Импульсное промывочное устройство

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для промывки песчаных пробок в скважинах. Импульсное промывочное устройство содержит корпус с тангенциальными отводящим и подводящим каналами, насадку в отводящем канале и центрированный ротор, установленный с возможностью свободного вращения в корпусе. Ротор содержит чередующиеся пазы и выступы, взаимодействующие с потоком жидкости. В подводящем и отводящем тангенциальных каналах между корпусом и ротором образованы щели за счет смещения упомянутых каналов. Тангенциальный подводящий канал смещен на большую величину, чем тангенциальный отводящий канал. Площадь сечения щели тангенциального подводящего канала больше площади сечения щели тангенциального отводящего канала для обеспечения проворота ротора за счет воздействия потока жидкости в отводящем тангенциальном канале на выступ ротора. Повышается эффективность разрушения песчаных пробок в скважинах за счет увеличения силы удара струи жидкости, вытекающей из насадки при постоянной гидравлической мощности насоса, подающего промывочную жидкость в скважину. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для промывки песчаных пробок в скважинах.

Известно специальное устройство для повышения эффективности разрыхления песчаных пробок в скважинах, которое включает конусный патрубок, кососрезанную трубу, фрезу, струйный насос и гидробур, установленные в нижней части промывочной колонны [1].

Недостатком данного устройства является низкая эффективность использования энергии потока промывочной жидкости.

Известно устройство для создания гидравлических ударов в проточной жидкости, содержащее корпус с тангенциальными подводящим и отводящим каналами, вращающийся ротор с чередующими пазами и выступами. Рабочая жидкость одновременно поступает в трубопровод и по тангенциальному подводящему каналу на ротор, который под напором жидкости вращается. В момент перекрытия подводящего канала происходит гидравлический удар, который распространяется по трубопроводу [2].

Недостатками данного устройства являются неэффективное использование энергии потока рабочей жидкости, так как часть жидкости сбрасывается через ротор в отводящий канал, а также отсутствие возможности запустить ротор при полном перекрытии им подводящего канала.

Наиболее близким к предлагаемому, по технической сущности, является импульсное промывочное устройство, содержащее корпус с отводящим и тангенциальным подводящим каналами, насадку в отводящем канале, установленный с возможностью свободного вращения в корпусе центрированный ротор с чередующимися пазами и выступами, взаимодействующий с потоком жидкости [3].

Недостатком данного устройства является неэффективное использование энергии потока рабочей жидкости.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности разрушения песчаных пробок в скважинах за счет увеличения силы удара струи жидкости, вытекающей из насадки при постоянной гидравлической мощности насоса, подающего промывочную жидкость в скважину. Увеличение силы удара струи достигается повышением скорости истечения жидкости из насадки за счет создания гидравлического удара в устройстве.

Для решения указанной задачи известное устройство для создания гидравлических ударов в проточной жидкости, содержащее корпус с тангенциальными подводящим и отводящим каналами, вращающийся ротор с чередующими пазами и выступами, снабжено насадкой в отводящем канале, который сообщен с подводящим каналом через щели, образующиеся за счет смещения каналов от ротора, причем площадь сечения щели подводящего канала больше площади сечения щели отводящего канала, а ротор установлен и центрирован в корпусе на опорах с помощью заглушек.

На фиг. 1 изображено импульсное промывочное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Импульсное промывочное устройство содержит корпус 1 с технологическими заглушками 2, 3. Верхняя часть корпуса 1 соединяется с колонной промывочных труб. В корпусе 1 установлен с возможностью свободного вращения ротор 4 с чередующимися пазами и выступами. Ротор 4 с двух сторон сжимается и центрируется заглушками 5, которые ввинчиваются в корпус 1. Заглушки 5 и ротор 4 снабжены соосными кольцевыми канавками, в которых установлены шариковые опоры 6. Заглушки 5 снабжены также канавками под резиновые уплотнительные кольца 7. Корпус 1 имеет радиальное цилиндрическое отверстие 8, в котором установлен ротор 4, а также два тангенциальных подводящий 9 и отводящий 10 канала, которые смещены от радиального цилиндрического отверстия 8, причем подводящий канал 9 смещен на большую величину, чем отводящий канал 10. За счет смещения тангенциальных каналов 9 и 10 между корпусом 1 и ротором 4 образуются щель 11 в подводящем канале 9 с большей площадью сечения и щель 12 в отводящем канале 10 с меньшей площадью сечения. На выходе отводящего канала 10 ввинчивается насадка 13.

Устройство работает следующим образом.

На колонне промывочных труб устройство опускается в скважину. Промывочная жидкость по колонне труб подается в устройство. В момент перекрытия подводящего канала 9 ротором 4 промывочная жидкость проходит через щели 11, 12 и выходит из устройства через насадку 13, где формируется в струю для разрушения песчаных пробок. При этом в результате неравности площадей сечения щелей 11 и 12 поток жидкости, воздействуя в отводящем канале на выступ ротора 4, проворачивает его по часовой стрелке и открывает подводящий канал 9, сообщая его с пазом ротора 4. Промывочная жидкость заполняет паз ротора 4, который под напором жидкости продолжает вращаться, и направляется через отводящий канал 10 в насадку 13. После этого выступ ротора 4 перекрывает подводящий канал 9 и в этот момент в подводящем канале 9 происходит гидравлический удар, так как площадь сечения щели 11 в несколько раз меньше площади сечения паза ротора 4. При гидравлическом ударе повышается давление в полости подводящего канала 9, а следовательно, скорость и сила удара струи жидкости, вытекающей через насадку 13. После фазы повышенного давления в подводящем канале наступает фаза пониженного давления и цикл в дальнейшем повторяется.

Предлагаемое устройство за счет увеличения силы удара струи жидкости, вытекающей из насадки, повышает эффективность разрушения песчаных пробок без увеличения гидравлической мощности насоса, подающего промывочную жидкость в скважину и в целом повышает эффективность использования энергии потока промывочной жидкости.

Источники информации 1. Справочная книга по добыче нефти / под ред. д-ра техн. наук Ш.К. Гиматудинова. М.: Недра, 1974, 589-598 с.

2. Авторское свидетельство СССР 186825, кл. Р 04 Р 7/02, опубл. 30.01.87 г.

3. Патент РФ 2065920, кл. Е 21 В 21/00, опубл. 27.08.1996.

Формула изобретения

1. Импульсное промывочное устройство, содержащее корпус с отводящим и тангенциальным подводящим каналами, насадку в отводящем канале, установленный с возможностью свободного вращения в корпусе центрированный ротор с чередующимися пазами и выступами, взаимодействующий с потоком жидкости, отличающееся тем, что отводящий канал выполнен тангенциальным, в подводящем и отводящем тангенциальных каналах между корпусом и ротором образованы щели за счет смещения упомянутых подводящего и отводящего каналов, причем тангенциальный подводящий канал смещен на большую величину, чем тангенциальный отводящий канал, и площадь сечения щели тангенциального подводящего канала больше площади сечения щели тангенциального отводящего канала для обеспечения проворота ротора за счет воздействия потока жидкости в отводящем тангенциальном канале на выступ ротора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор установлен в корпусе на шариковых опорах с помощью заглушек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3