RU109496U1 - DEVICE FOR CLEANING WELLS FROM Sludge - Google Patents

Abstract

Устройство для очистки скважины от шлама, содержащее бурильную трубу и установленный на ней шнек, отличающееся тем, что в качестве шнека использован однозаходовый шнек с четырьмя лопастями, при этом толщина шнека равна 30-35 мм, а высота лопасти составляет 50-60 мм, угол наклона каждой лопасти шнека к осевой линии бурильной колонны равен 55°, в лопастях шнека на каждом шаге витка установлены по две гидромониторные насадки диаметром 6 мм под углом 55° к осевой линии бурильной трубы влево по направлению шнека. A device for cleaning a well from sludge containing a drill pipe and an auger installed on it, characterized in that a one-way auger with four blades is used as a screw, while the screw is 30-35 mm thick and the blade height is 50-60 mm, angle the inclination of each auger blade to the centerline of the drill string is 55 °; in the auger blades at each step of the turn, two hydromonitor nozzles with a diameter of 6 mm are installed at an angle of 55 ° to the centerline of the drill pipe to the left in the direction of the auger.

Description

Полезная модель относится к технике бурения скважин и предназначено для промывки скважин при бурении на нефть и газ, в частности при бурении горизонтального участка и интервалов неустойчивых горных пород.The utility model relates to the technique of drilling wells and is intended for flushing wells when drilling for oil and gas, in particular when drilling a horizontal section and intervals of unstable rocks.

Известно устройство для очистки скважины от шлама или турбулизатор восходящего потока промывочной жидкости (RU 2160818. С1, МПК7 Е21В 21/00, опубл. 19.04.1999). Устройство для очистки скважины от шлама включает невращающиеся бурильные трубы, долото, забойный двигатель и центраторы с лопастями, расположенными под острым углом к оси бурильных труб. Устройство снабжено турбинами, установленными за центраторами с возможностью вращения вокруг своих продольных осей под действием потока промывочной жидкости. Наружный диаметр турбины меньше наружного диаметра центраторов. Направление лопастей центраторов по ходу движения промывочной жидкости совпадает с направлением вращения долота.A device for cleaning a well of sludge or a turbulator of an upward flow of washing liquid (RU 2160818. C1, MPK7 E21B 21/00, publ. 04/19/1999). A device for cleaning a well from cuttings includes non-rotating drill pipes, a chisel, a downhole motor and centralizers with blades located at an acute angle to the axis of the drill pipes. The device is equipped with turbines installed behind the centralizers with the possibility of rotation around their longitudinal axes under the action of the flow of flushing fluid. The outer diameter of the turbine is less than the outer diameter of the centralizers. The direction of the centralizer blades along the direction of the wash fluid coincides with the direction of rotation of the bit.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность работы из-за отсутствия дополнительного турбулентного потока и вероятности нарушения естественной фильтрационной корки при вращении элементов компоновки и отсутствует противонрихватное действие, а также сложность в замене элементов устройства.The disadvantage of this device is the low efficiency due to the lack of additional turbulent flow and the likelihood of disruption of the natural filter cake during rotation of the layout elements and there is no anti-hook action, as well as the difficulty in replacing the device elements.

Известно также устройство по выносу бурового шлама из горизонтального участка, принятый за прототип, включающее в себя бурильную трубу с двухзаходным и трехзаходным шнеком с шагом 4,7 и 15 диаметров трубы, угол наклона спирали к осевой линии 37 и 13° (автореферат Хабибуллина И.А. Совершенствование процессов транспортирования выбуренной породы при бурении горизонтальных скважин, Уфа; 2008, с.21-24).There is also known a device for removing drill cuttings from a horizontal section, adopted as a prototype, including a drill pipe with a two-start and three-start screw with a pitch of 4.7 and 15 pipe diameters, the angle of inclination of the spiral to the centerline of 37 and 13 ° (abstract of I. Khabibullin A. Improving the processes of transportation of cuttings while drilling horizontal wells, Ufa; 2008, pp.21-24).

Недостаток известного устройства заключается в низкой эффективности очистки скважины от шлама, так как при бурении наклонных и горизонтальных участков ствола скважины накапливается значительное количества бурового шлама, который постепенно оседает и заполняет область лежачей стенки, что зачастую приводит к прихватам и заклиниванию бурильного инструмента в скважине, и небольшому сроку службы устройства.A disadvantage of the known device is the low efficiency of cleaning the well from cuttings, since when drilling inclined and horizontal sections of the wellbore, a significant amount of drill cuttings accumulates, which gradually settles and fills the area of the lying wall, which often leads to sticking and jamming of the drilling tool in the well, and short life of the device.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка устройства для очистки ствола скважины от шлама.The task to which the claimed technical solution is directed is to develop a device for cleaning the wellbore from sludge.

При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении качества очистки ствола скважины от шлама за счет создания турбулентного потока, дополнительной скорости потока жидкости.When implementing the claimed technical solution, the problem is solved by achieving a technical result, which consists in improving the quality of cleaning the wellbore from sludge by creating a turbulent flow, additional fluid flow rate.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для очистки скважины от шлама содержит бурильную трубу и установленный на ней шнек, при этом в качестве шнека использован однозаходовый шнек с четырьмя лопастями, с толщиной равной 30-35 мм, высота лопасти составляет 50-60 мм, угол наклона каждой лопасти шнека к осевой линии бурильной колонны равен 55°, в лопастях шнека на каждом шаге витка установлены по две гидромониторные насадки диаметром 6 мм под углом 55° к осевой линии бурильной трубы влево по направлению шнека.The specified technical result is achieved by the fact that the device for cleaning the well from sludge contains a drill pipe and a screw installed on it, while a single-run screw with four blades, with a thickness of 30-35 mm, a blade height of 50-60 mm, is used as a screw the angle of inclination of each auger blade to the centerline of the drill string is 55 °, in the auger blades at each step of the turn two hydraulic nozzles with a diameter of 6 mm are installed at an angle of 55 ° to the centerline of the drill pipe to the left in the direction of the auger.

Причинно - следственная связь между заявленным техническим результатом и существенными признаками следующая.The causal relationship between the claimed technical result and the essential features is as follows.

Устройство выполнено в виде однозаходного шнека с установленными в лопастях гидромониторными насадками. Заявляемые конструктивные особенности выполнения шнека и расположения насадок увеличивает скорость восходящего потока жидкости и способствует удалению верхнего неустойчивого слоя стенки скважины. Турбулентный поток жидкости в скважине при бурении позволяет предотвратить сужения ствола скважины за счет полной очистки ствола скважины и малого зазора между шнеком устройства и стенкой скважины.The device is made in the form of a single-feed auger with hydraulic monitor nozzles installed in the blades. The inventive design features of the screw and nozzle location increases the speed of the upward fluid flow and helps to remove the upper unstable layer of the borehole wall. Turbulent fluid flow in the well during drilling helps to prevent narrowing of the wellbore due to complete cleaning of the wellbore and a small gap between the auger of the device and the wall of the well.

На фиг. показан общий вид устройства для очистки скважин от шлама.In FIG. shows a General view of the device for cleaning wells from sludge.

Устройство для очистки скважин от шлама содержит бурильную трубу 1 с наваренным шнеком 2 или трубы, изготовленной совместно литой со шнеком 2.A device for cleaning wells from sludge contains a drill pipe 1 with a welded screw 2 or pipes made jointly cast with a screw 2.

Шнек 2 представляет собой однозаходовый виток, количество витков четыре. Для создания турбулентного потока, требуемой скорости восходящего потока жидкости и увеличения прочностной характеристики устройства однозаходовый виток шнека 2 выполнен с толщиной 30-35 мм и высотой лопасти шнека 2, равной 50-60 мм. Выбор данных параметров обусловлен необходимостью наличия зазора между шнеком и стенкой скважины (по регламенту ведения буровых работ указанный зазор должен составлять от 5 мм до 7 мм). Лопасти шнека 2 наклонены на угол φ=55° к осевой линии А-А бурильной трубы 1 и направлены вправо вдоль всей бурильной трубы 1 от муфты 3 до ниппеля 4.Screw 2 is a single-turn, the number of turns is four. To create a turbulent flow, the required speed of the upward fluid flow and increase the strength characteristics of the device, a single-pass turn of the screw 2 is made with a thickness of 30-35 mm and a height of the blade of the screw 2, equal to 50-60 mm. The choice of these parameters is due to the need for a gap between the screw and the wall of the well (according to the regulations for drilling operations, this gap should be from 5 mm to 7 mm). The blades of the screw 2 are inclined at an angle φ = 55 ° to the axial line AA of the drill pipe 1 and are directed to the right along the entire drill pipe 1 from the sleeve 3 to the nipple 4.

В на каждом шаге витка шнека 2 в лопастях установлены две гидромониторные насадки 5 диаметром 6 мм, расположенные под углом 55° к осевой линии А-А бурильной трубы 1, влево по направлению шнека. Количество и диаметр насадок 5 рассчитаны, исходя из условий удаления оседающего шлама из-под лопастей шнека 2 и предупреждения образования сальников в канавке между лопастями шнека 2.In at each step of the turn of the screw 2 in the blades there are two hydromonitor nozzles 5 with a diameter of 6 mm, located at an angle of 55 ° to the axial line AA of the drill pipe 1, to the left in the direction of the screw. The number and diameter of nozzles 5 are calculated based on the conditions for the removal of settling sludge from under the blades of the screw 2 and the prevention of the formation of glands in the groove between the blades of the screw 2.

Устройство для очистки скважин от шлама работает следующим образом.A device for cleaning wells from sludge works as follows.

В процессе бурения буровой раствор в скважине поднимается по затрубному пространству от забоя к устью скважины, где при прохождении бурового раствора через устройство для очистки ствола скважины от шлама и ликвидации прихвата бурильной колонны, поток промывочной жидкости, обогащенный шламом, проходит через шнек 2, который за счет энергии потока и создающего дополнительного гидравлического давления между витками шнека 2 и стенкой скважины начинает перемешивать буровой раствор, одновременно закручивая поток, предает ему вращательное движение, что предотвращает оседание шлама в скважине, а установленные гидромониторные насадки 5, предотвращают образование сальников между витками шнека 2 и оседания шлама в области лежачей стенки устройства. После прохождения бурового раствора через устройство для очистки скважины от шлама, создаваемая им энергия и скорость потока, продолжает действовать еще некоторое расстояние, что позволяет предотвратить шламонакопление и сужения ствола скважины в интервале установки устройства.During drilling, the drilling fluid in the well rises through the annulus from the bottom to the wellhead, where when the drilling fluid passes through the device for cleaning the borehole from the sludge and eliminates the sticking of the drill string, the flow of drilling fluid enriched in the sludge passes through the screw 2, which due to the energy of the flow and creating additional hydraulic pressure between the turns of the screw 2 and the wall of the well, the drilling fluid begins to mix, while twisting the flow, it gives it a rotational motion voltage, which prevents the sedimentation of sludge in the borehole and the established jet nozzle 5 and prevent the formation of seals between the turns of the screw 2 and the sedimentation sludge in the wall of the reclining device. After the drilling fluid passes through the device for cleaning the borehole from the sludge, the energy and flow rate created by it continues to operate for a certain distance, which helps to prevent sludge accumulation and narrowing of the borehole in the installation interval of the device.

Использования устройства для очистки скважин от шлама при бурении неустойчивых, трещиноватых и других пород обеспечивает калибровку и вынос бурового шлама из зоны его оседания. Предлагаемое устройство может быть реализовано при бурении любых скважин, где наблюдается зашламование кольцевого канала. Однако использование наиболее эффектно при бурении на нефть и газ винтовым устройством, преимущественно наклонных и горизонтальных участков ствола скважины.The use of a device for cleaning wells from cuttings while drilling unstable, fractured and other rocks provides calibration and removal of drill cuttings from the zone of its subsidence. The proposed device can be implemented when drilling any wells, where there is slamming of the annular channel. However, the use is most effective when drilling for oil and gas with a screw device, mainly inclined and horizontal sections of the wellbore.

Claims (1)

Устройство для очистки скважины от шлама, содержащее бурильную трубу и установленный на ней шнек, отличающееся тем, что в качестве шнека использован однозаходовый шнек с четырьмя лопастями, при этом толщина шнека равна 30-35 мм, а высота лопасти составляет 50-60 мм, угол наклона каждой лопасти шнека к осевой линии бурильной колонны равен 55°, в лопастях шнека на каждом шаге витка установлены по две гидромониторные насадки диаметром 6 мм под углом 55° к осевой линии бурильной трубы влево по направлению шнека.

A device for cleaning a well from sludge containing a drill pipe and an auger installed on it, characterized in that a one-way auger with four blades is used as a screw, while the screw is 30-35 mm thick and the blade height is 50-60 mm, angle the inclination of each auger blade to the centerline of the drill string is 55 °; in the auger blades at each step of the turn, two hydromonitor nozzles with a diameter of 6 mm are installed at an angle of 55 ° to the centerline of the drill pipe to the left in the direction of the auger.