RU2750791C1 - Apparatus for drilling out compressed plug in borehole - Google Patents

Apparatus for drilling out compressed plug in borehole Download PDF

Info

Publication number
RU2750791C1
RU2750791C1 RU2021101660A RU2021101660A RU2750791C1 RU 2750791 C1 RU2750791 C1 RU 2750791C1 RU 2021101660 A RU2021101660 A RU 2021101660A RU 2021101660 A RU2021101660 A RU 2021101660A RU 2750791 C1 RU2750791 C1 RU 2750791C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hollow cylindrical
cylindrical body
hollow
cutting tool
cylindrical shaft
Prior art date
Application number
RU2021101660A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Радик Зяузятович Зиятдинов
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2021101660A priority Critical patent/RU2750791C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750791C1 publication Critical patent/RU2750791C1/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: petroleum and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the petroleum and gas industry, namely to apparatuses for drilling out compressed plugs in a borehole. The apparatus is comprised of a tool for applying axial force - a pipe column, a screw non-self-braking mechanism containing a hollow cylindrical shaft and a hollow cylindrical body, and a rock cutting tool, connected in series. The pipe column is rigidly connected with the hollow cylindrical body, configured to move axially downward. The rock cutting tool configured to rotate around the axis thereof is rigidly connected to the hollow cylindrical shaft from below. The apparatus is equipped with a hollow stem inserted into the hollow cylindrical shaft from above. The upper part of the hollow stem is screwed into the hollow cylindrical body. The upper end of the hollow stem is equipped with a ball seat. The upper end of the hollow cylindrical shaft is equipped with a shutoff piece for the axial movement of the hollow cylindrical body. The hollow stem is spring-loaded upward from the shutoff piece to the inner upper end of the hollow cylindrical body. The rock-cutting tool is made in form of a sleeve with pointed blades on the bottom and flushing channels between the blades. The lower end surface of the sleeve is equipped with a babite alloy.
EFFECT: reliability of operation of the apparatus, quality of drilling out of the compressed plug, efficiency of removing the drilled cuttings from the borehole during the process of flushing are increased, the operational capabilities are expanded.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разбуривания уплотненных пробок в скважине.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to a device for drilling out sealed plugs in a well.

В отечественной практике при разбуривании уплотненных пробок, в частности песчаных или проппантовых, используют различные механические или гидравлические роторы, посредством которых осуществляется вращение спущенных в аварийную скважину колонны труб, например, бурильные трубы, насосно-компрессорные трубы, стальные бурильные трубы, с породоразрушающим инструментом, например, фрезером, долотом и др. (Амиров А.Д. и др. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин - М.: Недра, 1979. - с. 26-28).In domestic practice, when drilling out sealed plugs, in particular sand or proppant plugs, various mechanical or hydraulic rotors are used, through which the rotation of the pipe string lowered into the emergency well is carried out, for example, drill pipes, tubing, steel drill pipes, with rock cutting tools, for example, a milling cutter, a chisel, etc. (Amirov A.D. et al. Reference book on the current and capital repairs of oil and gas wells - M .: Nedra, 1979. - pp. 26-28).

На сегодняшний день большинство скважин вступили в позднюю стадию разработки, которая характеризуется низкими устьевыми параметрами и поступлением на забой скважины пластовой воды. Применение традиционных способов разбуривания уплотненной пробки с использованием роторов или забойных двигателей, для вращения колонны труб, подразумевает глушение скважины, что на данной стадии разработки может привести к выбытию скважины из эксплуатации. Для проведения ремонта без глушения скважины можно использовать колтюбинговую установку, при этом основной проблемой является отсутствие возможности вращения гибкой трубы.To date, most of the wells have entered the late stage of development, which is characterized by low wellhead parameters and formation water inflow to the bottom of the well. The use of traditional methods of drilling out a packed plug using rotors or downhole motors to rotate the pipe string implies killing the well, which at this stage of development can lead to the well being retired from production. To carry out workover without killing the well, a coiled tubing unit can be used, while the main problem is the inability to rotate the coiled tubing.

Известно устройство для удаления уплотненных пробок из скважин с помощью гидробура, спускаемого в скважину на канате (Амиров А.Д. и др. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин - М.: Недра, 1979, с. 187). Гидробур содержит долото, желонку, плунжерный насос, плунжер, корпус насоса, боковой клапан, корпус желонки, шариковый клапан, центральную трубу.A device is known for removing compacted plugs from wells using a hydraulic drill, lowered into a well on a rope (Amirov A.D. et al. Reference book on the current and overhaul of oil and gas wells - M .: Nedra, 1979, p. 187). The hydraulic drill contains a chisel, a bailer, a plunger pump, a plunger, a pump body, a side valve, a bailer body, a ball valve, and a central pipe.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность разрушения пробки, а также его габаритный размер, который не исключает возможность прихвата гидробура в скважине. По этой же причине не получится разбурить уплотненную пробку за одну спуско-подъемную операцию, так как корпус желонки гидробура ограничен по объему. Еще одним недостатком гидробура является трос, который спутывается в колонне труб и не способен передавать осевое усилие на инструмент.The disadvantage of the known device is the low efficiency of destruction of the plug, as well as its overall size, which does not exclude the possibility of sticking the hydraulic drill in the well. For the same reason, it will not be possible to drill out the sealed plug in one run, since the body of the thief of the hydraulic drill is limited in volume. Another disadvantage of the hydraulic drill is the cable, which gets tangled in the pipe string and is not able to transmit the axial force to the tool.

Известна желонка для очистки забоя скважины (патент RU № 136079, опубл. 27.12.2013), содержащая переводники, контейнер, обратный клапан, центрирующую воронку. Known thief for cleaning the bottom of the well (patent RU No. 136079, publ. 27.12.2013), containing sub, container, check valve, centering funnel.

Недостатком известного устройства является то, что оно не эффективно для разбуривания уплотненных пробок, а спуск его проводится исключительно на колонне насосно-компрессорных труб.The disadvantage of the known device is that it is not effective for drilling out the sealed plugs, and its descent is carried out exclusively on the tubing string.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине (патент RU № 162846, опубл. 27.06.2016), содержащее последовательно соединенные средство приложения осевой силы, винтовой несамотормозящий механизм и породоразрушающий инструмент, винтовой несамотормозящий механизм содержит ведущее звено - полый цилиндрический вал, соединенный со средством приложения осевой силы, и ведомое звено - полый цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом в нижней части полого цилиндрического корпуса закреплен породоразрушающий инструмент, указанное средство приложения осевой силы представляет собой колонну насосно-компрессорных труб, колонну бурильных труб или колонну гибких (ГТ).The closest in technical essence and the achieved result is a device for drilling out a sealed plug in a well (patent RU No. 162846, publ. 06/27/2016 ) , containing a series-connected means for applying axial force, a screw non-self-braking mechanism and a rock-breaking tool, a screw non-self-braking mechanism contains a driving link - a hollow cylindrical shaft connected to the means for applying axial force, and the driven link is a hollow cylindrical body mounted for rotation around its axis, while a rock-cutting tool is fixed in the lower part of the hollow cylindrical body, said means for applying an axial force is a pumping string compressor pipes, drill string or flexible string (GT).

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- во-первых, низкая надёжность работы устройства, так как внутренняя полость полого цилиндрического корпуса заполнена смазкой. При попадании во внутреннюю полость разбуренного шлама в виде песка или проппанта это приведёт к заклиниванию несамотормозящего механизма, и как следствие, выходу из строя устройства;- firstly, the low reliability of the device, since the inner cavity of the hollow cylindrical body is filled with grease. If drilled cuttings in the form of sand or proppant get into the inner cavity, this will lead to jamming of the non-self-braking mechanism, and, as a result, to the failure of the device;

- во-вторых, низкое качество разбуривания уплотнённой пробки, так как в качестве породоразрушающего инструмента применяют долото, которое из-за своей конструкции не обеспечивает качественное углубление при разбуривании (углублении) уплотнённой пробки при малых оборотах вращения, создаваемых несамотормозящим механизмом, в сравнении с винтовыми забойными двигателями. Это не позволяет качественно разрыхлять уплотнённую проппантную или песчаную пробку;- secondly, the low quality of drilling the sealed plug, since a bit is used as a rock cutting tool, which, due to its design, does not provide a high-quality deepening when drilling (deepening) a sealed plug at low rotation speeds created by a non-self-braking mechanism, in comparison with screw downhole motors. This does not allow high-quality loosening of the compacted proppant or sand plug;

- в-третьих, низкая эффективность выноса разбуренного шлама из скважины в процессе промывки. Это обусловлено тем, что при прямой промывке частицы разбуренного шлама при подъеме с промывочной жидкостью по затрубному пространству за счёт своего веса оседают обратно на разбуриваемую уплотнённую пробку, а в случае обратной промывки, например при внезапной остановке работы устройства или при извлечении устройства из скважины разбуренные частицы шлама оседают обратно в скважину, но уже из внутреннего пространства колонны труб;- thirdly, the low efficiency of the removal of drilled cuttings from the well during the flushing process. This is due to the fact that during direct flushing, the particles of drilled cuttings when lifting with flushing fluid along the annulus due to their weight settle back onto the drilled sealed plug, and in the case of back flushing, for example, when the device is suddenly stopped or when the device is removed from the well, the drilled particles sludge settles back into the well, but from the inner space of the pipe string;

- в-четвертых, ограниченные функциональные возможности работы устройства в скважинах с асфальтеносмолопарафиновыми отложениями, в наклонных скважинах и скважинах малого диаметра (диаметрами 114, 120, 140 мм). Это обусловлено тем, что в процессе работы устройства, т.е. при создании циклических осевых нагрузок происходит вращение корпуса, которое гасится силами трения об стенки скважины, при этом силы трения либо полностью гасят вращение корпуса и породоразрушающего инструмента, жестко связанного с ним, либо обороты вращения породоразрушающего инструмента минимальны, что не обеспечивает разбуривание уплотнённой пробки.- fourth, the limited functionality of the device in wells with asphaltene-resin-paraffin deposits, in deviated wells and small-diameter wells (with diameters of 114, 120, 140 mm). This is due to the fact that during the operation of the device, i.e. When creating cyclic axial loads, the body rotates, which is damped by friction forces against the borehole walls, while the friction forces either completely extinguish the rotation of the body and the rock cutting tool rigidly connected to it, or the rotational speed of the rock cutting tool is minimal, which does not ensure drilling out of the compacted plug.

Техническими задачами изобретения являются создание устройства, обеспечивающего повышение надёжности работы устройства, качества разбуривания уплотнённой пробки, эффективности выноса разбуренного шлама из скважины в процессе промывки, а также расширение функциональных возможностей работы устройства.The technical objectives of the invention are to create a device that improves the reliability of the device, the quality of drilling the packed plug, the efficiency of removing the drilled cuttings from the well during the flushing process, as well as expanding the functionality of the device.

Поставленные технические задачи решаются устройством для разбуривания уплотненной пробки в скважине, содержащим последовательно соединенные средство приложения осевой силы – колонну труб, винтовой несамотормозящий механизм, содержащий полый цилиндрический вал и полый цилиндрический корпус, и породоразрушающий инструмент.The set technical problems are solved by a device for drilling out a sealed plug in a well, which contains a series-connected means for applying an axial force - a pipe string, a screw non-self-braking mechanism containing a hollow cylindrical shaft and a hollow cylindrical body, and a rock cutting tool.

Новым является то, что колонна труб через муфту жестко соединена с полым цилиндрическим корпусом с возможностью осевого перемещения вниз, при этом снизу к полому цилиндрическому валу жестко соединен породоразрушающий инструмент, имеющие возможность вращения вокруг своей оси, при этом устройство оснащено полым штоком, вставленным сверху в полый цилиндрический вал, а верхняя часть полого штока ввернута в полый цилиндрический корпус, причём верхний торец полого штока оснащен седлом под шар, причём верхний конец полого цилиндрического вала оснащен ограничителем хода осевого перемещения полого цилиндрического корпуса, при этом полый шток подпружинен вверх от ограничителя хода к внутреннему верхнему торцу полого цилиндрического корпуса, породоразрушающий инструмент выполнен в виде муфты с остроконечными перьями снизу и промывочными каналами между перьями, при этом нижняя торцевая поверхность муфты оснащена бабитовым сплавом, причем в рабочем положении при разгрузке веса колонны труб на устройство колонна труб, полый цилиндрический корпус и жестко соединенный с ним полый шток перемещаются вниз относительно вращающегося полого цилиндрического вала с породоразрушаюшим инструментом, сжимая пружину до взаимодействия ограничителя хода с внутренним верхним торцом полого цилиндрического корпуса, а при подъёме колонны труб пружина разжимается, при этом полый цилиндрический вал с породоразрушающим инструментом вращаются в обратном направлении относительно полого цилиндрического корпуса до взаимодействия ограничителя хода полого цилиндрического штока с внутренним нижним торцом полого цилиндрического корпуса и устройство занимает исходное положение.The novelty is that the pipe string is rigidly connected to the hollow cylindrical body through the coupling with the possibility of axial movement downwards, while the rock cutting tool is rigidly connected from below to the hollow cylindrical shaft, which can rotate around its axis, while the device is equipped with a hollow rod inserted from above into hollow cylindrical shaft, and the upper part of the hollow rod is screwed into the hollow cylindrical body, and the upper end of the hollow rod is equipped with a seat for the ball, and the upper end of the hollow cylindrical shaft is equipped with a stop for the axial movement of the hollow cylindrical body, while the hollow rod is spring-loaded upward from the travel stop to the inner upper end of the hollow cylindrical body, the rock-cutting tool is made in the form of a coupling with pointed feathers from the bottom and flushing channels between the feathers, while the lower end surface of the coupling is equipped with a babite alloy, and in the working position when unloading the weight of the pipe string onto the device the pipe string, the hollow cylindrical body and the hollow rod rigidly connected to it move downward relative to the rotating hollow cylindrical shaft with the rock breaking tool, compressing the spring until the travel stop interacts with the inner upper end of the hollow cylindrical body, and when the pipe string is lifted, the spring expands, while the hollow the cylindrical shaft with the rock cutting tool rotates in the opposite direction relative to the hollow cylindrical body until the travel stop of the hollow cylindrical rod interacts with the inner lower end of the hollow cylindrical body, and the device takes its initial position.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине, в котором показано расположение полого цилиндрического вала в крайнем верхнем положении.FIG. 1 schematically shows a device for drilling a sealed plug in a well, which shows the location of a hollow cylindrical shaft in the extreme upper position.

На фиг. 2 схематично изображено устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине, в котором показано расположение полого цилиндрического вала в крайнем нижнем положении.FIG. 2 schematically shows a device for drilling a sealed plug in a well, which shows the location of a hollow cylindrical shaft in the lowest position.

На фиг. 3 показан вид А устройства.FIG. 3 shows a view A of the device.

Устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине содержит последовательно соединенные средство приложения осевой силы – колонну труб 1 (фиг. 1-2) (например, колонну ГТ наружным диаметром 44,5 мм с толщиной стенки 4 мм), винтовой несамотормозящий механизм 2 и породоразрушающий инструмент 3. Винтовой несамотормозящий механизм 2 содержит ведущее звено – полый цилиндрический вал 4 и ведомое звено – полый цилиндрический корпус 5.A device for drilling out a sealed plug in a well contains a series-connected means for applying an axial force - a pipe string 1 (Fig. 1-2) (for example, a GT string with an outer diameter of 44.5 mm with a wall thickness of 4 mm), a screw non-self-braking mechanism 2 and a rock cutting tool 3. The screw non-self-braking mechanism 2 contains a driving link - a hollow cylindrical shaft 4 and a driven link - a hollow cylindrical body 5.

В качестве винтового несамотормозящего механизма 2 могут быть использованы винтовые передачи с малым трением скольжения.As a screw non-self-braking mechanism 2, screw drives with low sliding friction can be used.

Колонна ГТ 1 через муфту 6 жестко соединена с полым цилиндрическим корпусом 5 с возможностью осевого перемещения вниз.Column GT 1 through the coupling 6 is rigidly connected to the hollow cylindrical body 5 with the possibility of axial movement downward.

Снизу к полому цилиндрическому валу 4 жестко соединен породоразрушающий инструмент 3, имеющие возможность вращения вокруг своей оси. Устройство оснащено полым штоком 7, вставленным сверху в полый цилиндрический вал 4. Верхняя часть полого штока 7 посредством резьбового соединения 8 ввернута в полый цилиндрический корпус 5. From below to the hollow cylindrical shaft 4, the rock cutting tool 3 is rigidly connected, having the ability to rotate around its axis. The device is equipped with a hollow rod 7 inserted from above into the hollow cylindrical shaft 4. The upper part of the hollow rod 7 is screwed into the hollow cylindrical body 5 by means of a threaded connection 8.

Верхний торец полого штока 7 оснащен седлом 9 под шар 10.The upper end of the hollow stem 7 is equipped with a seat 9 for a ball 10.

Верхний конец полого цилиндрического вала 4 оснащен ограничителем хода 11 осевого перемещения полого цилиндрического корпуса 5. Ограничитель хода 11 выполнен в виде наружной кольцевой выборки на верхнем конце полого цилиндрического вала 4.The upper end of the hollow cylindrical shaft 4 is equipped with a travel stop 11 for the axial movement of the hollow cylindrical body 5. The travel stop 11 is made in the form of an outer annular recess at the upper end of the hollow cylindrical shaft 4.

Полый шток 7 подпружинен с помощью пружины 12 вверх от ограничителя хода 11 к внутреннему верхнему торцу 13 полого цилиндрического корпуса 5. Полый шток 7 гидравлически связывает полый цилиндрический вал 4 и полый цилиндрический корпус 5 в процессе промывки при разбуривании уплотнённой пробки.The hollow rod 7 is spring-loaded by means of a spring 12 upward from the travel stop 11 to the inner upper end 13 of the hollow cylindrical body 5. The hollow rod 7 hydraulically connects the hollow cylindrical shaft 4 and the hollow cylindrical body 5 during the flushing process when drilling out the sealed plug.

Породоразрушающий инструмент 3 выполнен в виде муфты 14 с остроконечными перьями, например в количестве четырёх штук 15', 15", 15"', 15"" (фиг. 1-3) снизу и промывочными каналами 16', 16", 16"', 16"" (фиг. 1-2) между перьями 15', 15", 15"', 15"". Нижняя торцевая поверхность муфты 14 оснащена бабитовым сплавом 17 (фиг. 1-3).Rock-cutting tool 3 is made in the form of a sleeve 14 with pointed feathers, for example, in the amount of four pieces 15 ', 15 ", 15"', 15 "" (Fig. 1-3) from the bottom and flushing channels 16 ', 16 ", 16"' , 16 "" (Fig. 1-2) between the feathers 15 ', 15 ", 15"', 15 "". The lower end surface of the sleeve 14 is equipped with a babite alloy 17 (FIGS. 1-3).

В рабочем положении при разгрузке веса колонны труб 1 (фиг. 2) на устройство колонна труб 1, полый цилиндрический корпус 5 и жестко соединенный с ним полый шток 7 перемещаются вниз относительно вращающегося полого цилиндрического вала 4 с породоразрушаюшим инструментом 3, сжимая пружину 12. Во время вращения породоразрушающего инструмента 3 происходит разбуривание уплотнённой пробки (песчаной, проппантной).In the working position, when unloading the weight of the pipe string 1 (Fig. 2) onto the device, the pipe string 1, the hollow cylindrical body 5 and the hollow rod 7 rigidly connected to it move downward relative to the rotating hollow cylindrical shaft 4 with the rock breaking tool 3, compressing the spring 12. In while the rock cutting tool 3 rotates, the compacted plug (sandy, proppant) is drilled out.

Сжатие пружины 12 происходит до взаимодействия ограничителя хода с внутренним верхним торцом 13 полого цилиндрического корпуса 5, после чего вращение полого цилиндрического корпуса 5 и соединённого с ним породоразрушающего инструмента 3 прекращается. The compression of the spring 12 occurs before the travel stop interacts with the inner upper end 13 of the hollow cylindrical body 5, after which the rotation of the hollow cylindrical body 5 and the rock cutting tool 3 connected to it stops.

При подъёме колонны труб 1 пружина 12 разжимается, при этом за счёт возвратной силы пружины 12 полый цилиндрический вал 4 с породоразрушающим инструментом 3 вращаются в обратном направлении до взаимодействия ограничителя хода полого цилиндрического вала 4 с внутренним нижним торцом 18 (фиг. 1-2) полого цилиндрического корпуса 5, при этом устройство занимает исходное положение.When lifting the pipe string 1, the spring 12 is expanded, while due to the return force of the spring 12, the hollow cylindrical shaft 4 with the rock cutting tool 3 rotates in the opposite direction until the travel stop of the hollow cylindrical shaft 4 interacts with the inner bottom end 18 (Fig. 1-2) of the hollow cylindrical body 5, while the device is in its original position.

Несанкционированные перетоки промывочной жидкости с частицами разбуренного шлама в процессе работы устройства исключаются уплотнительными кольцами 19 и 20. Unauthorized overflows of flushing fluid with particles of drilled sludge during the operation of the device are excluded by O-rings 19 and 20.

Полый шток 7 в паре с полым цилиндрическим валом 4, благодаря уплотнению 19 и 20, обеспечивают герметичность винтового несамотормозящего механизма 2 в процессе работы, кроме того полый шток 7 исключает необходимость заполнения внутренней полости устройства солидолом. Hollow rod 7 paired with a hollow cylindrical shaft 4, thanks to the seal 19 and 20, ensure the tightness of the screw non-self-braking mechanism 2 during operation, in addition, the hollow rod 7 eliminates the need to fill the internal cavity of the device with grease.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В аварийную скважину (на фиг. 1-3 не показано), до «головы» уплотненной пробки, например, песчаной или проппантовой, спускают предлагаемое устройство, например, с помощью передвижного подъемного агрегата с использованием, как указано выше колонны ГТ 1 (см. фиг. 1) диаметром 44,5 мм с толщиной стенки 4 мм в качестве средства приложения осевой силы F.The proposed device is lowered into the emergency well (not shown in Figs. 1-3), up to the "head" of the sealed plug, for example, sandy or proppant,, for example, using a mobile lifting unit using, as indicated above, the GT 1 string (see. Fig. 1) with a diameter of 44.5 mm with a wall thickness of 4 mm as a means of applying an axial force F.

При упоре устройства в уплотненную пробку поступательное движение средства приложения осевой силы F (колонны ГТ 1) преобразуется во вращательное движение породоразрушающего инструмента 3. When the device rests on the sealed plug, the translational movement of the means for applying the axial force F (GT columns 1) is converted into the rotational movement of the rock cutting tool 3.

Вызывают циркуляцию жидкости в скважине обратной промывкой (на фиг. 1 показано стрелками). В качестве жидкости используют, например сточную воду плотностью 1080 кг/м3.Circulation of fluid in the well is caused by backwashing (shown by arrows in Fig. 1). The liquid used is, for example, waste water with a density of 1080 kg / m 3 .

При действии осевой силы F происходит стопорение ведущего звена – полого цилиндрического корпуса 5 и его поступательное перемещение вниз. Ведомое звено – полый цилиндрический вал 4 начинает вращаться, приводя во вращательное движение породоразрушающий инструмент 3. Under the action of the axial force F, the driving link - the hollow cylindrical body 5 is locked and its translational movement downward. The driven link - the hollow cylindrical shaft 4 begins to rotate, driving the rock cutting tool 3 in rotary motion.

Породоразрушающий инструмент 3, выполненный в виде муфты 14 с остроконечными перьями 15', 15", 15"', 15"", например высотой h (см. фиг. 1) равной 15 см углубляется и разбуривает (разрыхляет) уплотнённую пробку, при этом поток жидкости, создаваемый обратной промывкой, выносит разбуренный шлам уплотнённой пробки через промывочные каналы 16', 16", 16"', 16"" между перьями 15', 15", 15"', 15""через внутренние пространства породоразрушающего инструмента 3, полого цилиндрического вала 4, полого штока 7, приподнимая шар 10 с седла 9 и внутреннее пространство колонны гибких труб 1 на поверхность (в желобную ёмкость на фиг. 1-3 не показано)Rock-cutting tool 3, made in the form of a sleeve 14 with pointed blades 15 ', 15 ", 15"', 15 "", for example with a height h (see Fig. 1) equal to 15 cm deepens and drills (loosens) the compacted plug, while the fluid flow created by the backwash carries out the drilled sludge of the sealed plug through the flushing channels 16 ', 16 ", 16"', 16 "" between the feathers 15 ', 15 ", 15"', 15 "" through the inner spaces of the rock cutting tool 3, a hollow cylindrical shaft 4, a hollow rod 7, lifting the ball 10 from the seat 9 and the inner space of the string of flexible pipes 1 to the surface (into the gutter container in Fig. 1-3 is not shown)

При этом вращающийся полый цилиндрический вал 4 спускается вниз по винтовой поверхности несамотормозящего механизма 2, сжимая пружину 12, до тех пор пока ограничитель хода 11 полого цилиндрического вала 4 своим верхним торцом не вступит во взаимодействие с внутренним верхним торцом 13 полого цилиндрического корпуса 5 (см. фиг. 2), после чего вращение полого цилиндрического корпуса 5 и соединённого с ним породоразрушающего инструмента 3 прекращается. In this case, the rotating hollow cylindrical shaft 4 descends down the helical surface of the non-self-braking mechanism 2, compressing the spring 12, until the travel stop 11 of the hollow cylindrical shaft 4 with its upper end interacts with the inner upper end 13 of the hollow cylindrical body 5 (see. Fig. 2), after which the rotation of the hollow cylindrical body 5 and the rock cutting tool 3 connected to it stops.

Кроме того, внутренний верхний торец 13 полого цилиндрического корпуса 5 ограничивает ход сжатием пружины 12. В связи с чем ограничивается чрезмерное усилие, воспринимаемое пружиной 12, которое может привести к поломке пружины.In addition, the inner upper end 13 of the hollow cylindrical body 5 limits the compression stroke of the spring 12. As a result, excessive force applied by the spring 12, which can lead to breakage of the spring, is limited.

Производят приподъем колонны ГТ 1 вверх на 2-3 метра, при этом за счёт возвратной силы пружины 12 полый цилиндрический вал 4 раскручивается в обратную сторону относительно полого цилиндрического корпуса 5 по винтовой поверхности несамотормозящего механизма 2, при этом породоразрушающий инструмент 3 вместе с вращающимся полым цилиндрическим валом 4 перемещаются вниз относительно неподвижного полого цилиндрического корпуса 5, до тех пор пока ограничитель хода 11 полого цилиндрического вала 4 своим нижним торцом не вступит во взаимодействие с внутренним нижним торцом 18 полого цилиндрического корпуса 5. Устройство занимает исходное положение (см. фиг. 1). Так происходит один цикл работы устройства, при этом обратную промывку продолжают.The GT column 1 is lifted up by 2-3 meters, while due to the return force of the spring 12, the hollow cylindrical shaft 4 is unwound in the opposite direction relative to the hollow cylindrical body 5 along the helical surface of the non-self-braking mechanism 2, while the rock cutting tool 3 together with the rotating hollow cylindrical shaft 4 move downward relative to the stationary hollow cylindrical body 5, until the travel stop 11 of the hollow cylindrical shaft 4, with its lower end, interacts with the inner lower end 18 of the hollow cylindrical body 5. The device takes its initial position (see Fig. 1) ... This occurs one cycle of operation of the device, while the backwash is continued.

Далее, как описано выше производят повторные циклы работы с предлагаемым устройством до разрушения уплотненной пробки, при этом обратную промывку выполняют постоянно в период работы устройства. Количество циклов работы устройства зависит от высоты уплотнённой (песчаной, проппантной) пробки, длины хода – L полого цилиндрического штока относительно полого цилиндрического корпуса 5. Например работы по удалению уплотнённой пробки выполняют за 8 вышеописанных циклов. Further, as described above, repeated cycles of work with the proposed device are performed until the destruction of the sealed plug, while backwashing is performed continuously during the period of operation of the device. The number of operation cycles of the device depends on the height of the compacted (sandy, proppant) plug, the stroke length - L of the hollow cylindrical rod relative to the hollow cylindrical body 5. For example, work to remove the compacted plug is performed in 8 above-described cycles.

После завершения запланированных работ, прекращают обратную промывку, при этом шар 10 садится на седло 9, что исключает обратное оседание разбуренной уплотненной пробки обратно в скважину. Выполняют извлечение из скважины устройства.After the completion of the planned work, backwashing is stopped, while the ball 10 sits on the seat 9, which excludes the back-settling of the drilled sealed plug back into the well. The device is removed from the well.

Повышается надёжность работы устройства, так как внутренняя полость полого цилиндрического корпуса не заполняется смазкой, а герметичность несамотормозящего механизма 2 обеспечивается уплотнительными кольцами 19 и 20.The reliability of the device is increased, since the inner cavity of the hollow cylindrical body is not filled with grease, and the tightness of the non-self-braking mechanism 2 is provided by O-rings 19 and 20.

Повышается качество разбуривания уплотнённой пробки, так как в качестве породоразрушающего инструмента 3 применяют специальный инструмент, выполненный, виде муфты 14 с остроконечными перьями, например в количестве четырёх штук 15', 15", 15"', 15"" снизу и промывочными каналами 16', 16", 16"', 16"" между перьями 15', 15", 15"', 15"". Остроконечные перья 15', 15", 15"', 15"" как указано выше высотой h (см. фиг. 1) равной 15 см, что обеспечивает качественное рыхление уплотнённой поверхности разбуриваемой пробки в отличии от долота. Нижняя торцевая поверхность муфты 14 оснащена бабитовым сплавом 17 для увеличения долговечности породоразрушающего инструмента 3.The quality of drilling out the compacted plug is improved, since a special tool is used as a rock cutting tool 3, made in the form of a coupling 14 with pointed feathers, for example, in the amount of four pieces 15 ', 15 ", 15"', 15 "" from the bottom and flushing channels 16 ' , 16 ", 16" ', 16 "" between feathers 15', 15 ", 15" ', 15 "". Pointed feathers 15 ', 15 ", 15"', 15 "" as indicated above with a height h (see Fig. 1) equal to 15 cm, which provides a high-quality loosening of the compacted surface of the drilled plug, in contrast to the bit. The lower end surface of the sleeve 14 is equipped with a babite alloy 17 to increase the durability of the rock cutting tool 3.

Повышается эффективность выноса разбуренного шлама из скважины в процессе промывки. Это обеспечивается благодаря работе устройства в режиме обратной промывки и шару с седлом, включенным в состав устройства, поэтому при внезапной остановке работы устройства, например при израсходовании объёма промывочной жидкости в процессе обратной промывки) или при извлечении устройства из скважины, шар 10 под собственным весом садится на седло 9, благодаря чему разбуренные частицы шлама не оседают обратно в скважину из внутреннего пространства колонны ГТ 1, а остаются внутри колонны ГТ и утилизируются в желобную ёмкость при подъёме ГТ 1 на поверхность. The efficiency of the removal of drilled cuttings from the well during the flushing process is increased. This is ensured by the operation of the device in the backwash mode and the ball with a seat included in the device, therefore, when the device suddenly stops operating, for example, when the volume of the flushing fluid is consumed during the backwash process) or when the device is removed from the well, the ball 10 sits under its own weight on the saddle 9, due to which the drilled cuttings do not settle back into the well from the inner space of the GT 1 string, but remain inside the GT string and are disposed of into a trough tank when the GT 1 is raised to the surface.

Расширяются функциональные возможности работы устройства в скважинах с асфальтеносмолопарафиновыми отложениями, в наклонных скважинах, а также в скважинах малого диаметра (диаметрами 114, 120, 140 мм). Так как в предлагаемом устройстве вращение на породоразрушающий инструмент 3 выполняется не за счёт вращения полого цилиндрического корпуса 5, а за счет полого цилиндрического вала 4 при не вращающемся полом цилиндрическом корпусе 5, что позволяет исключить влияние сил трения на вращающийся полый цилиндрический корпус, что исключает потерю оборотов вращения породоразрушающего инструмента и конструктивно позволяет уменьшить наружный диаметр полого цилиндрического корпуса 5 при разбуривании уплотнённой пробки.The functionality of the device is expanded in wells with asphaltene-resin-paraffin deposits, in deviated wells, as well as in small-diameter wells (with diameters of 114, 120, 140 mm). Since in the proposed device, the rotation on the rock cutting tool 3 is performed not due to the rotation of the hollow cylindrical body 5, but due to the hollow cylindrical shaft 4 when the hollow cylindrical body 5 is not rotating, which makes it possible to eliminate the influence of friction forces on the rotating hollow cylindrical body, which eliminates the loss revolutions of rotation of the rock cutting tool and structurally makes it possible to reduce the outer diameter of the hollow cylindrical body 5 when drilling out the sealed plug.

Предлагаемое устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине позволяет:The proposed device for drilling out a packed plug in a well allows:

- повысить надёжность работы устройства; - to improve the reliability of the device;

- повысить качество разбуривания уплотнённой пробки;- to improve the quality of drilling the sealed plug;

- повысить эффективность выноса разбуренного шлама из скважины в процессе промывки; - to increase the efficiency of the removal of drilled cuttings from the well during the flushing process;

- расширить функциональные возможности работы устройства.- to expand the functionality of the device.

Claims (1)

Устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине, содержащее последовательно соединенные средство приложения осевой силы – колонну труб, винтовой несамотормозящий механизм, содержащий полый цилиндрический вал и полый цилиндрический корпус, и породоразрушающий инструмент, отличающееся тем, что колонна труб через муфту жестко соединена с полым цилиндрическим корпусом с возможностью осевого перемещения вниз, при этом снизу к полому цилиндрическому валу жестко соединен породоразрушающий инструмент, имеющий возможность вращения вокруг своей оси, при этом устройство оснащено полым штоком, вставленным сверху в полый цилиндрический вал, а верхняя часть полого штока ввернута в полый цилиндрический корпус, причём верхний торец полого штока оснащен седлом под шар, причём верхний конец полого цилиндрического вала оснащен ограничителем хода осевого перемещения полого цилиндрического корпуса, при этом полый шток подпружинен вверх от ограничителя хода к внутреннему верхнему торцу полого цилиндрического корпуса, породоразрушающий инструмент выполнен в виде муфты с остроконечными перьями снизу и промывочными каналами между перьями, при этом нижняя торцевая поверхность муфты оснащена бабитовым сплавом, причем в рабочем положении при разгрузке веса колонны труб на устройство колонна труб, полый цилиндрический корпус и жестко соединенный с ним полый шток перемещаются вниз относительно вращающегося полого цилиндрического вала с породоразрушающим инструментом, сжимая пружину до взаимодействия ограничителя хода с внутренним верхним торцом полого цилиндрического корпуса, а при подъёме колонны труб пружина разжимается, при этом полый цилиндрический вал с породоразрушающим инструментом вращаются в обратном направлении относительно полого цилиндрического корпуса до взаимодействия ограничителя хода полого цилиндрического штока с внутренним нижним торцом полого цилиндрического корпуса и устройство занимает исходное положение.A device for drilling out a sealed plug in a well, containing a series-connected means for applying axial force - a pipe string, a screw non-self-braking mechanism containing a hollow cylindrical shaft and a hollow cylindrical body, and a rock breaking tool, characterized in that the pipe string is rigidly connected to the hollow cylindrical body through a coupling with the possibility of axial movement downward, while the rock cutting tool is rigidly connected from below to the hollow cylindrical shaft, which can rotate around its axis, while the device is equipped with a hollow rod inserted from above into the hollow cylindrical shaft, and the upper part of the hollow rod is screwed into the hollow cylindrical body, moreover, the upper end of the hollow rod is equipped with a seat for the ball, and the upper end of the hollow cylindrical shaft is equipped with a stop for the axial movement of the hollow cylindrical body, while the hollow rod is spring-loaded upward from the travel stop to the inner upper end of the hollow cylinder casing, the rock-cutting tool is made in the form of a coupling with pointed blades at the bottom and flushing channels between the blades, while the lower end surface of the coupling is equipped with a babite alloy, and in the working position when unloading the weight of the pipe string onto the device, the pipe string, the hollow cylindrical body and rigidly connected to with it, the hollow rod moves downward relative to the rotating hollow cylindrical shaft with the rock cutting tool, compressing the spring until the travel stop interacts with the inner upper end of the hollow cylindrical body, and when the pipe string is lifted, the spring expands, while the hollow cylindrical shaft with the rock cutting tool rotates in the opposite direction relative to the hollow cylindrical body until the travel stop of the hollow cylindrical rod interacts with the inner lower end of the hollow cylindrical body, and the device takes its initial position.
RU2021101660A 2021-01-26 2021-01-26 Apparatus for drilling out compressed plug in borehole RU2750791C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101660A RU2750791C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Apparatus for drilling out compressed plug in borehole

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101660A RU2750791C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Apparatus for drilling out compressed plug in borehole

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750791C1 true RU2750791C1 (en) 2021-07-02

Family

ID=76755804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021101660A RU2750791C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Apparatus for drilling out compressed plug in borehole

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750791C1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU791263A3 (en) * 1973-09-10 1980-12-23 Дрессер Индастриз Инк (Фирма) Cutting bit for rotational drilling
DE69819113D1 (en) * 1997-12-08 2003-11-27 Sofitech Nv Device for cleaning a tubular borehole element
RU55419U1 (en) * 2004-10-29 2006-08-10 Павел Иванович Крюков WELL CLEANING DEVICE
RU78512U1 (en) * 2008-04-28 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR CLEANING WELL BORE
RU162846U1 (en) * 2015-12-11 2016-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" DEVICE FOR DRILLING A SEALED BOTTLE IN A WELL
RU164816U1 (en) * 2016-03-22 2016-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" SCREW MOTOR CONVERTER
RU2618548C1 (en) * 2016-03-10 2017-05-04 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Device for cleaning bottomhole of vertical well
RU187574U1 (en) * 2019-01-10 2019-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" DEVICE FOR THE ELIMINATION OF SOLID TUBES
CA3095812A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-13 Altus Intervention (Technologies) As Wellbore cleanout tool

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU791263A3 (en) * 1973-09-10 1980-12-23 Дрессер Индастриз Инк (Фирма) Cutting bit for rotational drilling
DE69819113D1 (en) * 1997-12-08 2003-11-27 Sofitech Nv Device for cleaning a tubular borehole element
RU55419U1 (en) * 2004-10-29 2006-08-10 Павел Иванович Крюков WELL CLEANING DEVICE
RU78512U1 (en) * 2008-04-28 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR CLEANING WELL BORE
RU162846U1 (en) * 2015-12-11 2016-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" DEVICE FOR DRILLING A SEALED BOTTLE IN A WELL
RU2618548C1 (en) * 2016-03-10 2017-05-04 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Device for cleaning bottomhole of vertical well
RU164816U1 (en) * 2016-03-22 2016-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" SCREW MOTOR CONVERTER
CA3095812A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-13 Altus Intervention (Technologies) As Wellbore cleanout tool
RU187574U1 (en) * 2019-01-10 2019-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" DEVICE FOR THE ELIMINATION OF SOLID TUBES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3899033A (en) Pneumatic-kinetic drilling system
US4421182A (en) Combination clean-out and drilling tool
US3840080A (en) Fluid actuated down-hole drilling apparatus
RU162846U1 (en) DEVICE FOR DRILLING A SEALED BOTTLE IN A WELL
US4505341A (en) Combination clean-out and drilling tool
CN104832083A (en) Positive displacement motor drill and rock breaking well drilling method thereof
WO2008092256A1 (en) Down hole multiple piston tools operated by pulse generation tools and methods for drilling
CN104563873B (en) Underground casing power guiding device
MXPA06012478A (en) A reciprocable impact hammer.
CN1730898A (en) Combined core drilling system driven by downhole motor and impactor
CN1311141C (en) Method for drilling a borehole and wet boring tool
US5307886A (en) Method for casing a hole drilled in a formation
CN109611028B (en) Hydraulic oscillator based on roller and impeller
US20020157871A1 (en) Apparatus and method of oscillating a drill string
RU79613U1 (en) DEVICE FOR CLEANING A WELL FROM A TIGHT BOTTOM
US5139089A (en) Well cleanout tool and method
CN106703728A (en) Reciprocating rotating bidirectional replacement device
RU2750791C1 (en) Apparatus for drilling out compressed plug in borehole
EP0096037A1 (en) Hydraulic down-the-hole rock drill.
RU2436937C1 (en) Perforator for making channels in cased well
WO2015026905A1 (en) Percussion hammer bit
RU138113U1 (en) CHISEL WITH ADVANCED BLADES
RU164816U1 (en) SCREW MOTOR CONVERTER
CN116927702A (en) Continuous jarring releasing device
RU193376U1 (en) HORIZONTAL WELL CLEANING COMPLEX