие, причем в автоматическом режиме за счет частичного или полного перекрытия породой пробки гидромониторного канала.The proposed method and device for cleaning the wellbore from plugs allows loose plugs to pass through due to the jetting action, and dense sections of plugs with the help of mechanical action, without wasting energy when the plug is washed out on the rotation of the breaking head, and in case of mechanical destruction on the jetting action, and in automatic mode due to partial or complete blocking of the jetting channel plug by the rock.

Claims (2)

1. Способ для очистки ствола скважины от пробок, включающий спуск в скважину на колонне невращающихся труб корпуса с разрушающей головкой с забойным двигателем, который обеспечивает во время прокачки промывочной жидкости через бурильные трубы с созданием определённого перепада давления вращение разрушающей головки при разрушении пробки, отличающийся тем, что разрушающую головку оборудуют центральным гидромониторным каналом, а перепад давления, достаточный для импульсного вращения двигателя, происходит благодаря возвратно-поступательному перемещению забойного двигателя в виде ударника, который создают при упоре разрушающей головки на разрушаемую породу и частичном перекрытии гидромониторного канала, при этом скорость спуска бурильных труб уменьшают вплоть до остановки для стабилизации частоты скачков давления на устье, а после прекращения скачков давления скорость спуска постепенно восстанавливают.1. A method for cleaning a wellbore from plugs, including lowering a casing with a destructive head with a downhole motor into the well on a string of non-rotating pipes, which ensures rotation of the destructive head during pumping of the drilling fluid through the drill pipes with the creation of a certain pressure drop when the plug is destroyed, characterized by that the breaking head is equipped with a central jetting channel, and the pressure drop sufficient for the impulse rotation of the engine occurs due to the reciprocating movement of the downhole motor in the form of a striker, which is created when the breaking head rests on the rock to be destroyed and the jetting channel is partially blocked, while the descent rate drill pipes are reduced until they stop to stabilize the frequency of pressure surges at the wellhead, and after the pressure surges stop, the lowering speed is gradually restored. 2. Устройство для очистки ствола скважины от пробок, включающее невращающиеся трубы, корпус, разрушающую головку и забойный двигатель, отличающееся тем, что корпус сверху оснащен кольцевой камерой, сообщенной с наружным пространством, разрушающая головка оснащена центральным гидромониторным каналом для размытия пробки, вставлена внутрь корпуса с возможностью вращения и сверху на торце по периметру оснащена наклонными с одной стороны выборками, забойный двигатель изготовлен в виде поджатого сверху пружиной, вставленной в кольцевую камеру, к торцу режущей головки полого ударника, верхней частью герметично вставленного в кольцевую камеру, причем на нижнем торце ударника расположены по периметру наклонные с одной стороны выступы под выборки режущей головки, при этом для перемещения вверх ударника между внутренним кольцевым сужением корпуса и расположенным выше кольцевым выступом ударника расположена кольцевая гидравлическая камера, сообщённая с внутренней полостью ударника, выше камеры корпус оснащен радиальными отверстиями, выполненными с возможностью сообщения с камерой при перемещении вверх ударника, на внешней поверхности кольцевого выступа которого выполнен кольцевой фигурный паз, состоящий из симметричных верхних и нижних чередующихся проточек, соединенных последовательно наклонными проточками так, что верх каждой нижней проточки соединен со следующей верхней проточкой через боковую стенку, а низ каждой верхней проточки – со следующей нижней проточкой через ее боковую стенку, причем в противоположные верхние проточки вставлены парные симметричные упоры корпуса, выполненные с возможностью последовательному перемещения по всему фигурному пазу при возвратно-поступательном перемещении ударника, усилие пружины подбирают так, чтобы удерживать ударник в нижнем положении при отрытом гидромониторном канале разрушающей головки, а количество выступов ударника и соответственно выборок режущей головки не должно быть кратно двум.2. A device for cleaning the wellbore from plugs, including non-rotating pipes, a body, a destructive head and a downhole motor, characterized in that the body is equipped with an annular chamber from above, communicated with the outer space, the destructive head is equipped with a central jetting channel to erode the plug, inserted into the body with the possibility of rotation and from above at the end along the perimeter it is equipped with recesses inclined on one side, the downhole motor is made in the form of a hollow striker pressed from above by a spring inserted into the annular chamber, to the end of the cutting head of a hollow striker, hermetically inserted into the annular chamber by the upper part, and at the lower end of the striker located along the perimeter, inclined on one side of the protrusions for the recesses of the cutting head, while for moving up the striker between the inner annular constriction of the body and the annular protrusion of the striker located above the annular protrusion of the striker, there is an annular hydraulic chamber communicated with the inner cavity of the striker, above the core chamber The pus is equipped with radial holes designed to communicate with the camera when the striker moves upwards, on the outer surface of the annular protrusion of which an annular shaped groove is made, consisting of symmetrical upper and lower alternating grooves connected in series with inclined grooves so that the top of each lower groove is connected to the next the upper groove through the side wall, and the bottom of each upper groove - with the next lower groove through its side wall, and in the opposite upper grooves there are paired symmetrical body stops made with the possibility of sequential movement along the entire figured groove during the reciprocating movement of the striker, the spring force are selected so as to keep the striker in the lower position when the jetting channel of the destruction head is open, and the number of protrusions of the striker and, accordingly, of the cutting head samples should not be a multiple of two.
RU2020119304A 2020-06-10 2020-06-10 Method and device for well shaft cleaning from plugs RU2733865C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119304A RU2733865C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Method and device for well shaft cleaning from plugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119304A RU2733865C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Method and device for well shaft cleaning from plugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2733865C1 true RU2733865C1 (en) 2020-10-07

Family

ID=72926830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020119304A RU2733865C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Method and device for well shaft cleaning from plugs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2733865C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754752C1 (en) * 2021-03-24 2021-09-07 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Water jet tool for bottomhole cleaning
CN114053922A (en) * 2021-10-14 2022-02-18 湖南星蓝肥业有限公司 Preparation is thoughtlessly fertile with doing mix device that thoughtlessly mixes

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010944C1 (en) * 1991-12-28 1994-04-15 Алексей Алексеевич Ефимкин Method of recovering lost circulation in oil-and-gas production well and device to exercise it
RU2160818C1 (en) * 1999-04-19 2000-12-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Gear to clean holes from mud
WO2012150864A1 (en) * 2011-05-04 2012-11-08 Aker Well Service As Method and device for cleaning the upper portion of a well
RU187574U1 (en) * 2019-01-10 2019-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" DEVICE FOR THE ELIMINATION OF SOLID TUBES
RU2715003C1 (en) * 2019-07-31 2020-02-21 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method of cleaning well from sand plug and jet gun nozzle for its implementation
RU196747U1 (en) * 2019-11-19 2020-03-13 Тимофей Евгеньевич Гресюк WELL CLEANING DEVICE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010944C1 (en) * 1991-12-28 1994-04-15 Алексей Алексеевич Ефимкин Method of recovering lost circulation in oil-and-gas production well and device to exercise it
RU2160818C1 (en) * 1999-04-19 2000-12-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Gear to clean holes from mud
WO2012150864A1 (en) * 2011-05-04 2012-11-08 Aker Well Service As Method and device for cleaning the upper portion of a well
RU187574U1 (en) * 2019-01-10 2019-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" DEVICE FOR THE ELIMINATION OF SOLID TUBES
RU2715003C1 (en) * 2019-07-31 2020-02-21 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method of cleaning well from sand plug and jet gun nozzle for its implementation
RU196747U1 (en) * 2019-11-19 2020-03-13 Тимофей Евгеньевич Гресюк WELL CLEANING DEVICE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754752C1 (en) * 2021-03-24 2021-09-07 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Water jet tool for bottomhole cleaning
CN114053922A (en) * 2021-10-14 2022-02-18 湖南星蓝肥业有限公司 Preparation is thoughtlessly fertile with doing mix device that thoughtlessly mixes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2633904C1 (en) Sectional sand jet perforator
CN111148885B (en) Downhole oscillation device
CA2543423C (en) Running and cementing tubing
US8844622B2 (en) Wellbore cleaning method and apparatus
US6832655B2 (en) Method for cleaning gravel packs
CA2710281C (en) Pulse rate of penetration enhancement device and method
RU2733865C1 (en) Method and device for well shaft cleaning from plugs
EA002944B1 (en) Method of creating a wellbore
GB2483948A (en) Longitudinal pulse generator
CN111577173A (en) Self-rotating-magnetic-transmission underground detritus bed removing tool
CA2928612A1 (en) Reciprocating wellbore obstruction-clearing tool and bailer
US8074717B2 (en) Drilling method and downhole cleaning tool
RU2499887C1 (en) Adaptive control method of well drilling conditions, and bit for its implementation
US11879314B2 (en) System for setting a lower completion and cleaning a casing above the lower completion
RU81517U1 (en) DEVICE FOR THE INFLUENCE OF A PULSE-RINSING WELL ON THE BOTTOM OF A WELL
WO2020219034A1 (en) Apparatus and method for behind casing washout
RU2703013C1 (en) Method for drilling of process equipment elements in well
US20240175326A1 (en) Angled drill pipe nozzle assemblies
RU2571475C1 (en) Jetting rope scraper
RU2166061C2 (en) Procedure to clean shaft of borehole
US11753894B1 (en) Downhole through-tubing vibration tool, system and method
RU2762900C1 (en) Method for secondary penetration of a layer
RU2796716C1 (en) Well expander
RU2061848C1 (en) Device for well shooting
RU2189432C2 (en) Device for treatment of well walls