Устройство гидроударное



Устройство гидроударное
Устройство гидроударное
Устройство гидроударное

Владельцы патента RU 2586122:

Общество с ограниченной ответственностью "Арлиз" (RU)

Изобретение относится к эксплуатации и ремонту нефтяных и газовых скважин. Устройство гидроударное для очистки ствола скважины от песчано-глинистой пробки состоит из разъемного корпуса, седла с продольными пазами, соединительного патрубка с кольцевым поршнем, размещенным в корпусе компенсатора, подпружиненного толкателя торцевого клапана со штоком и коронкой, гайки на нижнем конце разъемного корпуса. Устройство снабжено ограничительной шайбой, установленной под коронкой и связанной с гайкой шпильками, свободно пропущенными через отверстия в коронке, в теле которой выполнена внутренняя проточка для охвата ограничительной шайбы в момент рабочего хода, причем в теле ограничительной шайбы выполнено центральное отверстие. Применение устройства в лифтовой колонне труб малого внутреннего диаметра позволяет эффективно транспортировать механические примеси на поверхность по межтрубному пространству. 3 ил.

 

Изобретение относится к эксплуатации и ремонту нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для разрушения и удаления плотных песчано-глинистых и песчано-гидратных пробок в осевом канале лифтовой колонны труб и интервале перфорации.

Известно устройство для очистки скважин от песчаной пробки (см. пат. РФ №2.242.585, Мкл. E21B 37/00, опубл. 20.12.2004, бюл. №35).

Устройство состоит из переходника с седлом, разъемного полого корпуса, соединенного через муфту с кожухом, на торце которого выполнены зубья.

Механизм разрушения состоит из разъемного полого штока, связанного с кольцевым поршнем.

Переходник с механизмом разрушения имеют общий гидравлический канал. Полый шток подпружинен относительно полого корпуса и через муфту связан с коронкой, которая с внешней стороны снабжена гидромониторной насадкой. Полый шток вместе с полым корпусом образует кольцевую камеру, связанную гидравлически с осевым каналом устройства, при этом принято, что площадь сечения кольцевой камеры равна площади поперечного сечения гидравлического канала в полом штоке.

К недостаткам конструкции устройства следует отнести:

- сложность конструкции;

- возможность забивания перепускных отверстий и дроссельного отверстия механическими примесями, поступающими вместе с рабочей жидкостью;

- непрерывная подача рабочей жидкости через устройство и с течением через перепускные и дроссельные отверстия части расхода снижение эффективности гидроударного воздействия зубьями коронки, поскольку снижается как сама сила удара, так и частота их нанесения;

- включение в состав устройства циркуляционного клапана приводит также к снижению эффективности работы из-за нерациональных потерь рабочей жидкости.

Известно устройство гидроударное (см. труды НПО «Бурение», вып.15, «Современная техника и технология закачивания скважин и бурение боковых стволов», с. 363-371, Краснодар, 2006). Эту конструкцию авторы приняли за прототип.

Устройство гидроударное состоит из корпуса, связанного через гидроцилиндр с соединительным патрубком, в осевом канале которого размещен кольцевой поршень, который связан с полым штоком, пропущенным в осевом канале корпуса. На нижнем конце полого штока размещен механизм разрушения, включающий дроссельную шайбу с осевым каналом, перекрытым в исходном положении подпружиненным толкателем.

В средней части разъемного корпуса установлено седло, к которому снизу поджат пружиной торцевой клапан, связанный с патрубком, на нижнем конце которого закреплена внутренняя коронка. На нижнем конце разъемного корпуса размещена внешняя коронка. Осевой канал толкателя снабжен шаровым обратным клапаном. Осевой канал полого штока постоянно гидравлически связан с дроссельным каналом в теле дроссельной шайбы, с камерой, образованной внутренней стенкой разъемного корпуса и толкателем.

Сама кольцевая камера через продольные пазы на наружной боковой поверхности седла связана с кольцевой камерой между разъемным корпусом и патрубком.

Поджим торцевого клапана к седлу регулируется гайкой с калиброванными отверстиями, которые соединяют кольцевую камеру в разъемном корпусе с полостью скважин.

Осевой канал толкателя гидравлически связан с осевым каналом патрубка и осевым отверстием в теле внутренней коронки.

Полость кольцевой камеры под кольцевым поршнем постоянно гидравлически связана с полостью скважины через радиальное отверстие в теле гидроцилиндра.

Работа устройства заключается в следующем. На бурильной колонне труб устройство спускается в скважину до уровня расположения пропантовой пробки, с разгрузкой на нее части веса бурильной колонны.

Для обеспечения работы устройства по очистке ствола скважины от пропантовой пробки принимают, что суммарная площадь поперечного сечения калиброванных отверстий в теле регулировочной гайки принята меньшей, чем площадь поперечного сечения дроссельного канала в теле дроссельной шайбы. Суммарная площадь калиброванных отверстий в теле внутренней коронки принята больше площади поперечного сечения дроссельного канала в теле шайбы дроссельной.

При подаче с поверхности рабочей жидкости она поступает по осевому каналу патрубка и полого штока к дроссельным каналам в теле дроссельной шайбы и через продольные пазы на седле поступает к калиброванным отверстиям в теле регулировочной гайки, через которые осуществляются гидромониторные воздействия на поверхность пропантовой пробки.

Расход рабочей жидкости, подаваемой с поверхности, принимается больше, чем суммарный расход жидкости, истекающей через калиброванные отверстия в теле регулировочной гайки, что приводит к плавному набору давления в осевом канале бурильной колонны труб и внутри устройства. Это давление воспринимается площадью сечения толкателя, который выходит из торцевого контакта с дроссельной шайбой и воздействует на торцевой клапан, что приводит к его отрыву от седла.

Тем самым возникает гидравлическая связь кольцевой камеры в разъемном корпусе с осевым каналом патрубка. Рабочая жидкость по осевому каналу патрубка и отверстиям в коронке подается на поверхность пропантовой пробки. При отрыве торцевого клапана от седла включается дополнительная площадь, на которую воздействует давление рабочей жидкости, что приводит к его резкому перемещению вниз с сжатием пружины и ударным воздействием коронкой на поверхность пропантовой пробки с ее разрушением. При повышенном расходе рабочей жидкости, истекающей при этом процессе из устройства, происходит падение давления внутри последнего, что способствует возврату толкателя и торцевого клапана пружинами в исходное положение, с прекращением подачи рабочей жидкости через осевой канал патрубка. Происходит набор давления в осевом канале бурильной колонны труб и повторяется процесс воздействия коронкой на поверхность пропантовой пробки. Механические частицы потоком рабочей жидкости по межтрубному пространству выносятся на поверхность. В случае недостаточной скорости выходящего потока рабочей жидкости возможно применение пенных систем с генерацией пены на забое скважины, при переменной подаче пачек рабочей жидкости и газа в осевом канале гибкой колонны труб колтюбинговой установки.

К недостаткам конструкции установки следует отнести следующие:

- необходимость соразмерять диаметральные размеры всех дросселирующих каналов в регулировочной гайке и дроссельной шайбе. В процессе работы возможно их забивание механическими частицами, с изменением сечения и их суммарной площади, что может привести к изменению режима работы в худшую сторону;

- при длительной эксплуатации устройства возможен также размыв дросселирующих каналов, с увеличением их диаметральных размеров, что также может привести к изменению режима работы устройства;

- постоянная подача рабочей жидкости через устройство, даже с меньшим расходом - это снижение эффективности работы устройства.

Технический результат, который может быть получен при реализации предполагаемого изобретения:

- возможность опоры устройства на поверхность песчано-глинистой пробки с нагруженным весом устройства;

- возможность прекращения подачи рабочей жидкости в полость скважины после остановки подачи рабочей жидкости в осевой канал лифтовой колонны труб от насосного агрегата, находящегося на поверхности;

- возможность полного использования энергии сжатой рабочей жидкости при импульсной подаче потока рабочей жидкости с увеличенным расходом, при осуществлении ударного воздействия породоразрушающим инструментом на поверхность песчано-глинистой пробки;

- исключение прекращения работы устройства из-за попадания механических примесей внутрь осевого канала полого штока.

Технический результат достигается тем, что устройство гидроударное состоит из разъемного корпуса с седлом в месте разъема, снабженным продольными пазами, соединительного патрубка с кольцевым поршнем, установленным в корпусе компенсатора, подпружиненного толкателя, торцевого клапана со штоком и коронкой, образующими подвижное соединение с гайкой на нижнем конце разъемного корпуса, снабженной резьбовыми отверстиями. Устройство снабжено ограничительной шайбой, установленной под коронкой и связанной с гайкой шпильками, свободно пропущенными через отверстия в коронке, в теле которой выполнена внутренняя проточка для охвата ограничительной шайбы в момент рабочего хода.

Конструкция устройства гидроударного показана на чертежах, где:

- фиг. 1 - устройство в разрезе в исходном транспортном положении деталей;

- фиг. 2 - конструкция устройства при опоре на поверхность песчано-глинистой пробки ограничительной шайбой;

- фиг. 3 - устройство в разрезе при осуществлении ударного воздействия. Заявляемое устройство состоит из корпуса 1, в месте соединения частей 2 и 3 которого установлено седло 4. Верхняя часть 2 разъемного корпуса 1 связана с соединительным патрубком 5, в месте их соединения установлена посадочная шайба 6. В осевом канале 7 разъемного корпуса 1 в нижней части 3 установлен подпружиненный торцевой клапан 8 с полым штоком 9, поджимаемый пружиной 10 к седлу 4. В осевом канале 11 верхней части 2 разъемного корпуса 1 установлен подпружиненный толкатель 12, который опирается на посадочную шайбу 6, нижний конец которого пропущен через осевой канал седла 4, с опорой на торец торцевого клапана 8 с расположением внутри его посадочного выступа 13. На конце разъемного корпуса 1 установлена гайка 14, охватывающая полый шток 9 торцевого клапана 8. Торцевой клапан 8 снабжен коронкой 15 с зубьями 16, обращенными в сторону разрушаемой преграды.

Устройство снабжено ограничительной шайбой 17 с центральным отверстием, связанной жестко через шпильки 18 с гайкой 14, размещенной в осевом канале 7 разъемного корпуса 1. Коронка 15 снабжена внутренней проточкой 19, диаметр и глубина которой приняты большими, чем габаритные размеры ограничительной шайбы 17. Соединительный патрубок 5 снабжен кольцевым поршнем 20, расположенным в осевом канале 21 корпуса 22 компенсатора, связанного через переводник 23 с гибкой колонной труб. Ход соединительного патрубка 5 с помощью кольцевого поршня 20 внутри осевого канала 21 корпуса 22 компенсатора ограничен ввертышем 24. Сборка, включающая разъемный корпус 1 с деталями в осевых каналах 11 и 7 в верхней 2 и нижней 3 частях, связана с соединительным патрубком 5, подпружиненным пружиной 25, установленной на внешней стороне этого патрубка 5. Толкатель 12 своим концом 26 входит в осевой канал посадочной шайбы 6 и имеет на наружной поверхности ряд продольных пазов 27. Седло 4 на наружной поверхности содержит также ряд продольных пазов 28, гидравлически соединяющих осевой канал 11 в верхней части 2 разъемного корпуса 1 с осевым каналом 7 нижней части 3 разъемного корпуса 1. Диаметр посадочного выступа 13 торцевого клапана 8 принят больше диаметра полого штока 9. Площадь сечения торцевого клапана 8 в месте взаимодействия с толкателем 12 определяется исходя из известных размеров посадочного выступа 13 и наружного диаметра полого штока 9. При этом полученная площадь сечения принимается меньшей площади сечения подпружиненного толкателя 12.

Кольцевой зазор между седлом 4 и толкателем 12 изолирован уплотнительным кольцом 29, кольцевой зазор между гайкой 14 и полым штоком 9 изолирован кольцом 30. Кольцевой поршень 20 в корпусе 22 компенсатора снабжен уплотнительным кольцом 31.

Работа устройства гидроударного.

Устройство в сборе через переводник 23 соединяется с гибкой колонной труб колтюбинговой установки и вводится в скважину через осевой канал труб лифтовой колонны с доведением до места расположения уровня песчано-глинистой или пропантовой пробки.

Ограничительная шайба 17 входит в контакт с песчано-глинистой пробкой с перемещением соединительного патрубка 5 с помощью кольцевого поршня 20 внутрь осевого канала 21 корпуса 22 компенсатора и сжатием пружины 25.

В таком положении осуществляется спуск в скважину устройства с присоединением на устье скважины к гибкой колонне труб насосного агрегата с подачей под давлением рабочей жидкости, с заданным расходом в гибкую колонну труб. Как показывает практика, расход рабочей жидкости находится в пределах Q≈5 л/сек при ΔP=20…25 МПа.

При увеличении этих параметров и малом внутреннем диаметре гибкой трубы резко возрастают гидравлические сопротивления потоку рабочей жидкости, что соответственно снижает эффективность ведения процесса удаления песчано-глинистой пробки.

С ростом давления рабочей жидкости в осевом канале гибкой колонны труб и внутри устройства последнее воспринимается площадью поперечного сечения толкателя 26, который начинает перемещаться в осевом канале седла 4, с сжатием пружины 10 и торцевым взаимодействием с поверхностью торцевого клапана 8, размещенного внутри посадочного выступа 13.

Преодолевая сопротивление пружины 10 и силу, с которой торцевой клапан 8 поджимается к седлу 4 пружиной 10 и давлением рабочей жидкости, действующей со стороны осевого канала 7, толкатель 12 отрывает посадочный выступ 13 от седла 4. Тем самым рабочая жидкость из осевого канала соединительного патрубка 5 по продольным пазам 27 в теле толкателя 12 подается в осевой канал 11 верхней части 2 разъемного корпуса 1. Далее через продольные пазы 28 в теле седла 4 рабочая жидкость попадает в осевой канал 7 разъемного корпуса 1, откуда поступает внутрь осевого канала полого штока 3, с воздействием на дополнительную площадь торцевого клапана 8 внутри месторасположения посадочного выступа 13. Это приводит к резкому перемещению торцевого клапана 8 вместе с полым штоком 9, снабженным коронкой 15, вниз в направлении песчано-глинистой пробки и воздействию на ее поверхность зубьями 16. Расход рабочей жидкости через устройство, центральное отверстие ограничительной шайбы 17 и осевой канал полого штока 9 превышает расход рабочей жидкости, подаваемой с поверхности насосным агрегатом. Это приводит к падению давления внутри устройства и возврату торцевого клапана 8 в исходное положение с посадкой посадочным выступом 13 на седло 4. Усилием сжатой пружины толкатель 12 возвращается в исходное положение с входом во взаимодействие с посадочной шайбой 6.

По мере разрушения песчано-глинистой пробки, при многократном повторении циклов возвратно-поступательного перемещения торцевого клапана 8 с полым штоком 9 и воздействии коронкой 15 на ее поверхность осуществляют перемещение устройства вниз путем скручивания гибкой трубы с барабана колтюбинговой установки.

Применение такого устройства в лифтовой колонне труб малого внутреннего диаметра, например, составленной из насосно-компрессорных труб Ду=73 мм, позволяет эффективно транспортировать механические примеси на поверхность по межтрубному пространству, образованному внутренней стенкой трубы лифтовой колоны и наружной поверхностью гибкой трубы колтюбинговой установки.

Использование этого устройства в лифтовой колонне труб, составленной из насосно-компрессорных труб большого диаметра, требует применения новых технологических приемов, направленных на обеспечение выноса механических частиц на поверхность, например применение аэрированных жидкостей или пенных систем.

Источники информации

1. Патент РФ №2.242.585, Мкл. E21B 37/00, опубл. 20.12.2004, бюл. №35.

2. Труды НПО «Бурение», вып. 15, «Современная техника и технология закачивания скважин и бурение боковых стволов», с. 363-371, Краснодар, 2006.

Устройство гидроударное для очистки ствола скважины от песчано-глинистой пробки, состоящее из разъемного корпуса, седла с продольными пазами, соединительного патрубка с кольцевым поршнем, размещенным в корпусе компенсатора, подпружиненного толкателя торцевого клапана со штоком и коронкой, гайки на нижнем конце разъемного корпуса, отличающееся тем, что устройство снабжено ограничительной шайбой, установленной под коронкой и связанной с гайкой шпильками, свободно пропущенными через отверстия в коронке, в теле которой выполнена внутренняя проточка для охвата ограничительной шайбы в момент рабочего хода, причем в теле ограничительной шайбы выполнено центральное отверстие.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к скважинным контейнерам с твердым реагентом, предназначенным для предупреждения отложения солей на погружном оборудовании. Устройство включает цилиндрические секции с реагентом, соединенные муфтами и имеющие камеру смешения, отделенную от реагента проницаемой перегородкой и снабженную отверстиями для соединения со скважиной.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке скважины. Способ включает промывку забоя циркуляцией моющей композиции в скважине по гибкой трубе и колонне насосно-компрессорных труб.

Изобретение относится к области нефтедобычи и, в частности, к способам стимуляции пласта и его призабойной зоны для повышения приемистости нагнетательных скважин.
Изобретение относится к области нефтяной промышленности. В способе удаления асфальтосмолопарафиновых отложений, включающем подачу моющей композиции в затрубное пространство скважины, циркуляцию моющей композиции по замкнутому циклу, вынос продуктов отмыва из скважины, в качестве моющей композиции используют композицию НПС-Р1, которую подают в объеме 10-50% от объема циркуляции, равного сумме объемов затрубного пространства и колонны НКТ, причем цикл отмыва повторяют дважды.

Группа изобретений относится к области добычи нефти с использованием добывающих скважин, оборудованных штанговыми глубинными насосами. Технический результат - повышение эффективности работы добывающей скважины.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к способам и устройствам стимуляции пласта и призабойной зоны в целях повышения приемистости нагнетательных скважин.

Группа изобретений относится к системе подачи жидких химических реагентов в объекты дозирования нефтяной и газовой промышленности. Система содержит емкость хранения химического реагента, насос-дозатор, объект дозирования, установленные в нем контрольно-измерительные приборы, гидростатический датчик давления, установленный в емкости хранения, блок управления.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к осуществлению подачи жидких химических реагентов в объекты дозирования нефтяной и газовой промышленности.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) при добыче. Методика включает отбор проб АСПО с параллельным отбором проб продукции скважин, сравнительную оценку растворяющей способности растворителей.

Изобретение относится к добыче нефти при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной. Установка включает основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь, установленный на обеих колоннах лифтовых труб и выполненный с возможностью фиксации их относительно друг друга.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам предупреждения и ликвидации поглощений бурового раствора в процессе строительства скважины.

Изобретение относится к композициям и способам для обработки подземного пласта. Способ включает вытеснение первого флюида на углеводородной основе, присутствующего в необсаженном интервале ствола скважины, вторым флюидом, контактирование второго флюида с кислым природным пластовым флюидом с образованием третьего флюида, где второй флюид содержит водную жидкость, диспергированную как дисперсная фаза в маслянистой жидкости, и поверхностно-активное вещество ПАВ на основе амина, выбранное так, что указанное контактирование протонирует, по меньшей мере, часть ПАВ с образованием третьего флюида, включающего эмульсию, содержащую маслянистую жидкость, обратимо диспергированную как дисперсная фаза в водной жидкости, где по меньшей мере 40 об.% каких-либо твердых веществ, не относящихся к проппанту, присутствующих во флюиде, являются водорастворимыми при рН меньше чем или равном 6,5, а ПАВ имеет указанную структуру.

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно к способам вскрытия скважинами продуктивных горизонтов. Способ включает спуск в скважину колонны бурильных труб с долотом и контейнерами с манометрами.

Изобретение относится к бурению нефтяных скважин. Способ обеспечения по существу постоянного реологического профиля бурового раствора в температурном диапазоне от примерно 120°F (49°С) до примерно 40°F (4°С) включает в себя добавление в буровой раствор добавки к буровому раствору, в котором добавка к буровому раствору включает в себя продукт реакции карбоновой кислоты, имеющей не менее двух карбоксильных фрагментов, и полиамина, имеющего не менее двух функциональных аминогрупп, при условии, что добавка не включает алкоксилированных алкиламидов и/или амидов жирных кислот.
Изобретение относится к пенообразующим составам многоцелевого назначения, предназначенным для получения пены низкой, средней и высокой кратности с использованием пресной и жесткой воды в концентрации 1 об.%, 3 об.% и 6 об.%.
Изобретение относится к нефтяной промышленности для строительств пологих и горизонтальных скважин в сложных гидрогеологических условиях. Технический результат- возможность бурения скважин по терригенным девонским отложениям без ограничения величины зенитного угла, по песчаникам под неустойчивыми горными породами, без изменения конструкции скважин.
Настоящее изобретение относится к эмульсиям и их применению в подземных работах. Композиция стабилизированной эмульсии включает маслянистую текучую среду, текучую среду, являющуюся, по меньшей мере, частично несмешивающейся с маслянистой текучей средой, и стабилизирующий эмульсию агент, включающий первое ионное соединение, растворимое в маслянистой текучей среде или указанной текучей среде, и второе ионное соединение с зарядом противоположного знака относительно первого ионного соединения.

Группа изобретений относится к области бурения с использованием в качестве очистного агента газообразных текучих сред. Способ включает циркулирование системы буровой жидкости и эффективного количества пенообразующей композиции, состоящей из пенообразующего агента и стабилизирующего полимера, добавление газообразного агента в жидкость со скоростью, достаточной для образования пенного бурового раствора, и удаление вспененной буровой жидкости из скважины.

Изобретение относится к способам использования добавок контроля потери текучих сред. Буровой раствор, содержащий текучую среду на водной основе и добавку для контроля потери текучей среды, содержащую, по меньшей мере, один полимерный микрогель, содержащий продукт реакции, полученный реакцией полимеризации полимера или сополимера и агента для поперечной сшивки, где полимер или сополимер содержит, по меньшей мере, одну единицу на основе, по меньшей мере, одного соединения из группы: полибутиленсукцинат, полибутиленсукцинат-со-адипат, полигидрокси-бутирата-валерат, полигидрокси-бутират-совалерат, амиды сложных полиэфиров, полиэтилентерефталаты, сульфонированный полиэтилен-терефталат, полипропилены, алифатический ароматический сложный сополиэфир, хитины, хитозаны, белки, алифатические сложные полиэфиры, поли(простые эфиры сложных гидроксиэфиров), поли(гидроксибутираты), поли(ангидриды), сложные поли(ортоэфиры), поли-(аминокислоты), поли(фосфазены), их сополимер, их гомополимер, их тетраполимер и любое их производное.

Изобретение относится к системам, используемым в бурильных операциях. .

Настоящее изобретение относится к жидкостям для обслуживания ствола скважины. Неводная жидкость для обслуживания ствола скважины, содержащая добавку для снижения водоотдачи, где указанная добавка для снижения водоотдачи содержит продукт взаимодействия (i) функционального полимера, содержащего сополимер малеинового ангидрида, в котором содержание малеинового ангидрида составляет от около 10% до около 90%, и (ii) олигомерной жирной кислоты. Способ проведения эксплуатации месторождения нефти, включающий введение неводной жидкости для обслуживания ствола скважины внутрь скважины, где указанная жидкость содержит добавку для снижения водоотдачи, содержащую продукт взаимодействия (i) функционального полимера, содержащего сополимер малеинового ангидрида, в котором содержание малеинового ангидрида составляет от около 10% до около 90%, и (ii) олигомерной жирной кислоты. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - повышение эффективности снижения потери жидкостей для обслуживания ствола скважины. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 пр., 4 табл. .
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-06-10 2016-06-10T08:11:55
Наверх