Устройство для обработки стенок скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1627 2 А 5 Е 21 В 37/00, 33/138 ГОС УДАР СТВ Е ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСК ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ 2 ьский Коваллин, янгуовой м для енок вноства олый (Н), тные 00 с,фиг(56) Авторское свидетельство СССРМ 291133, кл. Е 21 В 37/02, 1969,Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ НОК СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к нефтега промышленности, а именно к средства гидромеханической кольматации ст скважины. Цель - повышение эффект сти его работы за счет улучшения кач кольматации. Устройство включает п корпус (К) 1, гидромониторные насадк калибрующие лопасти 4, упругие очис элементы (Э) 5. Вышерасположенную Н ус-танавливают в К 1 таким образом, что расстояние от ее выходного сечения до оси К 1 больше расстояния,чем у нижерасположенной Н, Это обеспечивает меньшее гидродинамическое давление вытекающей струи. чем для струи вышерасположенной Н, Диаметр нижерасположенной Н меньше диаметра вышерасположенной Н. Ось Э 5 в горизонтальной плоскости расположена под углом 70-80 к плоскости, касательной к поверхности К 1 в точке пересечень,я с ней оси Э 5, Все Э 5 распо "агаюгся за лопастями 4 по направлению вращения у".тръ"тва. Устройство устанавливается над до". ом с возможностью вращения. Лопес, и 4 о, щ.: - ствляют калибровку стволе скважин, а Э 5- зачис 1 ку поверхности с", н ",к. Ст р я б,. г 1 зо го раствора истекающа из н;.кеоасположг нчой Н, обеспечивает сн жение проницаемости породы, Струя, гг .одящя из вышерасположенной Н и имеющая большее гидродинамическое давление, обеспечивает высокую степень кольматации беэ разрушения породы. 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 55 Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к средствам для гидромеханической кольматации стенок скважин,Ц ль изобретения - повышение эффективности его работы за счет улучшения качества кольматации.Нэ фиг, 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - вид А на фиг. 2,Устройство включает в себя полый корпус 1, нижний струеформирующий элемент (нас, цку) 2, вышерасположенный струеформирующий элемент (насадку) 3, калибрующие лопасти 4, упругие очистные элемечты 5. Насадку 3 уст, эвливэют в корпусе 1 таким образом, что расстояние 4 от ее выходного сечения до оси устройства больше такового для насадил и 2, Такое расположение насадок обеспечивает минимальное гидродинамическое давление на стенку скважины струи, истекающей из насадки 2, по сравнению со струей, истекающей из насадки 3,Вместо насадки 2 с сужающимся профилем можно установить насадку с расширяющимся профилем или насадку с частично перекрытым верхним сечением, что также способствует снижению гидродинэмичеслого давления струи на стенку скважины, Диаметр выходного сечения насадки 2 меньше диаметра выходного сечения насадки 3,Ос каждого упругого очистительного элемента 5 лежит в горизонтальной плоскости под углом 70 - 80 к плоскости, касательной к цилиндрической поверхности корпуса 1 в точке пересечения с ней оси упругого элемента, Все упругие очистные элементы 5 располагаются за жесткими лопастями 4 по напоавлению врашения устройства. Лопасти 4 могут быть армированы твердым сплавом с целью увеличения их износостойкости, Упругие очистительные элементы 5 могут быть выполнены в виде витого цилиндра из упругого материала с контактирующими друг с другол, витками.Гидродинэмическое давление по оси струи при прочих равных условиях определяется расстояниемот выходного сечени насадки до рассматриваемой точки, а точнее отношением Ио, где бо - диаметр выходного сечения насадки, При измененииот 0 до(4-6) бо гидродинамическое давление струи не изменяется и имеет максимальную величину, При дальнейшем увеличениивеличина гидрогинамического давления струи (ГДС) Гезко уменьшается и на расстоянии= 124 о величина ГДС составляет 40 45 50 лишь около 25 от максимально, величины.Величину ГДС по оси г(4-6)Оо можно определить по формуле5,5(1+а - )Согде Ро - перепад давлений на насадке,МПа;а =028. Увеличивая расстояние от выходного сечения насадки до оси корпуса, тем самым уменьшают величину , т.е, приближают насадку к стенке скважины, а значит, увеличивают величину ГДС на стенку скважины,Что касается выполнения насадок с раз. ными диаметрами выходного сечения, то данное решение преследует ту же цель - обеспечение увеличенного значения ГДС на стенку для струи, истекающей из вышерасположенной насадки, Дело в том, что регулировать величину ГДС только за счет измененияне всегда целесообразно. Слишком малые значенияприводят к увеличению гидравлических сопротивлений в кольцевом пространстве, а максимальные значенияограничены наружным диаметром буриль,ой колонны,Устройство работает следующим образом,Устройство устанавливается над долотом, что обеспечивает его вращение и осевое перемещени". в процессе бурения, Лопасти 4 осуществляют калибровку ствола скважины путем удаления со стенок скважины глинистой корки, а упругие элементы 5 обеспечивают зачистку неровной поверхности стенки скважины, Струя бурового раствора, истекающая из нижней насадки 2 и оказывающая осевое гидродинамическое давление на стенку скважины заведомо ниже той величины, при которой начинается разрушение горной породы, обеспечивает снижение проницаемости последней за счет ее кольматации. Однако степень кольматации при этом невелика из-за невысокоо значения осевоз гидродинамического давления струи, истекающей из насадки 2. По мере углубления забоя скважины струя бурового раствора, истекающая из выше- расположенной насадки 3, воздействует на пороу с низкой проницаемостью, обеспечивая при этом высокую степень кольматации за счет достаточно высокого осевого гидродинэмического давления на породу и не вызывая разрушения последней, так как породы с низкой проницаемостью разрушаются струей жидкости только при весьма высоких осевых гидродинамических давлениях струи, 1627672П р и м е р.Исхорные данные, диаметрскважины 216 мм; перепад давлений на насадке 10 МПа; диаметр насадки 6 мм: удаление насадки от стенки скважины 1=20 мм и80 мм.При 1 = 20 мм ( =- 3.33 с 30) на основаниивьшеизложеннсго величина ГДС составит10 МПа. При 1 = 80 мм ( = 13,3(1 о) величинаГДС составит Р = 2,45 МПа.Таким образом. увеличивая расстояниеот выходного сечения насадки до оси корпуса или, что одно и то же, уменьшая с 80 л)мдо 20 мм, можно увеличи 1 ь гидродиндмическое давлен)е струи на стенку скважины с2,45 до 1 Г МПд,Проведенные ндли эксперим;нтдльнь)еис:,ледоваия по рдзрушени)0) орых породструями жидкости подздли, и,) ПГ:;Вое гиродинамическое ддвленис ст)уп на породупри котором начинается г,ро.(есс рдару(. еия породы, зависит от таких факторов кдкгрочность породы нд рдзрь:в и проницаемость породы, Установлено, (то при пос (ицдемости пород свь(ше 3,1 лд Величидосевого гидродинамического давленияструи, при котором начинается процРсс рдзруше(ия не зависит О Вел)ч)н пр ",),;.Г;1(И ПГРС ,( 1;,, (Л )У1 ЗЬ(1Л З(ОЛ С1 Е1С С Л,) Р Н Р У 1 (Г, 1:"Ч ( Г .( (, ()ВСКИ 1 ДДВ/1 Н(СМ,Г; 10КРИГ 1 Ч(:С ОГО ДвеЕНИЯ 1. ) Л ЫМ З(,С.ни гь ее "рониц;)емо:) ь зэ с-г .) )ьл 1 дтдц 1 иОе поаерхносного слоя, . (;.в". -. э(у, спороду можно бе 5 опдсени; Ге р;.)р 5 шеи 51во )деГ гвз )д (ь струейро (.0 (, ), (.0достдточ 0 Высо хм дд)л,"1 ) еьГ(;чиВдющи 4 Вь;аокую сто)е :,(; ь,1 Г, )ц 1 И а сяпороды. Такой "( 0 сб) "1),; рдт й обрз -00 ки и(верхСсс., )й 00;".,",Отрубурового рдс вср; с-, элия 1";,ае 1 (,)в,.юцил ся дляд,101 )Ос, е, 0 цей с ру(1,о ев:.м Гидрод 1 д 1 и,ес,.11 (,-а се(1 аГ,ятне конт(.тд с(руи, и;,)с 1( , .воля- .предотвратить .дзруш и. Порс:,1 сгр :й)кидк.,ти и Обеспеч 1 т , .: пло(оепо(, ьд и. гпр и , решин по; слдгдз цлстенки сквдж 1 Н,0(, 1 рдбо( с мехднич(,ски.(и очистит; ями ,Генок .ка;.)кин пок:.)здл, ч(0 исткие лопас 1 и, ни уругие э. м(;нты не являются универсальным средством для очистки стенок скважин от глинистой корки.Жесткие лопасти не обеспечивают очистку неровной пове хности стенок скважин, а 5 упругие очистительные элементы оказываются не способными удалить толстую глинистую корку. Кроме того, эксперименты показали, что эффективность работы упругих очистительных элементов зависит от их 10 ориентации в горизонтальной плоскости.Установлено, что при расположении ихнормально к цилиндрической поверхности корпуса очистительного устройства (нормдгьно к поверхности стенки сквджины) они 15 в процессе работы сминаюся и раэдавливаютгя При устдновке упругого элемента под углом 50 и 60 к плоскости, касательной к цилиндрической поверхности корпуса в точ-.ке пересечения с ней Оси угругого элемента, 20 он не ил 1 ее достд 10 ной упругости и не так- , цз) ельно ои.цдет стенку скважины. Это естественно, гк кдк большой угол требует меньших уси)ий для отклонения упругого элемента Огтимальный уггл установки уп ругого элеме(гд оказался в пределэх 70 -о80, Рдзл 1 ецение насадок с увеличением рд".точ, , 00 их сечениг до Оси (0Г, " З В,1П ГД )Л 1 У)ГО СРЧ ,(1.ЕР "С(.ЛОЖ.НЫХ ПРЕДОТЗРД.)Г ПРот 1 по)ОЖНУ(, а,)ДШ.Н)Я КОРПУСа, 0 т -л ( д ю ц е е с я тем. тоцел(,ю " Оеышен ия зС,.:к Гьн Ос) . его и., ь зд счет у.у,- шеничачестзд кольл 1 дтдции, .;НО снабжено установленньми нд корпусе кдлибруюгцими 5 опдстял)1, величину острого угла междуочистньми эементам( и корпусом выполот, .нтерадл-8 д", а расстояние отВЫХОДНС 0 СЕЧЕния нСдд 5 И ДО аар)икдЛь;ой оси корпуса,дждой выш:рдспол.женнойндсддк 1 больше, чел 1 у нижерасполо1627672 дид 4 Составитель В.БорискинаТехред М,Моргентал Корректор М.Демчик Редактор М.Товтин Заказ 322 Тираж 365 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 женной, причем диаметр выходного сечения каждой нижерасположенной насадки меньше диаметра выходного сечения каждой вышерасположенной насадки.