RU2780984C1

RU2780984C1 - Device for cleaning the bottom and flushing the wellbore

Info

Publication number: RU2780984C1
Application number: RU2022112588A
Authority: RU
Inventors: Марат Мирсатович Нагуманов; Андрей Владимирович Суханов; Даниил Петрович Лубышев; Евгений Владимирович Лядов; Ильмир Адипович Гарипов; Владимир Николаевич Ченский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер"; Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Тимурнефтегаз"
Filing date: 2022-05-05
Publication date: 2022-10-04

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas industry and can be used in the overhaul and current workover of wells associated with cleaning their bottom from sand and proppant plugs and flushing the wellbore. The device comprises a housing, a housing mounted with the possibility of axial movement relative to the housing, a tip attached to the lower part of the housing, a return spring installed between the housing and the housing, a jet nozzle. The tip contains side channels, and the body is made with the possibility of overlapping the side channels of the tip during axial movement of the casing relative to the body. The jetting nozzle is installed in the axial hole of the tip. The lower part of the tip is equipped with end teeth. The housing is connected to the housing by means of pins installed in the holes of the housing, and the lower parts of the pins are installed in screw grooves made on the outer surface of the lower part of the housing.

EFFECT: efficiency of bottomhole cleaning and wellbore flushing is increased without the need to rotate the pipe string.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при капитальном и текущем ремонте скважин, связанном с очисткой их забоя от песчаных и проппантовых пробок и промывкой ствола скважин.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the overhaul and maintenance of wells associated with cleaning their bottom from sand and proppant plugs and washing the wellbore.

Известно устройство для промывки забоя скважины, содержащее цилиндрический корпус с полостью, упорным кольцом и клапаном. Цилиндрический корпус имеет возможность присоединения к трубной колонне, при этом в упорном кольце корпуса выполнены гидромониторные каналы для гидравлического сообщения полости цилиндрического корпуса с затрубным пространством. Половина окружности нижнего торца цилиндрического корпуса выполнена в виде пилообразного рыхлителя, а другая половина оснащена косым срезом. В упорном кольце корпуса со стороны косого среза эксцентрично оси корпуса выполнено отверстие. В полости корпуса напротив отверстия установлен клапан, пропускающий снизу вверх и выполненный в виде клапанной клетки с шаром, установленным в отверстие упорного кольца (патент РФ №2529067, МПК Е21В 21/00, опубликован 27.09.2014 г.).A device for flushing the bottom hole, containing a cylindrical body with a cavity, a thrust ring and a valve. The cylindrical body can be attached to the tubular string, while in the thrust ring of the body there are jet channels for hydraulic communication of the cavity of the cylindrical body with the annulus. Half of the circumference of the lower end of the cylindrical body is made in the form of a sawtooth ripper, and the other half is equipped with an oblique cut. A hole is made in the thrust ring of the housing from the side of the oblique cut eccentrically to the axis of the housing. A valve is installed in the body cavity opposite the hole, which passes from bottom to top and is made in the form of a valve cage with a ball installed in the hole of the thrust ring (RF patent No.

Недостатком известного устройства является необходимость вращения колонны труб для разрушения твердых отложений, отсутствие возможности изменения режима истечения жидкости в зависимости от промывки рыхлой или более плотной пробки, а также необходимость переключения направления промывки на обратное для удаления продуктов разрушения.A disadvantage of the known device is the need to rotate the pipe string to destroy solid deposits, the inability to change the fluid flow mode depending on the washing of loose or denser plugs, and the need to switch the direction of washing to the opposite to remove destruction products.

Известно устройство для промывки забоя скважины, содержащее корпус, заглушку с боковыми отверстиями, наконечник и возвратную пружину. Наконечник прикреплен к нижней части кожуха, установленного на корпусе с возможностью перемещения относительно последнего, возвратная пружина установлена между корпусом и кожухом. Снизу возвратная пружина опирается на упорное кольцо, установленное на внутреннем буртике кожуха, а сверху - в наружный выступ корпуса. Над наконечником расположено седло для взаимодействия с заглушкой, соединенной с корпусом. Во внутреннем канале заглушки закреплена трубка, верхний конец которой выполнен глухим, а в боковой стенке выполнены радиальные каналы, сообщающие внутреннюю полость трубки с полостью корпуса. Нижний конец трубки оснащен гидромониторной насадкой (патент РФ №2668100, МПК Е21В 37/00, опубликован 26.09.2018 г.).A device for flushing the bottomhole of a well is known, comprising a housing, a plug with side holes, a tip and a return spring. The tip is attached to the lower part of the casing mounted on the body with the possibility of movement relative to the latter, the return spring is installed between the body and the casing. From below, the return spring rests on a thrust ring mounted on the inner collar of the casing, and from above - into the outer ledge of the casing. A seat is located above the tip to interact with a plug connected to the body. A tube is fixed in the inner channel of the plug, the upper end of which is blind, and radial channels are made in the side wall, communicating the inner cavity of the tube with the housing cavity. The lower end of the tube is equipped with a jet nozzle (RF patent No. 2668100, IPC E21B 37/00, published on September 26, 2018).

Недостатком известного устройства является необходимость вращения колонны труб для разрушения наконечником твердой пробки, что очень сложно, особенно в скважинах со сложным профилем, может привести к деформации труб и вызвать различные осложнения.A disadvantage of the known device is the need to rotate the pipe string to destroy the solid plug with the tip, which is very difficult, especially in wells with a complex profile, can lead to pipe deformation and cause various complications.

Техническим результатом является повышение эффективности очистки забоя и промывки ствола скважины без необходимости вращения колонны труб.The technical result is to increase the efficiency of bottomhole cleaning and wellbore flushing without the need to rotate the pipe string.

Технический результат достигается устройством для очистки забоя и промывки ствола скважины, содержащим корпус, кожух, установленный с возможностью осевого перемещения относительного корпуса, наконечник, прикрепленный к нижней части кожуха, возвратную пружину, установленную между корпусом и кожухом, гидромониторную насадку, при этом, согласно изобретению, наконечник содержит боковые каналы, а корпус выполнен с возможностью перекрытия боковых каналов наконечника при осевом перемещении кожуха относительно корпуса, гидромониторная насадка установлена в осевом отверстии наконечника, нижняя часть наконечника снабжена торцевыми зубьями, кожух связан с корпусом при помощи штифтов, установленных в отверстиях кожуха, причем нижние части штифтов установлены в винтовых пазах, выполненных на наружной поверхности нижней части корпуса.The technical result is achieved by a device for bottomhole cleaning and wellbore flushing, comprising a body, a casing mounted with the possibility of axial movement relative to the body, a tip attached to the lower part of the casing, a return spring installed between the body and the casing, a jetting nozzle, while, according to the invention , the tip contains side channels, and the body is configured to cover the side channels of the tip during axial movement of the casing relative to the body, the jet nozzle is installed in the axial hole of the tip, the lower part of the tip is provided with end teeth, the casing is connected to the body by means of pins installed in the casing holes, moreover, the lower parts of the pins are installed in screw grooves made on the outer surface of the lower part of the body.

На фиг. 1 приведена схема устройства для очистки забоя и промывки ствола скважины, на фиг. 2 показана нижняя часть корпуса с винтовыми пазами.In FIG. 1 shows a diagram of a device for cleaning the bottomhole and flushing the wellbore, in Fig. 2 shows the bottom of the housing with screw slots.

Устройство для очистки забоя и промывки ствола скважины содержит корпус 1, кожух 2, установленный с возможностью перемещения относительно корпуса 1, наконечник 3, присоединенный к нижней части кожуха 2. Между корпусом 1 и кожухом 2 установлена возвратная пружина 4. В качестве возвратной пружины 4 может быть использована винтовая, кольцевая и другие виды пружин. Кольцевой зазор между корпусом 1 и кожухом 2 в верхней части уплотнен посредством втулки 5 и уплотнения 6. В верхней части установлен переводник 7 для соединения устройства с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ). Кожух 2 связан с корпусом 1 при помощи штифтов 8, установленных в отверстиях кожуха 2. Нижние части штифтов 8 установлены в винтовых пазах 9, выполненных на наружной поверхности нижней части корпуса 1 (фиг. 2). Количество пазов 9 совпадает с количеством штифтов 8. Наконечник 3 содержит боковые каналы 10 и осевое отверстие 11, в котором установлена гидромониторная насадка 12. Нижняя часть наконечника 3 снабжена торцевыми зубьями 13.The device for cleaning the bottom hole and flushing the wellbore includes a body 1, a casing 2 mounted for movement relative to the casing 1, a tip 3 attached to the lower part of the casing 2. A return spring 4 is installed between the casing 1 and casing 2. As a return spring 4 can screw, ring and other types of springs can be used. The annular gap between the housing 1 and the casing 2 in the upper part is sealed by means of a sleeve 5 and a seal 6. A sub 7 is installed in the upper part to connect the device to the tubing string. The casing 2 is connected to the body 1 by means of pins 8 installed in the holes of the casing 2. The lower parts of the pins 8 are installed in screw grooves 9 made on the outer surface of the lower part of the body 1 (Fig. 2). The number of grooves 9 coincides with the number of pins 8. The tip 3 contains lateral channels 10 and an axial hole 11, in which a jet nozzle 12 is installed. The lower part of the tip 3 is equipped with end teeth 13.

Устройство для очистки забоя и промывки ствола скважины работает следующим образом.A device for cleaning the bottomhole and flushing the wellbore operates as follows.

Устройство соединяют с помощью переводника 7 с колонной НКТ (на фиг. не показана) и спускают до забоя с пробкой, которую нужно разрушить. Предусмотрены два режима работы устройства - свободная промывка (при рыхлом забое) и усиленная промывка (при наличии твердой проппантовой или песчаной пробки). При промывке рыхлого забоя возвратная пружина 4 находится в разжатом состоянии. В НКТ нагнетают промывочную жидкость, которая по проходному каналу 14 устройства, далее через боковые каналы 10 и гидромониторную насадку 12 попадает на пробку. Подъем промывочной жидкости с размытым шламом происходит через межтрубное пространство (на фиг. не показано). В случае образования в скважине твердой проппантовой или песчаной пробки, проходка, как правило, прекращается. Разгрузку колонны НКТ на устройство увеличивают, в результате чего наконечник 3 с кожухом 2, сжимая возвратную пружину 4, перемещается вверх относительно корпуса 1. Боковые каналы 10 наконечника 3 перекрываются нижней частью корпуса 1, и промывочная жидкость выходит с увеличенной скоростью через гидромониторную насадку 12 и разрушает твердую песчаную или проппантовую пробку. При перемещении кожуха 2 вверх относительно корпуса 1 одновременно происходит вращение кожуха 2 с наконечником 3 вокруг корпуса 1, штифты 8 при этом перемещаются по винтовым пазам 9 корпуса 1. Происходит механическое разрушение пробки за счет проворота наконечника 3. Таким образом, за счет проворота наконечника 3, а также наличия торцевых зубьев 13 на конце наконечника 3 и выхода жидкости с увеличенной скоростью через гидромониторную насадку 12, установленную в осевом отверстии 11 наконечника 3, повышается эффективность разрушения твердой пробки и очистки забоя скважины. По мере размыва песчаной или проппантовой пробки, нагрузка на устройство уменьшается, и возвратная пружина 4 возвращает наконечник 3 в исходное положение. Боковые каналы 10 открываются, скорость потока уменьшается, объем прокачки увеличивается. Промывочная жидкость с продуктами разрушения поднимается через межтрубное пространство на поверхность, очищая ствол скважины от шлама.The device is connected by means of a sub 7 to the tubing string (not shown in Fig.) and lowered to the bottom with a plug to be destroyed. There are two operating modes of the device - free flushing (with loose bottom hole) and enhanced flushing (in the presence of a solid proppant or sand plug). When washing a loose bottomhole, the return spring 4 is in an open state. A flushing liquid is injected into the tubing, which enters the plug through the passage channel 14 of the device, then through the side channels 10 and the jet nozzle 12. The rise of the flushing fluid with the washed out sludge occurs through the annulus (not shown in the figure). In the event of the formation of a solid proppant or sand plug in the well, drilling is usually stopped. The unloading of the tubing string on the device is increased, as a result of which the tip 3 with the casing 2, compressing the return spring 4, moves upward relative to the body 1. The side channels 10 of the tip 3 are blocked by the lower part of the body 1, and the flushing fluid exits at an increased speed through the jet nozzle 12 and breaks hard sand or proppant plug. When casing 2 is moved upward relative to body 1, casing 2 with tip 3 rotates simultaneously around body 1, while pins 8 move along screw grooves 9 of body 1. Mechanical destruction of the plug occurs due to rotation of tip 3. Thus, due to rotation of tip 3 , as well as the presence of end teeth 13 at the end of the tip 3 and the exit of fluid at an increased speed through the jet nozzle 12 installed in the axial hole 11 of the tip 3, the efficiency of the destruction of the solid plug and cleaning the bottom of the well is increased. As the sand or proppant plug is washed out, the load on the device decreases, and the return spring 4 returns the tip 3 to its original position. The side channels 10 open, the flow rate decreases, the pumping volume increases. Flushing fluid with destruction products rises through the annulus to the surface, cleaning the wellbore from cuttings.

Таким образом, повышается эффективность очистки забоя и промывки ствола скважины без необходимости вращения колонны труб.Thus, the efficiency of bottomhole cleaning and wellbore flushing is increased without the need to rotate the tubing string.

Claims

A device for bottomhole cleaning and wellbore flushing, comprising a body, a casing mounted with the possibility of axial movement relative to the body, a tip attached to the lower part of the casing, a return spring installed between the body and the casing, a jet nozzle, characterized in that the tip contains side channels , and the body is made with the possibility of closing the side channels of the tip during axial movement of the casing relative to the body, the jet nozzle is installed in the axial hole of the tip, the lower part of the tip is equipped with end teeth, the casing is connected to the body by means of pins installed in the holes of the casing, and the lower parts of the pins are installed in screw grooves made on the outer surface of the lower part of the housing.