RU2738501C1 - Downhole filter cleaning device - Google Patents
Downhole filter cleaning device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738501C1 RU2738501C1 RU2020114649A RU2020114649A RU2738501C1 RU 2738501 C1 RU2738501 C1 RU 2738501C1 RU 2020114649 A RU2020114649 A RU 2020114649A RU 2020114649 A RU2020114649 A RU 2020114649A RU 2738501 C1 RU2738501 C1 RU 2738501C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- downhole
- brush
- brushes
- drive
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
- E21B37/08—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells cleaning in situ of down-hole filters, screens, e.g. casing perforations, or gravel packs
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)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, конкретно к очистке скважных фильтров от кольматации.The invention relates to the oil and gas industry, specifically to the cleaning of downhole filters from clogging.
Известен акустический метод декольматации фильтра при помощи магнитострикционных или пьезоэлектрических излучателей ультразвуковых колебаний (см. кн. «Восстановление дебита водозаборных скважин» М.: Агропромиздат, 1987 г. Авторы B.C. Алексеев, В.Г. Гребенников, стр. 156). Способ обладает широким спектром частот излучаемых колебаний, возможностью генерировать кавитационный поток жидкости высокой энергии, что позволяет разрушать кольматанты различных типов. Кроме этого, при генерировании ультразвуковых колебаний в жидкой среде имеет место эффект ее обеззараживания и подавления развития биологических организмов. Недостатком способа является то, что для его применения требуется демонтаж водоподъемного оборудования каждый раз, когда производительность скважины снижается до критического уровня.Known acoustic method decolmatation filter using magnetostrictive or piezoelectric emitters of ultrasonic vibrations (see the book. "Restoration of the flow rate of water wells" M .: Agropromizdat, 1987, Authors B.C. Alekseev, V.G. Grebennikov, p. 156). The method has a wide spectrum of frequencies of the emitted vibrations, the ability to generate a high-energy cavitation flow of liquid, which allows destruction of bridging agents of various types. In addition, when ultrasonic vibrations are generated in a liquid medium, there is an effect of its disinfection and suppression of the development of biological organisms. The disadvantage of this method is that its application requires the dismantling of the water-lifting equipment every time the well productivity decreases to a critical level.
Известны способ и устройство для регулярной очистки прифильтровой зоны вертикальных скважин без демонтажа водоподъемного оборудования по патенту РФ №2612046. Устройство содержит акустический излучатель и средство его доставки в виде лифтового оборудования, которые расположены внутри фильтрового пространства и соединены соответственно кабелем электрической связи с пультом управления лифтовым оборудованием и генератором высокочастотных электрических колебаний. Пульт управления и генератор электрических колебаний находятся на поверхности земли. Лифтовое оборудование закреплено на нижней части погружного насоса и производит возвратно-поступательное перемещение (верх-вниз и обратно) акустического излучателя вдоль оси скважинного фильтра.The known method and device for regular cleaning of the near-filter zone of vertical wells without dismantling the water-lifting equipment according to RF patent No. 2612046. The device contains an acoustic emitter and its delivery means in the form of lift equipment, which are located inside the filter space and are connected, respectively, by an electrical connection cable with the lift equipment control panel and a generator of high-frequency electrical oscillations. The control panel and the generator of electrical oscillations are located on the ground. The lift equipment is fixed on the lower part of the submersible pump and produces a reciprocating movement (up-down and back) of the acoustic radiator along the axis of the downhole filter.
Акустический излучатель состоит из цепочки связанных между собой секторов (блоков), расположенных вдоль оси фильтра и выполненных из герметичных цилиндрических корпусов, оси симметрии которых перпендикулярны оси фильтра. В корпусе каждого блока установлены две ультразвуковые колебательные системы, работа которых основана на применении пьезоэлектрических (пьезокерамических) или магнитострикционных преобразователей электрических колебаний в механические. Рабочие поверхности волноводов-инструментов (источники ультразвуковых колебаний) направлены в противоположные стороны на внутреннюю поверхность фильтра. Оси симметрии блоков относительно друг друга расположены под углом равным кратному от деления 180° на их количество (по типу кругового веера). В зависимости от размера проекции ультразвукового потока (от одного источника) на внутреннюю поверхность фильтра устанавливают такое количество блоков, при котором суммарный ультразвуковой поток (от всех источников) при перемещении акустического излучателя воздействует на всю внутреннюю поверхность фильтра. Цепочка блоков в виде гирлянды фиксируется вдоль оси фильтра с помощью двух веерных наборов гибких стержней-центраторов расположенных перпендикулярно оси фильтра в верхней и нижней части гирлянды.The acoustic radiator consists of a chain of interconnected sectors (blocks) located along the filter axis and made of sealed cylindrical housings, the symmetry axes of which are perpendicular to the filter axis. In the case of each unit, two ultrasonic oscillatory systems are installed, the operation of which is based on the use of piezoelectric (piezoceramic) or magnetostrictive transducers of electrical vibrations into mechanical ones. The working surfaces of the waveguides-instruments (sources of ultrasonic vibrations) are directed in opposite directions to the inner surface of the filter. The axes of symmetry of the blocks relative to each other are located at an angle equal to a multiple of dividing 180 ° by their number (like a circular fan). Depending on the size of the projection of the ultrasonic flow (from one source), such a number of blocks are installed on the inner surface of the filter, at which the total ultrasonic flow (from all sources), when moving the acoustic emitter, affects the entire inner surface of the filter. A chain of blocks in the form of a garland is fixed along the filter axis using two fan-shaped sets of flexible centralizer rods located perpendicular to the filter axis in the upper and lower parts of the garland.
Недостаток данного акустического излучателя заключается в том, что при малых размерах внутреннего диаметра скважинного фильтра возможно применение только малогабаритных ультразвуковых колебательных систем с ограниченными размерами рабочей поверхности волновода-инструмента. Такие источники ультразвуковых колебаний имеют небольшие размеры проекции ультразвукового потока на фильтр, поэтому требуется большое количество блоков ультразвуковых преобразователей, что значительно усложняет конструкцию акустического излучателя.The disadvantage of this acoustic emitter is that with small dimensions of the inner diameter of the borehole filter, it is possible to use only small-sized ultrasonic oscillatory systems with limited dimensions of the working surface of the waveguide-tool. Such sources of ultrasonic vibrations have small dimensions of the projection of the ultrasonic flow onto the filter; therefore, a large number of ultrasonic transducer units are required, which significantly complicates the design of the acoustic emitter.
Известно устройство для очистки скважинного фильтра по патенту РФ №2672074, МПК Е21В 37/08, опубл. 09.11.2018 г., прототип.Known device for cleaning the well filter according to RF patent No. 2672074, IPC E21B 37/08, publ. 11/09/2018, prototype.
Это устройство содержит один блок ультразвуковых преобразователей, сверху и снизу блока устанавливают опорные плиты, узел вращения и электродвигатель. Устройство имеет вид гирлянды из следующих последовательно соединенных между собой элементов: верхняя опорная плита, узел вращения, блок ультразвуковых преобразователей, электродвигатель и нижняя опорная плита. Опорные плиты расположены перпендикулярно оси фильтра и по периметру имеют гибкие стержни-центраторы. С помощью электродвигателя производят вращательные колебания блока на угол равный 180° по типу часового маятника, при этом ультразвуковые потоки жидкости от рабочих поверхностей волноводов-инструментов сканируют внутреннюю поверхность фильтра по всей окружности фильтра на 360°. Одновременно с этим процессом, с помощью средства доставки осуществляют возвратно-поступательные перемещения акустического излучателя вдоль оси фильтра. Таким образом, обеспечивают последовательную обработку всей внутренней поверхности скважинного фильтра направленными ультразвуковыми потоками жидкости и регулярную очистку прифильтровой зоны скважины без демонтажа водоподъемного оборудования.This device contains one unit of ultrasonic transducers, base plates, a rotation unit and an electric motor are installed above and below the unit. The device has the form of a garland of the following elements connected in series: an upper base plate, a rotation unit, a unit of ultrasonic transducers, an electric motor and a lower base plate. The base plates are located perpendicular to the filter axis and have flexible centralizing rods around the perimeter. With the help of an electric motor, rotational oscillations of the unit are produced at an angle equal to 180 °, like a clock pendulum, while ultrasonic flows of liquid from the working surfaces of the waveguides-instruments scan the inner surface of the filter along the entire circumference of the filter by 360 °. Simultaneously with this process, using the delivery means, reciprocating movements of the acoustic emitter along the filter axis are carried out. Thus, they provide consistent treatment of the entire inner surface of the well filter with directed ultrasonic fluid flows and regular cleaning of the near-filter zone of the well without dismantling the water-lifting equipment.
В качестве ультразвукового преобразователя используют ультразвуковую колебательную систему с большой амплитудой колебания, описанную в патенте РФ №2465071. Конструкция колебательной системы имеет форму тела вращения и состоит из, по крайней мере, двух дисковых пьезоэлементов расположенных между отражающей и концентрирующей накладкой с волноводом-инструментом на конце в форме диска. Пьезоэлементы и накладки размещены в цилиндрическом стакане с резьбовыми стяжками по торцам. При подаче на пьезоэлементы электрических импульсов формируются механические ультразвуковые колебания, которые через концентрирующую накладку передаются на рабочую поверхность волновода-инструмента.As an ultrasonic transducer, an ultrasonic vibrating system with a large vibration amplitude is used, as described in RF patent No. 2465071. The design of the oscillating system has the shape of a body of revolution and consists of at least two disk piezoelectric elements located between the reflective and concentrating pad with a waveguide-tool at the end in the shape of a disk. Piezoelectric elements and overlays are placed in a cylindrical glass with threaded ties at the ends. When electric pulses are applied to the piezoelectric elements, mechanical ultrasonic vibrations are formed, which are transmitted through a concentrating pad to the working surface of the waveguide-instrument.
Недостатки: не проработаны средства доставки и не используется механическая обработка скважинного фильтра.Disadvantages: delivery systems have not been developed and no mechanical treatment of the well screen is used.
Известно устройство для очистки скважинного фильтра по патенту РФ №2392178, МПК Е21В 37/08, опубл. 27.09.2009 г., прототип.Known device for cleaning the well filter according to RF patent No. 2392178, IPC E21B 37/08, publ. 09/27/2009, prototype.
Это устройство для очистки скважинного фильтра, включающее блок управления на поверхности, и скважинную часть устройства, содержащую блок щеток с приводом блока и генератор колебаний, установленный в герметичном корпусе и средство доставки на забой скважины и подвода электроэнергии, при этом в качестве средства доставки и подвода электроэнергии используют геофизический кабель, генератор колебаний установлен в герметичном корпусеThis is a device for cleaning a downhole filter, including a control unit on the surface, and a downhole part of the device containing a brush unit with a drive unit and an oscillator installed in a sealed housing and a means for delivering to the bottom of the well and supplying electricity, while serving as a means of delivery and supply electricity use a geophysical cable, the oscillator is installed in a sealed case
Недостатки:Disadvantages:
- отсутствие контроля работы устройства,- lack of control over the operation of the device,
- отсутствие эффективного управления процессом очистки,- lack of effective management of the cleaning process,
- невозможность точно согласовать работу двух гребных винтов и исключить скручивание геофизического кабеля.- impossibility of precisely coordinating the work of two propellers and excluding twisting of the geophysical cable.
Задачи создания изобретения: обеспечение визуального контроля положения устройства и обеспечение контроля и управления процессом очистки.Tasks of the invention: provision of visual control of the position of the device and provision of control and management of the cleaning process.
Достигнутые технические результаты: обеспечение контроля положения устройства, основных параметров его работы и эффективного управления процессом очистки.The achieved technical results: ensuring control of the device position, the main parameters of its operation and effective control of the cleaning process.
Решение указанных задач достигнуто в устройстве для очистки скважинного фильтра, включающем блок управления на поверхности, и скважинную часть устройства, содержащую блок щеток и установленные в герметичном корпусе привод блока, генератор колебаний, средство доставки скважинной части устройства на забой скважины, при этом в качестве средства доставки используют геофизический кабель, тем, что блок управления выполнен в виде системного блока с монитором, а в скважинной части устройства установлены фиксирующий блок, привод блока щеток соединен с блоком щеток через механизм передачи, имеющий один входной вал и два выходных, щеточный блок выполнен в виде двух щеточных дисков, скважинные датчики и скважинный контроллер датчиков, к входу в который они присоединены, а выход которого соединен через геофизический кабель с системным блоком, а также установлен скважинный контроллер управления, соединенный скважинной линией управления с фиксирующим блоком, генератором колебаний, приводом блока щеток и с геофизическим кабелем и далее - с системным блоком, блок щеток выполнен в виде двух щеточных дисков, выполненных с возможностью вращения в противоположные стороны и имеющих щетки в форме сектора с проволокой, и держателем, в котором выполнено отверстие продолговатой формы, через которое проходит цилиндрический шарнир, щеточные диски содержат радиальные штоки, установленные внутри цилиндров и имеющие упоры, концентрично радиальным штокам установлены пружины, упирающиеся в упоры и держатели.The solution to these problems has been achieved in a device for cleaning a downhole filter, including a control unit on the surface, and a downhole part of the device containing a brush unit and a unit drive, an oscillation generator, a means for delivering the downhole part of the device to the bottom of the well, installed in a sealed housing deliveries use a geophysical cable, in that the control unit is made in the form of a system unit with a monitor, and a fixing unit is installed in the downhole part of the device, the drive of the brush unit is connected to the brush unit through a transmission mechanism having one input shaft and two output ones, the brush unit is made in in the form of two brush disks, downhole sensors and a downhole sensor controller, to the input of which they are connected, and the output of which is connected via a geophysical cable to the system unit, and a downhole control controller is installed, connected by a downhole control line with a fixing unit, an oscillation generator, a block drive scho to and with a geophysical cable and then - with a system unit, the brush unit is made in the form of two brush disks, made with the possibility of rotation in opposite directions and having brushes in the form of a sector with a wire, and a holder in which an oblong-shaped hole is made through which passes a cylindrical hinge, brush disks contain radial rods installed inside the cylinders and having stops, springs are installed concentrically with the radial rods, abutting against the stops and holders.
Механизм передачи может быть выполнен в виде дифференциального планетарного редуктора или мультипликатора, имеющего один входной и два выходных вала.The transmission mechanism can be made in the form of a differential planetary gearbox or multiplier with one input and two output shafts.
В качестве генератора колебаний может быть применен ультразвуковой генератор.An ultrasonic generator can be used as a vibration generator.
В качестве генератора колебаний может быть применен вибратор.A vibrator can be used as an oscillator.
Геофизический кабель может быть подключен через кабельный наконечник к генератору колебаний, приводу блока щеток и блоку фиксации.The geophysical cable can be connected via a cable lug to the oscillator, the drive of the brush unit and the fixation unit.
Герметичный корпус может быть выполнен с компенсатором давления и температурного расширения.The hermetically sealed body can be made with a pressure and thermal expansion compensator.
Блок щеток может быть выполнен с возможностью создания вращательного и колебательного движений.The unit of brushes can be configured to create rotational and oscillatory movements.
На поверхности может быть установлен модем, соединенный с системным блоком и сетью «Интернет».A modem can be installed on the surface, connected to the system unit and the Internet.
Сущность изобретения поясняется на чертежах (фиг. 1…5), где:The essence of the invention is illustrated in the drawings (Fig. 1 ... 5), where:
- на фиг. 1 приведена общая схема устройства очистки скважинного фильтра, включая часть на поверхности и скважинная часть;- in Fig. 1 shows a general diagram of a downhole filter cleaning device, including a surface part and a downhole part;
- на фиг. 2 приведена скважинная часть устройства первый вариант;- in Fig. 2 shows the downhole part of the device, the first version;
- на фиг. 3 приведена схема измерения и управления;- in Fig. 3 shows a diagram of measurement and control;
- на фиг. 4 приведен чертеж механизма передачи’- in Fig. 4 is a drawing of the transmission mechanism '
- на фиг. 5 - чертеж блока щеток, разрез А-А.- in Fig. 5 is a drawing of the brush unit, section A-A.
Перечень обозначений, принятых в описанииList of notation used in the description
1. обсадная колонна 1,1.casing 1,
2. скважинный фильтр 2,2.
3. продуктивный пласт 3,3.
4. перфорированная труба 4.4.perforated
5. фильтрующий элемент 5,5.
6. скважинная часть устройства 6.6. downhole part of the
7. герметичный корпус 7,7.sealed
8. генератор колебаний 8,8.
9. средство доставки 9,9.
10. кабельный наконечник 10,
11. геофизический кабель 11,11.
12. катушка 12,12.
13. системный блок 13,
14. электрические связи 14,14.
15. источник питания электроэнергией 15,
16. монитор 16.16.monitor 16.
17. датчик измерения длины кабеля 17,17. cable
18. поверхность 18,18.
19. привод 19,19.drive 19,
20. выключатель привода 20,20.
21. тормоз 21,21.
22. включатель тормоза 22,22.
23. котроллер управления 23,23.
24. верхний контроллер датчиков 24,24.
25. блок щеток 25,25. block of
26. щеточный диск 26,
27. механизм передачи 27,
28. привод щеток 28,28. drive of
29. ведущий вал 29,29. drive
30. центральное колесо 30,30.
31. солнечное колесо 31,31.
32. сателлиты 32,32.
33. оси 33,33.
34. водило 34,34.
35. внешний выходной вал 35,35.
36. внутренний выходной вал 36,36.
37. компенсатор давления и температурного расширения 37,37. pressure and
38. акустические излучатели 38,38.
39. датчик частоты вращения щеток 39,39.
40. датчик амплитуды колебаний 40,40.
41. датчик частоты колебания 41,41.
42. скважинный контроллером датчиков 42,42. downhole sensor controller 42,
43. скважинный контроллер управления 43,43. downhole control controller 43,
44. скважинные провода управления 44,44.
45. скважинные силовые кабели 45.45.
46. скважинные связи измерения 46,46.
47. блок фиксации 47,47. block of fixation 47,
48. фиксаторами 48,48. clips 48,
49. модем 49,49.
50. сетью Интернет 50,50.the
51. щетки 51,51.brushes 51,
52. сектор 52,
53. стальной проволокой 53,53
54. держателем 54,54.
55. отверстие 55,55.
56. цилиндрический шарнир 56,56.cylindrical joint 56,
57. радиальными штоками 57,57.
58. цилиндры 58.58.
59. упор 59,59.
60. пружина 60.60
На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для очистки скважинного фильтра. Оно предназначено для спуска в обсадную колонну 1 внутрь скважинного фильтра 2, установленного в продуктивном пласте 3 для очистки скважинного фильтра 2 при кольматации акустическими или механическими колебаниями, например звуком, ультразвуком, вибрацией или сочетанием этих видов колебаний.FIG. 1 shows a schematic diagram of a device for cleaning a downhole filter. It is intended for running into the casing 1 inside the
Скважинный фильтр 2, как правило, выполнен в виде перфорированной трубы 4 с фильтрующим элементом 5. Фильтрующий элемент 5 может быть сетчатым, щелевым или из пористого материала. При эксплуатации фильтрующий элемент 5 забивается (происходит кольматация) посторонними частицами, в результате чего дебит скважины резко уменьшается.The
Устройство содержит скважинную часть устройства 6.The device contains the downhole part of the
Основной вариант устройства (фиг. 1) содержит установленные скважинную часть устройства 6 в герметичном корпусе 7, генератор колебаний 8 и средство доставки 9. Устройство имеет на одном из торцов кабельный наконечник 10, к которому подключен геофизический кабель 11.The main version of the device (Fig. 1) contains the installed downhole part of the
В основном варианте геофизический кабель используют как средство доставки. Геофизический кабель 11 намотан на катушку 12 и подключен к блоку управления, роль которого выполняет системный блок 13, к которому в свою очередь электрическими связями 14 подключен источник питания электроэнергией 15 - аккумулятор или электрическая сеть и монитор 16. На геофизическом кабеле 11 установлен датчик измерения длины кабеля 17.In the main version, a geophysical cable is used as a delivery vehicle.
Устройство содержит на поверхности 18 системный блок 13 и монитор 16 для осуществления контроля места положения генератора колебаний 8 и параметров процесса очистки и управления ими.The device contains on the surface 18 a
Для доставки забойной части устройства 6 и подачи электроэнергии в нее и снятия скважинных параметров используют геофизический кабель 11.
Наземное оборудование на поверхности 18 содержит катушку 12 с приводом 19 и выключателем привода 20, тормозом 21 и включателем тормоза 22. Выключатель привода 20 и включатель тормоза 22 соединены с котроллером управления 23. Устройство содержит верхний контроллер датчиков 24, к входу которого присоединен геофизический кабель 11, а к выходу системный блок 13.Ground equipment on the
Скважинная часть устройства 6 содержит блок щеток 25, содержащий два щеточных диска 26, выполненных с возможностью вращения в противоположном направлении. Блок щеток соединен через механизм передачи 27 с приводом щеток 28.The downhole part of the
Механизм передачи 27 может быть выполнен в виде дифференциального планетарного редуктора (или мультипликатора), который содержит ведущий вал 29, центральное колесо 30, солнечное колесо 31, сателлиты 32, оси 33, водило 34, внешний выходной вал 35, внутренний выходной вал 36.The
Щеточные диски 26 блока щеток 25 валами 35 и 36 соединены через механизм передачи 27 с приводом щеток 28, установленном в герметичном корпусе 7.
Привод щеток 28 может быть выполнен с возможность создания для валов 35 и 36 вращательного движения и одновременно возвратно-поступательного движения (более детально такая разработка на фиг. 1…5 не показана).The drive of the
Герметичный корпус 7 заполнен смазывающей жидкостью. Внутри герметичного корпуса 7 выполнен компенсатор давления и температурного расширения 37 (фиг. 2…4). Компенсатор давления и температурного расширения 27 предназначен для компенсации разных коэффициентов температурного расширения металла, из которого выполнены корпуса, и смазывающей жидкости, а также предотвращения смятия герметичного корпуса высоким давлением, действующим в скважине. Гидростатическое давление в скважине может достигать, в зависимости от ее глубины, 60…80 МПа. Кроме того, компенсатор давления и температурного расширения 23 компенсирует расход смазывающей жидкости и предотвращает попадание компонентов окружающей среды в смазывающую жидкость.The sealed
Генератор колебаний 8 также установлен внутри герметичного корпуса 7. В качестве генератора колебаний 8 может быть использован ультразвуковой генератор, вибратор и т.д. К генератору колебаний 8 радиально подстыкованы акустические излучатели 38.The
Устройство для очистки скважинного фильтра содержит (фиг. 2) скважинные датчики, в том числе датчик частоты вращения щеток 39, датчик амплитуды колебаний 40 и частоты колебания 41, соединенные со скважинным контроллером датчиков 42, установленным в герметичном корпусе 7 и соединенным с геофизическим кабелем 11.The device for cleaning the downhole filter contains (Fig. 2) downhole sensors, including a
В герметичном корпусе 7 также установлены скважинный контроллер управления 43, к которому подсоединены скважинные провода управления 44, а ко всей аппаратуре внутри скважинной части устройства 6 присоединены скважинные силовые кабели 45. Скважинные связи измерения 46 соединяют датчики 39…41 со скважинным контроллером датчиков 42,In the sealed
Устройство может содержать блок фиксации 47 с фиксаторами 48, для временной фиксации внутри скважинного фильтра 2 (фиг. 2). Схема электрических соединений скважинной части устройства 6 приведена на фиг. 3.The device may contain a fixation unit 47 with
К одному из портов системного блока 13 может быть подключен модем 49 соединенный с сетью Интернет 50 (фиг. 1) для дистанционного контроля и управления очисткой.A
На фиг. 5 приведен чертеж одного щеточного диска 26 блока щеток 25. Щеточный диск 26 содержит: щетки 51 в форме сектор 52 со стальной проволокой 53 (в виде отрезков) и держателем 54, в котором выполнено отверстие 55 продолговатой формы, через которое проходит цилиндрический шарнир 56 для соединения с радиальными штоками 57.FIG. 5 shows a drawing of one
Радиальные штоки 57 установлены в цилиндрах 58. На каждом радиальном штоке 58 выполнен упор 59. Радиальные штоки 57 установлены в цилиндры 58 и концентрично им установлены пружина 60. Пружины 60 упираются одним концом в упоры 59, а другим в держатели 54.
Работа устройства - (фиг. 1…5).Operation of the device - (Fig. 1 ... 5).
После длительной эксплуатации скважины в результате кольматации скважинного фильтра 2 резко уменьшается дебит добываемого продукта. В обсадную колонну 1 спускают скважинную часть устройства 6 на геофизическом кабеле 11. Вертикальный участок скважины устройство проходит под действием силы тяжести, при этом геофизический кабель 11 разматывается с катушки 12, и датчик длины кабеля 17 определяет глубину, на которую спущена скважинная часть устройства 6. По горизонтальному участку скважины или по участку, имеющему уклон меньше чем 5…7 градусов, перемещение устройства без посторонних сил невозможно. Для этого могут быть использованы известные средства доставки, например, известные из пат. РФ №2392178, МПК Е21 В37/08, опубл. 27.09.2009 г. After long-term operation of the well as a result of clogging of the
При вхождении скважинной части устройства 6 внутрь скважинного фильтра 2 (первого из скважинных фильтров, если их установлено несколько), что определяется системным блоком 13 по показанию датчика измерения длины кабеля 47 с системного блока 13 через выключатель привода 20, через включатель тормоза 22 включают тормоз 21 и одновременно включают блок фиксации 47 и выдвигают фиксаторы 48 для предотвращения дальнейшего перемещения скважинной части устройства 6 в процессе очистки текущего участка скважинного фильтра 2.When the downhole part of the
Включают генератор колебаний 8, который посредством акустических излучателей 29 направляет энергию акустических колебаний радиально по отношению к фильтрующему элементу 5. Акустическое или вибрационное воздействие на фильтрующий элемент 5 и вызывает отслоение твердых частиц, засоривших фильтрующие ячейки или щели.An
Одновременно включают привод щеток 27 и задействуют блок щеток 25. Щеточные диски 26 (фиг. 5) совершают вращательное движение и возможно одновременно осевое возвратно-поступательное перемещение. При этом щеточные диски 26 вращаются в противоположном направлении приблизительно с одинаковыми скоростями вращения. Это практически полностью компенсирует реактивные моменты.At the same time, the
Один участок скважинного фильтра 2 очищается, по команде с системного блока 13 расфиксируют фиксаторы 48 блока фиксации 47 и скважинная часть устройства 6 перемещается еще далее на небольшое расстояние для очистки следующего участка. Этот процесс повторяется многократно, и в итоге скважинный фильтр 2 полностью очищается.One section of the
Положение забойной части устройства 6 в скважине и привязку к интервалу установки скважинных фильтров 2 ориентировочно определяют при помощи датчика измерения длины кабеля 17.The position of the bottom-hole part of the
Появилась возможность обеспечить оперативное полностью автоматизированное управление работой устройства для очистки скважинного фильтра, за счет изменения режимных параметров контролируемых датчиками 17, 39, 40 и 41 и по результатам контроляIt became possible to provide an operational fully automated control of the operation of the device for cleaning the well filter, by changing the operating parameters monitored by
Датчики 39, 40 и 41 передают информацию на скважинный контроллер датчиков 42 и далее по скважинной связи измерения 46 и геофизическому кабелю 11 на верхний контроллер датчиков 24 и далее - на системный блок 13.
Системный блок 13 вырабатывает и передает информацию на контроллер управления 23, и далее на выключатель привода 20, соединенный с приводом 19, для раскрутки катушки 12 с геофизическим кабелем 11, а к третьему - включатель тормоза 22, для включения или выключения тормоза 21 катушки 12 (фиг. 1).The
Используя информацию, полученную с датчиков 39, 40 и 41, системный блок 13 по заранее заданной программе вырабатывает сигналы на коррекцию работы генератора колебаний 8 частоты и амплитуды колебаний) и привод щеток 28. Этот сигнал через контроллер управления 23 и геофизический кабель 11 подается в скважинный контроллер управления 43 и далее к генератору колебаний 8 и приводу щеток 28.Using the information received from the
После проведения очистки с системного блока 13 отключают привод щеток 28 и генератор колебаний 8. Расфиксируют блок фиксации 47. Наматывая геофизический кабель 11 на катушку 12, извлекают скважинную часть устройства 6 из скважины. Скважину вновь вводят в эксплуатацию.After cleaning, the
Щеточный диск 26 содержит (фиг.5): щетки 51 в виде сектора 52 со стальной проволокой 53, и держателем 54, в котором выполнено отверстие 55 продолговатой формы, для изменения диаметра Dщ от действия центробежных сил, через которое проходит цилиндрический шарнир 56. Щеточные диски 26 одержат радиальные штоки 57 (от 3 до 6 шт.), установленные внутри цилиндров 58 и имеющих упоры 59. Концентрично радиальным штокам 57 установлены пружины 60. Пружины 60 создают давление на щетки 51 для их эффективной работы и компенсации колебаний внутреннего диаметра скважинного фильтра 2 Dф в пределах допусков и его уменьшения из-за кольматации.The
Доставка генератора колебаний 8 внутрь скважинного фильтра 2, установленного на горизонтальном участке скважины, может быть выполнена при помощи колонны НКТ (насосно-компрессорных труб) или транспортной колонны или помощи штанг (на фиг. 1…5 такие варианты не показаны.).Delivery of the
При необходимости информация по процессу очистки скважинного фильтра может быть передана через модем 49 (фиг. 1) с использованием сети «Интернет» 50 на значительное расстояние от скважины и использоваться для контроля процесса очистки или управления им.If necessary, information on the cleaning process of the well filter can be transmitted via modem 49 (Fig. 1) using the
Применение предложенного технического решения позволило:Application of the proposed technical solution allowed:
1. Обеспечить полностью автоматизированную и качественную очистку скважинного фильтра от механических отложений, в том числе внутренних поверхностей за счет одновременного применения механической и виброакустической очистки.1. Provide fully automated and high-quality cleaning of the borehole filter from mechanical deposits, including internal surfaces, through the simultaneous use of mechanical and vibroacoustic cleaning.
2. Обеспечить точную доставку и передвижение скважинной части устройства в скважинном фильтре.2. Ensure accurate delivery and movement of the downhole part of the device in the downhole filter.
3. Предотвратить скручивание геофизического кабеля из-за вращения блока щеток за счет применения двух щеточных дисков, выполненных с возможностью вращения в противоположные стороны и одновременного применения блока фиксации.3. To prevent the twisting of the geophysical cable due to the rotation of the brush unit by using two brush disks made with the possibility of rotation in opposite directions and the simultaneous use of the fixation unit.
4. Обеспечить оперативное управление работой устройства для очистки скважинного фильтра за счет контроля скважинных параметров и автоматического или ручного изменения режимных параметров блока щеток и генератора колебаний по частоте и амплитуде колебаний по результатам контроля забойных параметров на экране мониторе.4. Ensure operational control of the operation of the device for cleaning the downhole filter by monitoring the well parameters and automatically or manually changing the operating parameters of the brush unit and the oscillator in frequency and amplitude of oscillations based on the results of monitoring the downhole parameters on the monitor screen.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114649A RU2738501C1 (en) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Downhole filter cleaning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114649A RU2738501C1 (en) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Downhole filter cleaning device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2738501C1 true RU2738501C1 (en) | 2020-12-14 |
Family
ID=73835193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020114649A RU2738501C1 (en) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Downhole filter cleaning device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2738501C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114414619A (en) * | 2022-01-19 | 2022-04-29 | 成都秦川物联网科技股份有限公司 | Energy metering device embedded with information security management module and Internet of things system |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1382509A1 (en) * | 1986-01-23 | 1988-03-23 | С. И. Краснопо совский, В. С. Ладнов, Н. И. Коваленко и В. А. Воронин | Arrangement for cleaning the lateral surface of vertical cylindrical containers |
RU2085252C1 (en) * | 1993-05-27 | 1997-07-27 | Владимир Иванович Яковлев | Self-cleaning filter |
DE19708140A1 (en) * | 1996-07-07 | 1998-01-08 | Blank Karl Heinz | Well regeneration appliance |
RU2382178C2 (en) * | 2008-03-17 | 2010-02-20 | Эдуард Федорович Соловьев | Well filter cleaning tool |
RU2534781C1 (en) * | 2013-12-24 | 2014-12-10 | Дмитрий Валентинович Моисеев | Well strainer cleanout device |
RU2612046C1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-02 | Сергей Викторович Коростелев | Method and device for regular cleaning of near-filter area and conservation of water well capacity |
RU2618248C1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-05-03 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Self-cleaning well filter |
RU2672074C1 (en) * | 2018-02-02 | 2018-11-09 | Сергей Викторович Коростелев | Acoustic emitter device for regular cleaning of well filter |
-
2020
- 2020-04-14 RU RU2020114649A patent/RU2738501C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1382509A1 (en) * | 1986-01-23 | 1988-03-23 | С. И. Краснопо совский, В. С. Ладнов, Н. И. Коваленко и В. А. Воронин | Arrangement for cleaning the lateral surface of vertical cylindrical containers |
RU2085252C1 (en) * | 1993-05-27 | 1997-07-27 | Владимир Иванович Яковлев | Self-cleaning filter |
DE19708140A1 (en) * | 1996-07-07 | 1998-01-08 | Blank Karl Heinz | Well regeneration appliance |
RU2382178C2 (en) * | 2008-03-17 | 2010-02-20 | Эдуард Федорович Соловьев | Well filter cleaning tool |
RU2534781C1 (en) * | 2013-12-24 | 2014-12-10 | Дмитрий Валентинович Моисеев | Well strainer cleanout device |
RU2612046C1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-02 | Сергей Викторович Коростелев | Method and device for regular cleaning of near-filter area and conservation of water well capacity |
RU2618248C1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-05-03 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Self-cleaning well filter |
RU2672074C1 (en) * | 2018-02-02 | 2018-11-09 | Сергей Викторович Коростелев | Acoustic emitter device for regular cleaning of well filter |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114414619A (en) * | 2022-01-19 | 2022-04-29 | 成都秦川物联网科技股份有限公司 | Energy metering device embedded with information security management module and Internet of things system |
CN114414619B (en) * | 2022-01-19 | 2023-08-15 | 成都秦川物联网科技股份有限公司 | Energy metering device embedded with information security management module and Internet of things system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3748121B1 (en) | Acoustic emitter device for regular cleaning of a downhole filter | |
EP1350006B1 (en) | Method and apparatus for treating a wellbore with vibratory waves to remove particles therefrom | |
US4280557A (en) | Sonic apparatus for cleaning wells, pipe structures and the like | |
US3583677A (en) | Electro-mechanical transducer for secondary oil recovery | |
US7213681B2 (en) | Acoustic stimulation tool with axial driver actuating moment arms on tines | |
US20070256828A1 (en) | Method and apparatus for reducing a skin effect in a downhole environment | |
RU2738501C1 (en) | Downhole filter cleaning device | |
WO2015074034A1 (en) | Acoustic fracturing of rock formations | |
CA2036116A1 (en) | Acoustic flow stimulation method and apparatus | |
US3168140A (en) | Method and apparatus for sonic jarring with fluid drive | |
US3016093A (en) | Method of and apparatus for cleaning out oil well casing perforations and surrounding formation by application of asymmetric acoustic waves with peaked compression phase | |
US4553590A (en) | Apparatus for pumping subterranean fluids | |
WO2018021949A1 (en) | Method for ultrasound stimulation of oil production and device for implementing said method | |
WO2002036935A1 (en) | Methods of performing downhole operations using orbital vibrator energy sources | |
RU2382178C2 (en) | Well filter cleaning tool | |
US3139101A (en) | Sonic surface cleaner | |
US4469175A (en) | Mechanoacoustic transducer for use in transmitting high acoustic power densities into geological formations such as oil-saturated sandstone or shale | |
US3152642A (en) | Acoustic method and apparatus for loosening and/or longitudinally moving stuck objects | |
RU2735882C1 (en) | Downhole filter cleaning device | |
RU2739170C1 (en) | Downhole filter cleaning device | |
RU2640846C1 (en) | Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation | |
US4451209A (en) | Method and apparatus for pumping subterranean fluids | |
RU2612046C1 (en) | Method and device for regular cleaning of near-filter area and conservation of water well capacity | |
US3303782A (en) | Deep well sonic pumping process and apparatus | |
US20070064539A1 (en) | Generating acoustic waves |