RU161064U1 - DEVICE FOR CLEANING THE INTERIOR SURFACE OF THE COATING AND LIFTING COLUMN FROM SEDIMENTS LOWERED ON THE FLEXIBLE PIPE - Google Patents

Abstract

Устройство для очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от отложений, спускаемое на гибкой трубе, включающее последовательно соединенные винтовой забойный двигатель с полым валом и чистящую головку, полый вал соединен с чистящей головкой при помощи нижнего полого переводника, сообщающегося с ее внутренней полостью, с возможностью вращения и подачи жидкости, чистящая головка состоит из двух частей, верхняя часть представляет собой полый цилиндрический корпус с отверстиями, каждое отверстие выполнено ступенчатым с разными внутренними диаметрами, а нижняя часть представляет собой полусферический башмак, при этом внутри каждого отверстия концентрично расположены подпружиненные щетки с размещенной на них жесткой металлической проволокой, подпружиненные щетки выполнены с возможностью выдвижения их из отверстий цилиндрического корпуса под действием центробежной силы и циркулирующей жидкости, и последующего возвращения обратно сжатием пружины, причем винтовой забойный двигатель соединен с гибкой трубой посредством верхнего полого переводника.A device for cleaning the inner surface of the casing and elevator columns from deposits, lowered on a flexible pipe, including serially connected screw downhole motor with a hollow shaft and a cleaning head, the hollow shaft is connected to the cleaning head using a lower hollow sub that communicates with its internal cavity, with the possibility of rotation and fluid supply, the cleaning head consists of two parts, the upper part is a hollow cylindrical body with holes, each hole is made stepwise with inner diameters, and the lower part is a hemispherical shoe, with spring-loaded brushes concentrically located inside each hole with a rigid metal wire placed on them, spring-loaded brushes are made to extend them from the holes of the cylindrical body under the action of centrifugal force and circulating fluid, and subsequent returning back by compression of the spring, and the downhole screw motor is connected to the flexible pipe by means of the upper hollow sub.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к очистке обсадных и лифтовых колонн от отложений.The utility model relates to the oil and gas industry, in particular to the cleaning of casing and elevator columns from deposits.

При добыче углеводородов очистка обсадных и лифтовых колонн от отложений является серьезной проблемой, вызывающей осложнения в работе скважин, нефтепромыслового оборудования и трубопроводных коммуникаций. Их образование приводит к снижению производительности системы и эффективности работы насосных установок.In hydrocarbon production, the cleaning of casing and elevator strings from deposits is a serious problem causing complications in the operation of wells, oilfield equipment, and pipeline communications. Their formation leads to a decrease in system performance and the efficiency of pumping units.

Известно устройство для очистки скважины от органико-механических отложений [Пат. РФ №2100574 Е21В 37/02, опубл. 27.12.1997], состоящее из корпуса с окнами, в которых размещены очистные элементы, взаимодействующий с ними толкатель, выполненный в форме клина, и фиксатор положения очистных элементов. Каждый очистной элемент снабжен компенсаторами нагрузки, размещенными между очистным элементом и толкателем, который подпружинен относительно корпуса, а фиксатор выполнен в виде переключателя положения толкателя, причем шток переключателя соединен с хвостовиком, выполненным с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения.A device for cleaning wells from organic-mechanical deposits [Pat. RF №2100574 Е21В 37/02, publ. 12/27/1997], consisting of a housing with windows in which the cleaning elements are placed, a pusher interacting with them, made in the form of a wedge, and a position lock of the cleaning elements. Each cleaning element is equipped with load balancers located between the cleaning element and the pusher, which is spring loaded relative to the housing, and the latch is made in the form of a switch of the position of the pusher, and the rod of the switch is connected to the shank, made with the possibility of axial reciprocating movement.

Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн, по причине жесткой конструкции устройства, не позволяющей щеткам выдвигаться и эффективно очищать стенки обсадных и лифтовых колонн от различных типов отложений - очистные элементы действуют по принципу ножа - срезают отложения парафина, но недостаточно эффективны для удаления ржавчины со стенок обсадных и лифтовых колонн, также затруднительно его использовать в местах деформации труб - ножи не изгибаются и, следовательно, не будут очищать места, где трубы деформированы, или же, в случае серьезной их деформации, устройство не пройдет, а для того чтобы его привести в транспортное положение, необходимо произвести спуск на забой. Также, недостаточная эффективность проявляется в возможности очистки только при подъеме устройства. Еще один недостаток - сложность его конструкции. Высока вероятность заклинивания или засорения одного из конструктивных элементов, что в свою очередь может привести к застреванию устройства в скважине и необходимости проведения ловильных работ.The disadvantage of this device is the insufficient efficiency of cleaning the inner surface of the casing and elevator columns, due to the rigid structure of the device that does not allow the brushes to extend and effectively clean the walls of the casing and elevator columns from various types of deposits - the cleaning elements act on the principle of a knife - cut off paraffin deposits, but not enough effective for removing rust from the walls of casing and elevator columns, it is also difficult to use it in places of pipe deformation - the knives do not bend and, therefore, they will not clean the places where the pipes are deformed, or, in the case of serious deformation, the device will not pass, and in order to bring it into transport position, it is necessary to launch to the bottom. Also, insufficient efficiency is manifested in the possibility of cleaning only when lifting the device. Another drawback is the complexity of its design. There is a high probability of jamming or clogging of one of the structural elements, which in turn can lead to a stuck device in the well and the need for fishing work.

Известно устройство для удаления отложений и коррозионной окалины [Пат. РФ №2247826 Е21В 37/02, опубл. 10.03.2013], взятое за прототип, состоящее из полого корпуса со сквозными окнами по всей длине, оси которых смещены относительно друг друга по спирали, и элементов скребкования в виде отдельных упругих щеток, установленных в сквозных окнах и представляющих собой втулки с запрессованными пучками стальных проволочек, которые установлены в сквозных окнах с перекрытием друг друга и возможностью перекрытия рабочими поверхностями - торцами отдельных упругих щеток, всего внутреннего периметра очищаемой трубы.A device for removing deposits and corrosive scale [Pat. RF №2247826 Е21В 37/02, publ. 03/10/2013], taken as a prototype consisting of a hollow body with through-holes along the entire length, the axes of which are offset relative to each other in a spiral, and scraping elements in the form of separate elastic brushes installed in through-holes and consisting of bushings with pressed steel beams wires that are installed in through windows with overlapping each other and the possibility of overlapping working surfaces - the ends of individual elastic brushes, the entire inner perimeter of the pipe being cleaned.

Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от различных типов отложений только за счет возвратно-поступательных движений по стволу скважины. Каждая щетка следует строго в своей плоскости вверх или вниз, без возможности захвата всей внутренней поверхности колонны. Из этого следует, что либо колонна будет плохо очищена, либо придется проводить большое количество спуско-подъемных операций. Помимо этого щетки не могут выдвигаться из корпуса, а значит недостаточно эффективно очищают стенки, снимая небольшой тонкий слой отложений.The disadvantage of this device is the lack of effectiveness in cleaning the inner surface of the casing and elevator strings from various types of deposits only due to reciprocating movements along the wellbore. Each brush follows strictly in its plane up or down, without the possibility of capturing the entire inner surface of the column. It follows that either the column will be poorly cleaned or a large number of tripping operations will have to be carried out. In addition, the brushes cannot be pulled out of the case, which means that they do not clean the walls efficiently enough, removing a small thin layer of deposits.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка устройства, которое обеспечит эффективную очистку внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от различных видов отложений, в котором бы сочетались простота конструкции, надежность и высокие очистные возможности.The task to which the claimed technical solution is directed is to develop a device that will ensure effective cleaning of the inner surface of casing and elevator columns from various types of deposits, which would combine simplicity of design, reliability and high cleaning capabilities.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемой полезной модели является повышение эффективности очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от отложений за счет увеличения площади очистки в следствие вращения чистящей головки, выдвижения щеток за габариты корпуса и снятия ими слоя отложений большей толщины, расширение зоны очистки, сокращение времени очистки.The technical result achieved by using the claimed utility model is to increase the cleaning efficiency of the inner surface of the casing and elevator columns from deposits by increasing the cleaning area due to the rotation of the cleaning head, extending the brushes beyond the housing dimensions and removing a layer of deposits of greater thickness, expanding the cleaning zone, reducing cleaning time.

Поставленная задача и технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от отложений, спускаемое на гибкой трубе, включает последовательно соединенные винтовой забойный двигатель с полым валом и чистящую головку, полый вал соединен с чистящей головкой при помощи нижнего полого переводника, сообщающегося с ее внутренней полостью, с возможностью вращения и подачи жидкости, чистящая головка состоит из двух частей, верхняя часть представляет собой полый цилиндрический корпус с отверстиями, каждое отверстие выполнено ступенчатым с разными внутренними диаметрами, а нижняя часть представляет собой сферический башмак, при этом внутри каждого отверстия концентрично расположены подпружиненные щетки с размещенной на них жесткой металлической проволокой, подпружиненные щетки выполнены с возможностью выдвижения их из отверстий цилиндрического корпуса под действием центробежной силы и циркулирующей жидкости, и последующего возвращения обратно сжатием пружины, причем винтовой забойный двигатель соединен с гибкой трубой посредством верхнего полого переводника.The task and technical result is achieved by the fact that the proposed device for cleaning the inner surface of the casing and elevator columns from deposits, lowered on a flexible pipe, includes serially connected downhole screw motor with a hollow shaft and a cleaning head, the hollow shaft is connected to the cleaning head using the lower hollow sub, communicating with its internal cavity, with the possibility of rotation and fluid supply, the cleaning head consists of two parts, the upper part is a hollow tsilin a hull with holes, each hole is stepped with different inner diameters, and the lower part is a spherical shoe, with spring-loaded brushes concentrically located inside each hole with a rigid metal wire placed on them, spring-loaded brushes are designed to extend them from the holes of the cylindrical body under the action of centrifugal force and circulating fluid, and subsequent return back by compression of the spring, moreover, a downhole screw motor coupled to a flexible tube through the upper hollow sub.

На фиг. 1 изображено в общем виде устройство для очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от отложений.In FIG. 1 shows a general view of a device for cleaning the inner surface of casing and elevator columns from deposits.

На фиг. 2 изображена верхняя часть чистящей головки.In FIG. 2 shows the top of the cleaning head.

На фиг. 3 изображен разрез чистящей головки.In FIG. 3 shows a section through a cleaning head.

Устройство для очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от отложений включает последовательно соединенные винтовой забойный двигатель 1 с полым валом 2 и чистящую головку 3 (фиг. 1.). Винтовой забойный двигатель 1 соединен с гибкой трубой 4 посредством верхнего полого переводника 5, а полый вал 2 соединен с чистящей головкой 3 при помощи нижнего полого переводника (на фиг. не показано), сообщающегося с ее внутренней полостью с возможностью вращения и подачи жидкости.A device for cleaning the inner surface of the casing and elevator columns from deposits includes serially connected downhole screw motor 1 with a hollow shaft 2 and a cleaning head 3 (Fig. 1.). The downhole screw motor 1 is connected to the flexible pipe 4 by means of the upper hollow sub 5, and the hollow shaft 2 is connected to the cleaning head 3 by means of the lower hollow sub (not shown in Fig.), Which communicates with its internal cavity with the possibility of rotation and fluid supply.

Чистящая головка 3 (фиг. 2) состоит из двух частей. Верхняя часть чистящей головки 3 представляет собой полый цилиндрический корпус 6 с отверстиями 7, а нижняя часть представляет собой полусферический башмак 8.The cleaning head 3 (Fig. 2) consists of two parts. The upper part of the cleaning head 3 is a hollow cylindrical body 6 with holes 7, and the lower part is a hemispherical shoe 8.

Каждое отверстие 7 (фиг. 3.) выполнено ступенчатым с разными внутренними диаметрами. Внутри каждого отверстия 7 концентрично расположены подпружиненные щетки 9, с размещенной на них жесткой металлической проволокой 10. Каждая подпружиненная щетка 9 со стороны своей пружины 11 закреплена, например, при помощи сварки, к ступеньке 12 отверстия 7. Выходные торцы отверстия 7 и наружные торцы подпружиненных щеток 9 выполнены с фасками (на фиг. не показано), с возможностью выдвижения их из отверстий 7 под действием центробежной силы и циркулирующей жидкости, и последующего возвращения обратно в полый цилиндрический корпус 6 при помощи сжатия пружины 11.Each hole 7 (Fig. 3.) is made stepped with different internal diameters. Within each hole 7, spring-loaded brushes 9 are concentrically located, with a rigid metal wire 10 placed on them. Each spring-loaded brush 9 is fixed, for example, by welding, to the step 12 of the hole 7 from the side of its spring 11. The output ends of the opening 7 and the outer ends of the spring-loaded brushes 9 are made with chamfers (not shown in Fig.), with the possibility of their extension from the holes 7 under the action of centrifugal force and circulating fluid, and subsequent return back to the hollow cylindrical body 6 using zhatiya spring 11.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На устье скважины монтируют колтюбинговую установку М-10 и подъемное устройство, например, кран КП-25. На крестовину фонтанной арматуры монтируют блок превенторов, герметизатор, инжектор, проводят их опрессовку на рабочее давление. Спуск устройства сопровождается нагнетанием жидкости по гибкой трубе, приводя в действие винтовой забойный двигатель 1, который в свою очередь вращает чистящую головку 3 с установленными на ней щетками, представляющую собой полый цилиндрический корпус 6 с отверстиями 7. Внутри каждого отверстия 7 концентрично расположены подпружиненные щетки 9. Под действием центробежной силы, а также жидкости выходящей из винтового забойного двигателя, подпружиненные щетки 9 выдвигаются из отверстий 7 и воздействуют на стенки обсадной или лифтовой колонны. Жидкость, поступаемая в винтовой забойный двигатель 1, попадает в чистящую головку 3 через полый вал 2 и далее в скважину, через отверстия 7 цилиндрического корпуса, вынося отложения, очищенные подпружиненными щетками 9 с размещенными на них жесткой металлической проволокой 10, со стенок обсадных и лифтовых колонн на поверхность. После окончания очистки нагнетание жидкости по гибкой трубе 4 прекращается, останавливается винтовой забойный двигатель 1, чистящая головка 3 прекращает вращение и подпружиненные щетки 9, сжатием пружин 11, возвращаются обратно. Устройство поднимают на поверхность, производят демонтаж оборудования и скважину пускают в шлейф.At the wellhead, a coiled tubing installation M-10 and a lifting device, for example, a KP-25 crane, are mounted. A block of preventers, a sealant, an injector are mounted on the crosspiece of the fountain fittings, they are crimped to working pressure. The descent of the device is accompanied by the injection of fluid through a flexible pipe, driving a downhole screw motor 1, which in turn rotates the cleaning head 3 with brushes mounted on it, which is a hollow cylindrical body 6 with holes 7. Inside each hole 7, spring-loaded brushes 9 are concentrically located . Under the action of centrifugal force, as well as fluid exiting the downhole motor, spring-loaded brushes 9 extend from the holes 7 and act on the walls of the casing or elevator s. The fluid supplied to the downhole screw motor 1 enters the cleaning head 3 through the hollow shaft 2 and then into the well, through the openings 7 of the cylindrical body, making deposits cleaned by spring-loaded brushes 9 with hard metal wire 10 placed on them from the casing and elevator walls columns to the surface. After cleaning, the fluid injection through the flexible pipe 4 stops, the downhole screw motor 1 stops, the cleaning head 3 stops rotation and the spring-loaded brushes 9, by compressing the springs 11, return. The device is raised to the surface, the equipment is dismantled, and the well is put into the loop.

Заявляемое устройство обеспечивает очистку внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от отложений. Вращение устройства обеспечивают высокий уровень очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн. За счет циркуляции промывочной жидкости происходит вынос отложений на устье скважины. При остановке работы винтового забойного двигателя щетки занимают первоначальное положение. Очистку можно проводить как вниз при спуске, так и вверх при подъеме и извлечении.The inventive device provides for cleaning the inner surface of the casing and elevator columns from deposits. The rotation of the device provides a high level of cleaning of the inner surface of the casing and elevator columns. Due to the circulation of the flushing fluid, deposits are removed at the wellhead. When stopping the downhole screw motor, the brushes take their initial position. Cleaning can be carried out both down during descent, and up when lifting and removing.

Ступенчатое выполнение отверстий связано с необходимостью крепления пружин 11 без ограничения доступа жидкости в отверстия 7.The stepwise execution of the holes is associated with the need to attach the springs 11 without restricting the access of fluid to the holes 7.

Заявляемое устройство обеспечивает очистку внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от отложений. Вращение устройства обеспечивают высокий уровень очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн. За счет циркуляции промывочной жидкости происходит вынос отложений на устье скважины. При остановке работы ВЗД щетки занимают первоначальное положение. Очистку можно проводить как вниз при спуске, так и вверх при подъеме и извлечении.The inventive device provides for cleaning the inner surface of the casing and elevator columns from deposits. The rotation of the device provides a high level of cleaning of the inner surface of the casing and elevator columns. Due to the circulation of the flushing fluid, deposits are removed at the wellhead. When stopping the operation of the VZD brushes occupy their original position. Cleaning can be carried out both down during descent, and up when lifting and removing.

Claims (1)

Устройство для очистки внутренней поверхности обсадных и лифтовых колонн от отложений, спускаемое на гибкой трубе, включающее последовательно соединенные винтовой забойный двигатель с полым валом и чистящую головку, полый вал соединен с чистящей головкой при помощи нижнего полого переводника, сообщающегося с ее внутренней полостью, с возможностью вращения и подачи жидкости, чистящая головка состоит из двух частей, верхняя часть представляет собой полый цилиндрический корпус с отверстиями, каждое отверстие выполнено ступенчатым с разными внутренними диаметрами, а нижняя часть представляет собой полусферический башмак, при этом внутри каждого отверстия концентрично расположены подпружиненные щетки с размещенной на них жесткой металлической проволокой, подпружиненные щетки выполнены с возможностью выдвижения их из отверстий цилиндрического корпуса под действием центробежной силы и циркулирующей жидкости, и последующего возвращения обратно сжатием пружины, причем винтовой забойный двигатель соединен с гибкой трубой посредством верхнего полого переводника.

A device for cleaning the inner surface of the casing and elevator columns from deposits, lowered on a flexible pipe, including serially connected screw downhole motor with a hollow shaft and a cleaning head, the hollow shaft is connected to the cleaning head using a lower hollow sub that communicates with its internal cavity, with the possibility of rotation and fluid supply, the cleaning head consists of two parts, the upper part is a hollow cylindrical body with holes, each hole is made stepwise with inner diameters, and the lower part is a hemispherical shoe, with spring-loaded brushes concentrically located inside each hole with a rigid metal wire placed on them, spring-loaded brushes are made to extend them from the holes of the cylindrical body under the action of centrifugal force and circulating fluid, and subsequent returning back by compression of the spring, and the downhole screw motor is connected to the flexible pipe by means of the upper hollow sub.

Images