RU2373378C2 - Method for well cleaning from proppant plug - Google Patents
Method for well cleaning from proppant plug Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373378C2 RU2373378C2 RU2006138008/03A RU2006138008A RU2373378C2 RU 2373378 C2 RU2373378 C2 RU 2373378C2 RU 2006138008/03 A RU2006138008/03 A RU 2006138008/03A RU 2006138008 A RU2006138008 A RU 2006138008A RU 2373378 C2 RU2373378 C2 RU 2373378C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- throttle
- channel
- axial channel
- axial
- pusher
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Types And Forms Of Lifts (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Check Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для обработки скважин, при наличии плотных песчано-глинистых пробок в лифтовой колонне труб и стволе скважины в интервале перфорации.The invention relates to the oil and gas industry and is intended for the treatment of wells, in the presence of dense sand-clay plugs in the tubing string and borehole in the perforation interval.
Известно промывочное устройство (см. а.с. №1.043.289. Мкл. Е21В 21/00. Опубл. 23.09.83. Бюлл. №35). Устройство состоит из наземной и подземной внутрискважинной камеры.Known flushing device (see AS No. 1.043.289. Ml. E21B 21/00. Publ. 23.09.83. Bull. No. 35). The device consists of a ground and underground downhole chamber.
Скважина оснащается двумя рядами труб, наружная - внешняя колонна труб подсоединена к крестовику - тройнику, с образованием наружной камеры, для осуществления обратной промывки, и для подъема пескосодержащей жидкости при прямой промывке.The well is equipped with two rows of pipes, the outer - outer pipe string is connected to a cross-piece - a tee, with the formation of an outer chamber, for backwashing, and for raising sand-containing liquid during direct flushing.
Внутренняя труба снабжена при прямой промывке манжетами и клапаном для возможности переключения с прямой промывки на обратную.In the case of direct flushing, the inner tube is equipped with cuffs and a valve for switching from direct flushing to reverse.
Работа устройства.The operation of the device.
При прямой промывке промывочная жидкость подается в межтрубное пространство и через клапан поступает в промывочные трубы и далее поднимается на поверхность. Переключением кранов на устье скважины осуществляют управление потоками промывочной жидкости.With direct flushing, flushing fluid is fed into the annulus and through the valve enters the flushing tubes and then rises to the surface. By switching the taps at the wellhead, the flow of flushing fluid is controlled.
Устройство позволяет проводить непрерывную прямую, обратную или комбинированную промывки песчаных пробок в нефтяных и газовых скважинах.The device allows for continuous direct, reverse or combined washing of sand plugs in oil and gas wells.
Недостаток конструкции устройства:The lack of device design:
- необходимость наращивания двух колонн труб для обеспечения промывки и разрушения плотной песчано-глинистой пробки большой мощности;- the need to build two pipe columns to ensure flushing and destruction of a dense sand and clay cork of high power;
- сложность установки внутренней колонны труб, оснащенной клапанами внутри внешней;- the difficulty of installing the inner pipe string, equipped with valves inside the outer one;
- разрушение плотной песчано-глинистой или проппантовой пробки осуществляется только за счет использования кинетической энергии струи рабочей жидкости.- the destruction of a dense sandy-clay or proppant plug is carried out only by using the kinetic energy of the jet of working fluid.
Известно устройство для очистки скважины от песчаной пробки (см Пат. РФ №2.242.585. Мкл. Е21В 37/00; 21/00, опубл. 20.12.2004).A device is known for cleaning a well from sand plugs (see Pat. RF No. 2.242.585. Ml. E21B 37/00; 21/00, publ. 20.12.2004).
Устройство состоит из переходника, которым оно подсоединяется к нижнему концу гибкой колонны труб. К нижнему концу переходника подсоединена гильза, разъемный корпус и кожух.The device consists of an adapter with which it is connected to the lower end of the flexible pipe string. A sleeve, a detachable body and a casing are connected to the lower end of the adapter.
Нижняя часть корпуса снабжена торцовыми зубьями. Кожух снабжен кольцевой проточкой с разрезным пружинным кольцом. Соосно в гильзе установлен механизм разрушения, в виде разъемного полого штока, снабженный кольцевым поршнем и коронкой. Разъемный полый шток образует с разъемным полым корпусом расширительную камеру и опирается на возвратную пружину. Верхняя торцовая поверхность разъемного полого штока выполнена в виде усеченного конуса и образует с седлом торцовый клапан. Коронка снабжена гидромониторной насадкой и имеет осевое дроссельное отверстие. Кольцевая камера связана радиальными отверстиями с общим осевым гидравлическим каналом. Площадь поперечного сечения кольцевой камеры равна площади сечения общего гидравлического канала.The lower part of the body is equipped with end teeth. The casing is equipped with an annular groove with a split spring ring. Coaxially in the sleeve, a destruction mechanism is installed, in the form of a detachable hollow rod, equipped with an annular piston and a crown. The split hollow rod forms an expansion chamber with the split hollow body and rests on the return spring. The upper end surface of the detachable hollow rod is made in the form of a truncated cone and forms an end valve with the seat. The crown is equipped with a hydraulic nozzle and has an axial throttle bore. The annular chamber is connected by radial holes with a common axial hydraulic channel. The cross-sectional area of the annular chamber is equal to the cross-sectional area of the common hydraulic channel.
Работа устройства.The operation of the device.
Устройство через переходник подсоединяется к нижнему концу гибкой колонны труб и опускается в скважину на глубину образования песчано-глинистой пробки. Под избыточным давлением промывочная жидкость подается в устройство, с выходом струи из дроссельного отверстия и тангенциальных каналов гидромониторной насадки коронки, с воздействием струи на поверхность песчано-глинистой пробки.The device through the adapter is connected to the lower end of the flexible pipe string and lowered into the well to the depth of the formation of sand-clay cork. Under overpressure, the flushing fluid is supplied to the device, with the exit of the jet from the throttle hole and the tangential channels of the crown nozzle, with the action of the jet on the surface of the sand-clay plug.
Суммарный расход рабочей жидкости через дроссельное отверстие и тангенциальные каналы устройства принят меньше расхода, подаваемого в гибкую колонну труб с поверхности, что приводит к плавному росту давления в осевом канале.The total flow rate of the working fluid through the throttle aperture and the tangential channels of the device is less than the flow rate supplied to the flexible pipe string from the surface, which leads to a smooth increase in pressure in the axial channel.
При расчетном перепаде давления на кольцевом поршне возникает осевое усилие, воспринимаемое разрезным пружинным кольцом, которое деформируется в радиальном направлении, разъемный полый шток отрывается от седла, и рабочая жидкость поступает в расширительную камеру, с воздействием избыточным давлением на площадь кольцевого поршня. Это приводит к резкому перемещению механизма разрушения относительно гильзы и механическим ударным воздействиям зубьев коронки на песчано-глинистую пробку. Рабочая жидкость из расширительной камеры через циркуляционные отверстия в разъемном корпусе сбрасывается в межтрубное пространство, что приводит к сбросу давления в осевом канале гибкой колонны труб и возврату механизма разрушения предварительно сжатой пружиной в исходное положение. Подача рабочей жидкости в расширительную камеру прекращается, вновь происходит набор давления, и цикл повторяется.With the calculated pressure difference on the annular piston, an axial force arises, which is perceived by the split spring ring, which is deformed in the radial direction, the detachable hollow stem is detached from the seat, and the working fluid enters the expansion chamber, with the overpressure affecting the area of the annular piston. This leads to a sharp movement of the fracture mechanism relative to the liner and mechanical impact of the teeth of the crown on the sand-clay plug. The working fluid from the expansion chamber through the circulation holes in the detachable body is discharged into the annulus, which leads to a release of pressure in the axial channel of the flexible pipe string and the fracture mechanism returns to its original position by the pre-compressed spring. The supply of working fluid to the expansion chamber is stopped, pressure builds up again, and the cycle repeats.
Из практики проведения работ, связанных с разрушением и удалением плотных песчано-глинистых пробок из осевого канала лифтовой колонны труб и ствола скважины, с использованием колтюбинговой установки, пропускная способность гибкой колонны труб имеет ограничения по расходу. В связи с этим скорость восходящего потока рабочей жидкости в межтрубном пространстве недостаточна, чтобы обеспечить вынос механических частиц на поверхность, особенно при работе в стволе скважины, где площадь сечения достаточно велика.From the practice of carrying out work related to the destruction and removal of dense sand-clay plugs from the axial channel of the pipe lift string and the wellbore, using a coiled tubing installation, the throughput of the flexible pipe string has flow limitations. In this regard, the speed of the upward flow of the working fluid in the annulus is insufficient to ensure the removal of mechanical particles to the surface, especially when working in the wellbore, where the cross-sectional area is large enough.
Кроме того, конструкция устройства не позволяет его применять в скважинах с низким пластовым давлением, при обеспечении эффективного удаления механических частиц по лифтовой колонне труб, при обратной промывке.In addition, the design of the device does not allow it to be used in wells with low reservoir pressure, while ensuring the effective removal of mechanical particles through the tubing string, during backwashing.
Разработка конструкции устройства большего диаметра по данной конструктивной схеме может оказаться малоэффективной, если использовать его в составе лифтовой колонны труб, для промывки ствола скважины в интервале перфорации. Это связано с тем, что пропускная способность лифтовой колонны труб обычной конструкции намного превосходит пропускную способность гибкой колонны труб и обладает меньшим гидравлическим сопротивлением. В связи с этим сбросить давление в осевом канале лифтовой колонны труб для обеспечения возврата механизма разрушения в исходное положение становится проблематичным.Development of the design of a larger-diameter device according to this structural scheme may prove to be ineffective if it is used as part of an elevator pipe string to flush a wellbore in the perforation interval. This is due to the fact that the throughput of an elevator pipe string of a conventional design far exceeds the throughput of a flexible pipe string and has less hydraulic resistance. In this regard, to relieve pressure in the axial channel of the pipe tubing string to ensure that the fracture mechanism returns to its original position becomes problematic.
Известно гидроударное устройство для разрушения плотных песчано-глинистых пробок, взятое авторами в качестве прототипа (см. «Проблемы капитального ремонта скважин и эксплуатации ПХГ» г. Ставрополь, 2001 г., вып.№34. Причины разрушения неустойчивых коллекторов и способы удаления песчаных пробок из скважины»).Known hydropercussion device for the destruction of dense sand-clay plugs, taken by the authors as a prototype (see "Problems of overhaul of wells and operation of underground gas storage facilities", Stavropol, 2001, issue No. 34. The causes of the destruction of unstable reservoirs and methods for removing sand plugs from the well ").
Гидроударное устройство состоит из корпуса, связанного через переходник с компенсатором. Внутри разъемного корпуса установлен, с опорой на пружину, полый шток с кольцевым поршнем. На нижнем конце полого штока закреплен переходник, связанный, в свою очередь, с удлинителем, входящим в механизм разрушения. В осевом канале удлинителя установлено седло, в осевой канал пропущен толкатель, опирающийся на посадочное место в седло и проходящий через посадочную втулку. Удлинитель через переходник связан с коронкой, снабженной зубьями на торцовой части, обращенной в сторону поверхности песчаной пробки.The hydropercussion device consists of a housing connected through an adapter with a compensator. Inside the detachable body, a hollow rod with an annular piston is mounted, relying on a spring. An adapter is attached to the lower end of the hollow rod, which, in turn, is connected with an extension extending into the fracture mechanism. A saddle is installed in the axial channel of the extension, a pusher is passed into the axial channel, resting on the seat in the saddle and passing through the landing sleeve. An extension cord is connected through an adapter to a crown equipped with teeth on the end part facing the surface of the sand cork.
В осевом канале переходника установлен подпружиненный клапан, связанный с полым штоком, проходящим через тело коронки и снабженным внутренней коронкой с дроссельным отверстием. Полый шток снабжен торцовым клапаном, которым он опирается на седло, с возможностью охвата нижнего конца толкателя. Осевой канал переходника гидравлически связан калиброванными отверстиями в теле седла с внутренней полостью удлинителя.A spring-loaded valve is installed in the axial channel of the adapter, connected with a hollow rod passing through the crown body and equipped with an internal crown with a throttle aperture. The hollow stem is equipped with an end valve, which it rests on the seat, with the possibility of covering the lower end of the pusher. The axial channel of the adapter is hydraulically connected by calibrated holes in the body of the saddle to the internal cavity of the extension.
Во внешней коронке также выполнены калиброванные каналы, гидравлически соединяющие внутреннюю полость удлинителя с его внешней стороной. В теле корпуса выполнена кольцевая проточка, снабженная разрезным пружинным кольцом, охватывающим полый шток и входящим в проточку на его теле. Осевой канал гибкой колонны труб постоянно гидравлически связан с осевым каналом гидроударного устройства.Calibrated channels are also made in the external crown, hydraulically connecting the internal cavity of the extension with its external side. An annular groove is made in the body of the body, equipped with a split spring ring covering the hollow rod and entering the groove on its body. The axial channel of the flexible pipe string is constantly hydraulically connected to the axial channel of the hydraulic hammer device.
Работа гидроударного устройства.The operation of the hydraulic shock device.
На гибкой колонне труб осуществляется спуск устройства в скважину, до уровня расположения песчано-глинистой пробки, с опорой на нее зубьями внешней коронки. Размер дроссельных отверстий в теле седла определен исходя из возможности пропуска части расхода рабочей жидкости, подаваемой с поверхности.On a flexible pipe string, the device is lowered into the well, to the level of the sand-clay cork, with the teeth of the outer crown resting on it. The size of the throttle holes in the seat body is determined based on the possibility of missing part of the flow rate of the working fluid supplied from the surface.
С заданным расходом рабочая жидкость проходит через калиброванные отверстия в теле внешней коронки и воздействует на поверхность плотной песчано-глинистой пробки. При этом происходит плавный рост давления в осевом канале полого штока гидроударного устройства, воспринимаемое кольцевым поршнем, которое через проточку на теле полого штока воспринимается разрезным пружинным кольцом. При определенном перепаде давления разрезное пружинное кольцо деформируется в радиальном направлении, и механизм разрушения резко перемещается вниз, с воздействием зубьями внешней коронки на поверхность песчано-глинистой пробки. В этом положении происходит еще больший набор давления, которое воздействует на площадь сечения толкателя в осевом канале устройства, и сообщается торцовому клапану. Торцовый клапан отрывается от поверхности седла и избыточным давлением рабочей жидкости резко перемещается вниз, с воздействием зубьями внутренней коронки на песчано-глинистую пробку. При этом открывается гидравлическая связь осевого канала удлинителя с осевым каналом полого штока, что приводит к резкому сбросу давления внутри корпуса гидроударного устройства и возврату усилием сжатой пружины полого штока ударного механизма и полого штока с торцовым клапаном в исходное положение, с повторением процесса работы.With a given flow rate, the working fluid passes through calibrated holes in the body of the external crown and acts on the surface of a dense sand-clay plug. In this case, a gradual increase in pressure occurs in the axial channel of the hollow rod of the hydraulic shock device, perceived by the annular piston, which is perceived through the groove on the body of the hollow rod as a split spring ring. At a certain pressure drop, the split spring ring is deformed in the radial direction, and the fracture mechanism moves sharply downward, with the teeth of the external crown acting on the surface of the sand-clay plug. In this position, an even greater set of pressure occurs, which affects the cross-sectional area of the pusher in the axial channel of the device, and is communicated to the end valve. The end valve is detached from the surface of the seat and the overpressure of the working fluid moves sharply downward, with the teeth of the inner crown on the sandy clay plug. At the same time, the hydraulic connection of the axial channel of the extension cord with the axial channel of the hollow rod opens, which leads to a sharp release of pressure inside the body of the hydraulic shock device and the force of the compressed spring of the hollow rod of the percussion mechanism and the hollow rod with the end valve to the initial position, with the repetition of the process.
К недостаткам гидроударного устройства следует отнести:The disadvantages of the hydropercussion device include:
- сложность настройки конструкции на последовательное срабатывание для работы внешней коронкой, а затем внутренней, для чего необходимо подобрать жесткость разрезного пружинного кольца и возвратных пружин;- the complexity of setting up the design for sequential operation for operation with an external crown, and then internal, for which it is necessary to choose the stiffness of the split spring ring and return springs;
- из-за малой расчетной пропускной способности калиброванных каналов в теле внешней коронки отсутствует возможность осуществления обратной промывки, необходимость в которой существует при оснащении лифтовой колонны труб данным устройством и подачей механических частиц восходящим потоком рабочей жидкости на поверхность;- due to the small estimated throughput of the calibrated channels in the body of the external crown, there is no possibility of performing backwashing, which is necessary when equipping the pipe tubing with this device and supplying mechanical particles with an upward flow of the working fluid to the surface;
- работоспособность устройства гидроударного напрямую зависит от возможности резкого сброса давления в лифтовой колонне труб, при увеличенном расходе через устройство, при прямой подаче рабочей жидкости.- the operability of the hydropercussion device directly depends on the possibility of a sharp pressure relief in the pipe lift string, with increased flow through the device, with direct supply of working fluid.
Необходимость прямой и обратной промывки возникает в случае работы в скважине с аномально-низким пластовым давлением и наличием поглощения рабочей жидкости, что не позволяет обеспечить эффективный подъем механических частиц по межтрубному пространству из-за недостаточной скорости потока рабочей жидкости.The need for direct and reverse flushing arises in the case of work in the well with an abnormally low reservoir pressure and the presence of absorption of the working fluid, which does not allow for the effective lifting of mechanical particles along the annulus due to the insufficient flow rate of the working fluid.
Переход на обратную промывку позволяет значительно повысить скорость восходящего потока с соответствующим повышением эффективности удаления механических частиц.The transition to backwashing can significantly increase the speed of the upward flow with a corresponding increase in the removal efficiency of mechanical particles.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, сводится к следующему:The technical result that can be obtained by implementing the invention is reduced to the following:
- повышение эффективности разрушения и удаления плотных песчано-глинистых и проппантовых пробок в осевом канале ствола скважины при АНПД;- improving the efficiency of the destruction and removal of dense sandy-clay and proppant plugs in the axial channel of the wellbore during the API;
- возможность осуществления обратной промывки скважины через устройство гидроударное, с обеспечением эффективной подачи механических частиц потоком рабочей жидкости по лифтовой колонне труб на поверхность;- the possibility of backwashing the well through a hydropercussion device, with the provision of effective supply of mechanical particles by the flow of the working fluid through the pipe tubing to the surface;
- возможность обеспечения возвратно-поступательного перемещения механизма разрушения гидроударного устройства при использовании лифтовой колонны труб увеличенного размера.- the ability to provide reciprocating movement of the destruction mechanism of the hydropercussion device when using an elevated pipe string of increased size.
Технический результат достигается с помощью предлагаемого изобретения - устройства для очистки скважины от песчаной пробки, состоящее из корпуса, связанного через гидроцилиндр с компенсатором, механизма разрушения, включающего разъемный корпус, в осевом канале которого последовательно установлены шайба дроссельная с дроссельным каналом, седло с осевым каналом и продольными пазами на внешней стороне, толкатель с торцовым клапаном в осевом канале, установленным с возможностью взаимодействия с торцом седла снизу и снабженного трубкой с внутренней коронкой с осевым отверстием. Разъемный корпус снабжен внешней коронкой и регулировочной гайкой с калиброванными отверстиями, разрезным пружинным кольцом в кольцевой проточке. Внутренняя полость разъемного корпуса образует с торцовым клапаном и полой трубкой кольцевую камеру, гидравлически связанную калиброванными отверстиями с полостью скважины, гидравлический канал гидроударного устройства постоянно связан с полостью лифтовой колонны труб, механизм управления выполнен в виде перегородки с дроссельным каналом и обратным клапаном в осевом канале, толкатель выполнен полым и снабжен обратным клапаном, установленным в осевом канале шайбы дроссельной, причем площадь поперечного сечения дроссельного канала перегородки принята больше, чем суммарная площадь поперечного сечения дроссельного канала шайбы дроссельной, а суммарная площадь калиброванных отверстий в регулировочной гайке и осевом отверстии внутренней коронки принята больше площади поперечного сечения дроссельного канала перегородки механизма управления.The technical result is achieved using the present invention - a device for cleaning a well from a sand plug, consisting of a housing connected via a hydraulic cylinder with a compensator, a fracture mechanism including a detachable housing, in the axial channel of which a throttle washer with a throttle channel, a saddle with an axial channel and longitudinal grooves on the outside, a pusher with an end valve in the axial channel, mounted to interact with the end face of the saddle from the bottom and equipped with a tube with internal crown with axial bore. The split housing is equipped with an external crown and an adjusting nut with calibrated holes, a split spring ring in the annular groove. The internal cavity of the detachable body forms an annular chamber with a face valve and a hollow tube hydraulically connected by calibrated holes to the well cavity, the hydraulic channel of the hydraulic hammer device is constantly connected with the cavity of the pipe tubing string, the control mechanism is made in the form of a partition with a throttle channel and a check valve in the axial channel, the pusher is hollow and is equipped with a check valve installed in the axial channel of the throttle washer, and the cross-sectional area of the throttle channel eregorodki adopted more than the total cross-sectional area of the throttle duct orifice and the total area of the calibrated holes in the adjusting nut and the axial bore of the inner crown adopted greater cross-sectional area of the throttle channel partition management mechanism.
Анализ изобретательского уровня, проведенный по патентной и научно-технической литературе, показал следующее:The analysis of the inventive step, carried out on patent and scientific literature, showed the following:
- нами не выявлено технических решений, имеющих в своей основе признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого технического решения, а именно особенностями конструкции толкателя, входящего в механизм разрушения.- we have not identified technical solutions that are based on features that match the distinctive features of the claimed technical solution, namely, the design features of the pusher included in the fracture mechanism.
Для обеспечения возвратно-поступательного перемещения механизма разрушения в случае использования устройства в составе насосно-компрессорных труб осевой канал лифтовой колонны труб оснащается перегородкой с дроссельным каналом, поскольку гидравлическое сопротивление осевого канала лифтовой колонны труб намного меньше гидравлического сопротивления осевого канала гибкой безмуфтовой колонны труб. Для обеспечения пропуска рабочей жидкости через гидравлическое устройство и через перегородку в осевом канале лифтовой колонны труб при обратной промывке толкатель и перегородка оснащается обратными клапанами для обеспечения свободного пропуска рабочей жидкости с механическими частицами по лифтовой колонне труб на поверхность.To ensure the reciprocating movement of the fracture mechanism in the case of using the device as part of tubing, the axial channel of the pipe lift string is equipped with a baffle with a throttle channel, since the hydraulic resistance of the axial channel of the pipe lift string is much less than the hydraulic resistance of the axial channel of the flexible pipeless pipe string. To ensure the passage of the working fluid through the hydraulic device and through the baffle in the axial channel of the pipe riser during backwash, the pusher and the baffle are equipped with check valves to ensure free passage of the working fluid with mechanical particles through the pipe riser to the surface.
Таким образом, достигаемый технический результат обусловлен неизвестными свойствами частей рассматриваемого устройства и связями между ними. Изобретение явным образом не следует из уровня техники, т.е. соответствует условию изобретательского уровня.Thus, the achieved technical result is due to the unknown properties of the parts of the device in question and the relationships between them. The invention does not explicitly follow from the prior art, i.e. meets the condition of inventive step.
Конструкция устройства для очистки скважины от песчаной пробки поясняется чертежами, где:The design of the device for cleaning wells from sand plugs is illustrated by drawings, where:
На фиг.1 показана конструкция гидроударного устройства в исходном положении в разрезе,In Fig.1 shows the design of the hydropercussion device in the initial position in the context,
- на фиг.2 - конструкция гидроударного устройства в составе лифтовой колонны труб с дроссельной шайбой,- figure 2 - the design of the hydropercussion device as part of the tubing string with throttle washer,
- на фиг.3 - конструкция гидроударного устройства в положении срабатывания механизма разрушения - удар внешней коронкой при прямой подаче рабочей жидкости.- figure 3 - the design of the hydropercussion device in the actuation position of the fracture mechanism - impact with an external crown with direct supply of working fluid.
- на фиг.4 - взаимное положение деталей гидроударного устройства при срабатывании - ударе внутренней коронки при прямой подаче рабочей жидкости,- figure 4 - the relative position of the parts of the hydropercussion device when triggered by the impact of the inner crown with a direct supply of working fluid,
на фиг.5, 6 - взаимное положение конструктивных элементов гидроударного устройства и дроссельной шайбы при обратной промывке скважины.figure 5, 6 - the relative position of the structural elements of the hydraulic shock device and the throttle washer during backwashing of the well.
Устройство для очистки скважины от песчаной пробки состоит из гидроударного устройства на нижнем конце лифтовой колонны труб и механизма управления в виде перегородки в осевом канале, установленной на расчетном расстоянии.A device for cleaning a well from sand plugs consists of a hydropercussion device at the lower end of the pipe string and a control mechanism in the form of a partition in the axial channel installed at a calculated distance.
Гидроударное устройство состоит из корпуса 1, связанного через гидроцилиндр 2 с соединительным патрубком 3 с кольцевым поршнем 4, который пропущен в осевой канал переходника 5 и образует с ним телескопическое соединение. Внутри гидроцилиндра 2 установлен кольцевой поршень 6, снабженный полым штоком 7, который образует подвижное соединение с корпусом 1 и опирается на пружину 8.The hydropercussion device consists of a
На внешней стороне полого штока 7 выполнена кольцевая проточка 9, а в теле корпуса 1 кольцевая проточка 10, в которой установлено разрезное пружинное кольцо 11.An
Нижний конец соединительного патрубка 3 пропущен через осевой канал корпуса 1 и связан с разъемным корпусом 12 механизма разрушения.The lower end of the connecting
В осевом канале разъемного корпуса 12 установлены последовательно шайба дроссельная 13 с осевым каналом 14, перекрытым в исходном положении головкой толкателя 15, поджимаемым к ней пружиной 16. В средней части разъемного корпуса 12 установлено седло 17, к торцу которого пружиной 18 прижат торцовый клапан 19, связанный трубкой 20 с внутренней коронкой 21.In the axial channel of the
Нижний конец толкателя 15 выходит за пределы седла 17 и охватывается телом торцового клапана 19.The lower end of the
Для регулировки усилия поджима торцового клапана 19 к седлу 17 пружиной 18 в разъемном корпусе 12 установлена регулировочная гайка 22, и он снабжен внешней коронкой 23. В осевом канале 24 толкателя 15 установлен обратный клапан, состоящий из седла 25, шара 26 и клетки 27, которая установлена с зазором в осевом канале 14 шайбы дроссельной 13.To adjust the pressure force of the
Осевой канал 28 полого штока 7 постоянно гидравлически связан дроссельным каналом 29 в теле шайбы дроссельной 13 с кольцевой камерой 30, образованной внутренней поверхностью разъемного корпуса 12, наружной толкателя 15 и седлом 17, которая, в свою очередь, гидравлически связана через продольные пазы 31 в теле седла 17 с кольцевой камерой 32, между внутренней поверхностью разъемного корпуса 12, наружной поверхностью трубки 20 и регулировочной гайкой 22, в которой выполнены калиброванные отверстия 33, соединяющие кольцевую камеру 3 с полостью скважины. Осевой канал 24 толкателя 15 постоянно гидравлически связан с осевым каналом 34 трубки 20 и осевым отверстием 35 во внутренней коронке 21. В теле гидроцилиндра 2 в нижней части выполнено радиальное отверстие 36, соединяющее кольцевую камеру 37 под кольцевым поршнем 6 с полостью скважины.The
На торцовых поверхностях внутренней 21 и внешней 23 коронок выполнены зубья для эффективного воздействия на поверхность песчаной пробки. Переходник 5 снабжен хвостовиком 38 для соединения с лифтовой колонной труб 39. Механизм управления установлен в осевом канале лифтовой колонны труб 39 (см. фиг.2) и выполнен в виде перегородки 40, в осевом канале которой установлен обратный клапан, включающий седло 41, шар 42 и клетку 43. В теле перегородки 40 выполнен гидравлический дроссельный канал 44, соединяющий осевой канал лифтовой колонны труб над ней с осевым каналом над устройством.On the end surfaces of the inner 21 and outer 23 crowns teeth are made for effective impact on the surface of the sand cork. The
Для обеспечения работы устройства для очистки скважины от проппантовой пробки (далее - устройство) гидравлический дроссельный канал 44 в перегородке 40 имеет площадь поперечного сечения больше, чем площадь поперечного сечения дроссельного канала 29 в теле шайбы дроссельной 13.To ensure the operation of the device for cleaning the well from proppant plugs (hereinafter referred to as the device), the
Площадь поперечного сечения калиброванных отверстий 33 в теле регулировочной гайки 22 принята меньше площади поперечного сечения дроссельного канала 29.The cross-sectional area of the calibrated
В тоже время суммарная площадь калиброванных отверстий 35 в теле внутренней коронки 21 принята больше площади поперечного сечения гидравлического дросселирующего канала 44.At the same time, the total area of the calibrated
Работа устройства для очистки скважины от песчано-глинистой пробки осуществляется путем спуска его на лифтовой колонне труб 39, до уровня расположения песчано-глинистой пробки. Выше места установки устройства, в осевом канале лифтовой колонны труб устанавливают перегородку 40.The operation of the device for cleaning wells from sand and clay corks is carried out by lowering it on an
Подключают насосный агрегат к приемному коллектору лифтовой колонны труб 39 и осуществляют подачу рабочей жидкости с заданными технологическими параметрами по расходу и давлению нагнетания.Connect the pump unit to the intake manifold of the
Рабочая жидкость подается через дроссельный канал 44 в осевой канал лифтовой колонны труб 39 над устройством и по осевому каналу полого штока 3 и полого штока 8 подается к дроссельному каналу 29, откуда подается в кольцевую камеру 30 и через продольные пазы 31 в теле седла 17 в кольцевую камеру 32 и далее через калиброванные отверстия 33 в регулировочной гайке 22 подается в скважину, с воздействием на поверхность песчаной пробки. Поскольку суммарная площадь поперечного сечения калиброванных отверстий 33 принята меньше, чем площадь поперечного сечения дроссельного канала 44, то в осевом канале лифтовой колонны труб 39 ниже места установки перегородки 40 и в осевом канале 28 устройства происходит рост давления.The working fluid is supplied through the
Избыточное давление рабочей жидкости воспринимается площадью поперечного сечения кольцевого поршня 6 внутри гидроцилиндра 2 и через полый шток 7 замыкается на разрезном пружинном кольце 11, которое при определенном осевом усилии деформируется в радиальном направлении внутрь кольцевой расточки 10.The excess pressure of the working fluid is perceived by the cross-sectional area of the
Это приводит к резкому перемещению кольцевого поршня 6, связанного через полый шток 7 с механизмом разрушения, с обеспечением сжатия пружины 8 и воздействием зубьями внешней коронки 23 на поверхность песчаной пробки.This leads to a sharp movement of the
При дальнейшем росте давления на величину порядка ΔР=0,2-0,5 МПа последнее воспринимается толкателем 15, что приводит к его отрыву от торца шайбы дроссельной 13 и входу в торцовый контакт с торцовым клапаном 19, который выходит из взаимодействия с седлом 17, с образованием кольцевого зазора, в который подается под избыточным давлением рабочая жидкость, воздействующая на площадь поперечного сечения торцового клапана 19 толкателя 15, который резко перемещается вниз, с воздействием зубьями внутренней коронки 21 на поверхность песчаной пробки и сжатием пружины 18.With a further increase in pressure by a value of the order of ΔР = 0.2-0.5 MPa, the latter is perceived by the
При подаче рабочей жидкости в осевой канал 34 трубки 20 последняя воздействует на поверхность песчаной пробки, и поскольку суммарный расход рабочей жидкости через осевое отверстие 35 и калиброванные отверстия 33 превосходит расход рабочей жидкости через дроссельный канал 44, то происходит падение давления внутри осевого канала лифтовой колонны труб 39 под перегородкой 40 и в устройстве. Это приводит к возврату механизма разрушения в исходное положение, с вводом разрезного пружинного кольца 11 в кольцевую проточку 9 на теле полого штока 7. Усилием сжатой пружины 18 торцовый клапан 19 садится на поверхность седла 17 с прекращением подачи рабочей жидкости по осевому каналу 34 трубки 20. Толкатель 15 усилием сжатой пружины 16 вводится в торцовый контакт с шайбой дроссельной 13. Процесс работы повторяется в соответствии с описанным ранее. При прямой подаче рабочей жидкости обратные клапаны на перегородке 40 и толкателе 15 находятся в закрытом состоянии.When the working fluid is supplied to the
Применение устройства заявляемой конструкции позволит улучшить процесс разрушения плотных песчано-глинистых пробок за счет гидравлического воздействия импульсной струей рабочей жидкости переменного расхода прямой промывкой разрушением и удалением механических частиц обратной промывкой, при наличии АНПД. Разработана конструкция гидроударного устройства марки УГ-100 для работы с насосно-компрессорной трубой Ду=73 мм.The use of a device of the claimed design will improve the process of destruction of dense sand-clay plugs due to the hydraulic effect of a pulsed jet of a working fluid of variable flow rate by direct washing by destruction and removal of mechanical particles by backwashing, in the presence of ANPD. The design of the hydraulic shock device of the UG-100 brand for working with a tubing Du = 73 mm was developed.
При отсутствии выноса механических частиц на поверхность по межтрубному пространству скважины, что возможно при низком пластовом давлении и частичном поглощении рабочей жидкости, переходят на обратную промывку.In the absence of removal of mechanical particles to the surface along the annular space of the well, which is possible with low reservoir pressure and partial absorption of the working fluid, they switch to backwashing.
В этом случае осуществляют переключение насосного агрегата на подачу рабочей жидкости в межтрубное пространство скважины, с возвратом на поверхность через гидроударное устройство и механизм управления по лифтовой колонне труб.In this case, the pump unit is switched to supply the working fluid to the annular space of the well, returning to the surface through a hydraulic hammer device and a control mechanism along the pipe lift string.
Поток рабочей жидкости с механическими частицами проходит последовательно через осевое отверстие 35 внутренней коронки 21, осевому каналу 34 трубки 20 торцового клапана 15, осевому каналу 24 толкателя 15, с подъемом шара 26 над седлом 25 и выходом в осевой канал 28 полого штока 7. Далее рабочая жидкость поступает в осевой канал лифтовой колонны труб 39 под перегородкой 40, отрывает шар 42 от седла 41 в данной перегородке 40 и далее поднимается на поверхность по лифтовой колонне труб 39.The flow of the working fluid with mechanical particles passes sequentially through the
При работе устройства для очистки скважины от песчаной пробки в момент спуска в скважину существует вероятность жесткого контакта зубьями внутренней 21 и внешней 23 коронок с ее поверхностью. Для смягчения взаимодействия устройства при спуске и опоре на поверхность песчаной пробки предусмотрена компенсационная пружина, охватывающая полый шток 3, которая при перемещении гидроцилиндра 2 и корпуса 1 вверх сжимается и гасит ударные нагрузки.When the device is used to clean the well from sand plugs at the time of descent into the well, there is a possibility of hard contact between the teeth of the inner 21 and outer 23 crowns with its surface. To mitigate the interaction of the device during descent and support on the surface of the sand plug, a compensation spring is provided covering the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138008/03A RU2373378C2 (en) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | Method for well cleaning from proppant plug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138008/03A RU2373378C2 (en) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | Method for well cleaning from proppant plug |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006138008A RU2006138008A (en) | 2008-05-10 |
| RU2373378C2 true RU2373378C2 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=39799530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006138008/03A RU2373378C2 (en) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | Method for well cleaning from proppant plug |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2373378C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446271C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-03-27 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Hydraulic impact device |
| RU2516708C2 (en) * | 2012-04-10 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Газтехнология" | Subsurface safety valve |
| CN104060959A (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-24 | 陈蓉 | Conventional well-flushing valve, pumping well and well flushing method for pumping well |
| RU2586122C2 (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Арлиз" | Hydropercussion device |
| CN111594079A (en) * | 2020-06-02 | 2020-08-28 | 任丘市凯晟石油机械制造有限公司 | Oil well positive well-flushing device |
| RU2770966C1 (en) * | 2021-10-27 | 2022-04-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydraulic impact device |
-
2006
- 2006-10-27 RU RU2006138008/03A patent/RU2373378C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Проблемы капитального ремонта скважин и эксплуатации ПХГ, вып.34. Причины разрушения неустойчивых коллекторов и способы удаления песчаных пробок из скважины. - г.Ставрополь, 2001 г. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446271C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-03-27 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Hydraulic impact device |
| RU2516708C2 (en) * | 2012-04-10 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Газтехнология" | Subsurface safety valve |
| CN104060959A (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-24 | 陈蓉 | Conventional well-flushing valve, pumping well and well flushing method for pumping well |
| RU2586122C2 (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Арлиз" | Hydropercussion device |
| CN111594079A (en) * | 2020-06-02 | 2020-08-28 | 任丘市凯晟石油机械制造有限公司 | Oil well positive well-flushing device |
| RU2770966C1 (en) * | 2021-10-27 | 2022-04-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydraulic impact device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006138008A (en) | 2008-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2373378C2 (en) | Method for well cleaning from proppant plug | |
| RU2459928C1 (en) | Packer | |
| RU2550119C1 (en) | Hydraulic impact device | |
| RU2303121C2 (en) | Hydraulic percussion means for sand plug removal from well | |
| RU2586122C2 (en) | Hydropercussion device | |
| RU2495233C1 (en) | Hydromechanical slot-type rock drilling machine | |
| WO2015116733A1 (en) | Downhole amplification tool | |
| RU2448230C1 (en) | Hydraulic impact device | |
| RU2147336C1 (en) | Device for hydraulic-pulse treatment of bed | |
| RU86656U1 (en) | PLASTIC HYDROPULSE IMPACT DEVICE | |
| CN202170789U (en) | Sliding sleeve adaptor | |
| RU2405914C1 (en) | Method and device for well flushing | |
| RU2315174C1 (en) | Device for sand plug removal from well | |
| RU2242585C1 (en) | Device for cleaning well from sand obstruction | |
| KR20130032179A (en) | Water powered hammer | |
| CN202745847U (en) | Controllable hydraulic ejector | |
| RU2446271C2 (en) | Hydraulic impact device | |
| RU178909U1 (en) | Hydraulic nozzle | |
| RU143019U1 (en) | PACKER | |
| RU2303116C1 (en) | All-purpose valve for downhole motor | |
| RU2749058C1 (en) | Hydromechanical striker | |
| RU2770966C1 (en) | Hydraulic impact device | |
| RU2305173C2 (en) | Method and device for production string sealing during sandy well flushing | |
| RU2325508C2 (en) | Circulating valve | |
| RU2483192C1 (en) | Drillable packer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091028 |