Устройство для кольматации стенок скважин

Изобретение относится к бурению глубоких и сверхглубоких скважин и может быть использовано для гидродинамической обработки стенок скважины кольматантом в процессе бурения. Устройство включает полый корпус, установленный в его полости на входе диффузор с плавно уменьшающимся по ходу движения бурового раствора проходным сечением, закрепленную в корпусе под диффузором полую ловушку, кольматирующие сопла, соединяющие полость ловушки с затрубным пространством через патрубки, переходник, имеющий резьбовое соединение с полым корпусом. Диффузор имеет возможность регулировочного осевого перемещения. Кольматирующие сопла установлены в отверстиях стенки переходника. Повышается эффективность кольматации и показатели работы долота. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для гидродинамической обработки стенок скважины кольматантом в процессе бурения скважин.

Известен способ кольматации стенок скважины устройством аналогичного назначения, содержащим корпус с размещенным в нем сепарирующим узлом, гидромониторные насадки, установленные в цилиндрической стойке корпуса на различном удалении от сепарирующего узла, причем входные кромки гидромониторных насадок каждого пояса расположены от оси корпуса на разном расстоянии [1].

Несмотря на ряд достоинств известного устройства, имеются и недостатки:

1. Малая эффективность кольматации, т.к. не все частицы кольматанта бурового раствора улавливаются входными отверстиями гидромониторных насадок, что объясняет перпендикулярное расположение осей насадок к направлению движения. При большой скорости бурового раствора на основании закона инерции тяжелые частицы кольматанта бурового раствора не успевают резко изменить направление движения и проскакивают неиспользованными в процессе кольматации.

2. Высок абразивный износ рабочих органов долота и самого устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для кольматации стенок скважины, включающее полый корпус, установленный в его полости на входе диффузор с плавно уменьшающимся по ходу движения бурового раствора проходным сечением и имеющий возможность регулировочного осевого перемещения, закрепленную в корпусе под диффузором полую ловушку, кольматирующие сопла, соединяющие полость полой ловушки с затрубным пространством через патрубки [2].

Недостатки прототипа те же самые, что и в предыдущем устройстве, особенно в той части, что оси кольматирующих сопел также перпендикулярны оси входного потока кольматанта бурового раствора. Высока турбулентность бурового раствора в полой ловушке. Высок износ элементов устройства.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность кольматации за счет повышения коэффициента использования кольматанта при снижении турбулентности и лобового сопротивления на входе в патрубки за счет увеличения разгона движения кольматирующих частиц.

Поставленная задача достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено переходником, имеющим резьбовое соединение с полым корпусом; кольматирующими соплами, установленными в стенках переходника. Патрубки соединяют нижнюю часть полости полой ловушки с затрубным пространством через кольматирующие сопла и расположены под углом 30° к оси устройства, а в верхней части стенки полой ловушки выше уровня входных отверстий для бурового раствора в патрубки выполнены переливные отверстия для выхода части бурового раствора для промывки долота.

На чертеже изображено устройство с обозначением всех составляющих элементов.

Устройство включает полый корпус 1, переходник 2, диффузор 3, закрепленный с возможностью осевого перемещения по резьбе на внутренней стенке полого корпуса 1, плавно сужающаяся полость диффузора 3 переходит в своей концевой части в крутой конфузор. На некотором расстоянии от выходной кромки диффузора 3 при помощи патрубков 4, расположенных радиально к стенкам переходника 2 и под углом 30° к оси устройства закреплена, концентрично к стенкам полого корпуса 2 при помощи пальцев полая ловушка 5, причем патрубки 4 в стенке переходника 2 соединены с кольматирующими соплами 6. На стенке полой ловушки 5 выполнены переливные отверстия 7.

Работает устройство следующим образом. Буровой раствор закачивается через колонну труб, поступает в полый корпус 1, проходит через сужающую полость диффузора 3, разгоняется и, приобретая определенную скорость, улавливается суженой частью полой ловушки 5.

Так как патрубки 4 расположены под углом 30° к оси устройства, то движение бурового раствора на их входе упрощается и характеризуется снижением лобового сопротивления, снижением турбулентности, способствует дальнейшему разгону кольматирующих частиц бурового раствора в рабочую зону через кольматирующие сопла 6, а значит, наиболее глубокому проникновению тяжелых частиц кольматанта в стенки скважины.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 1732715, кл. Е 21 В 21/00, от 23.03.88. Бюл. №

2. Авторское свидетельство СССР № 2034976, кл. Е 21 В 21/00, от 10.05.95. Бюл. № 13.

1. Устройство для кольматации стенок скважины, включающее полый корпус, установленный в его полости на входе диффузор с плавно уменьшающимся по ходу движения бурового раствора проходным сечением и имеющий возможность регулировочного осевого перемещения, закрепленную в корпусе под диффузором полую ловушку, кольматирующие сопла, соединяющие полость ловушки с затрубным пространством через патрубки, отличающееся тем, что оно снабжено переходником, имеющим резьбовое соединение с полым корпусом, а кольматирующие сопла установлены в отверстиях стенки переходника.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубки соединяют нижнюю часть полости ловушки с затрубным пространством через кольматирующие сопла и расположены под углом 30° к оси устройства.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено переливными отверстиями для выхода части бурового раствора для промывки долота, выполненными в верхней части стенки полой ловушки выше уровня входных отверстий для поступления бурового раствора в патрубки.