ЗАБОЙНЫЙ ГИДРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области вторичного вскрытия нефтегазонасосных пластов.

Известен двухсекционный турбобур, например, ТС4-104,5, который состоит из верхней и нижней секций, соединенных между собой переводником. Устойчивость вала верхней секции обеспечивается за счет трех средних опор, а крепление в ней статоров - с помощью соединительного переводника, который одновременно является ниппелем. Осевая опора (пята) секционного турбобура состоит из 18 секций и располагается в нижней секции. Валы секций соединяются между собой с помощью конусно-фрикционной муфты, состоящей из двух полумуфт. Статоры посажены в корпусе турбобура и удерживаются нажатием ниппеля, который ввинчивается в нижнюю секцию. Роторы устанавливаются и закрепляются на валу, который в нижней части имеет циркуляционный канал и резьбу для навинчивания переводника к долоту.

Недостаток турбобура заключается в том, что он не может работать в компоновке с иным механизмом, кроме долота, что не позволяет использовать его для перфорации скважины.

Цель изобретения - расширение области применения забойного гидродвигателя.

Для этого забойный гидродвигатель, содержащий корпус с ниппелем, турбину и вал с циркуляционным каналом, снабжен разделительной втулкой с внешними и внутренними уплотнительными элементами и шестерней, при этом разделительная втулка установлена в осевом циркуляционном канале, шестерня навинчена на нижний торец вала, причем кольцевое основание разделительной втулки зафиксировано в неподвижном положении поджимной втулкой, соединенной с ниппелем, а разделительная втулка свободно размещена в осевом отверстии шестерни.

За счет размещения разделительной втулки с внешними и внутренними уплотнительными элементами в осевом циркуляционном канале забойного гидродвигателя, когда ее концевое основание зафиксировано в неподвижном положении поджимной втулкой, обеспечивается направление потока жидкости из гидродвигателя в гидродвижители перфоратора.

За счет того, что вал гидродвигателя снабжен шестерней, находящейся в зацеплении с приводным механизмом перфоратора, обеспечивается движение режущих элементов последнего. Благодаря тому, что разделительная втулка размещена свободно в осевом отверстии шестерни контактирование втулки с шестерней исключено.

Таким образом, с помощью забойного гидродвигателя обеспечивается механический привод движущихся деталей перфоратора и радиальная подача элементов, режущих обсадную колонну, тампонажный камень и горную породу нефтегазонасосного пласта.

На чертеже изображен забойный гидродвигатель.

Он состоит из двух секций - верхней 1 и нижней 2. В корпусе 3 каждой секции установлены секторы 4; в верхней секции статоры крепятся переводником 5, который одновременно соединяет обе секции, а в нижней секции - ниппелем 6. Устойчивость вала 7 верхней секции обеспечивается тремя средними опорами 8, а устойчивость вала 9 нижней секции - осевой опорой (пятой) 10. Оба вала соединяются конусно-фрикционной муфтой 11 и несут на себе роторы 12. В нижней части вала 9 выполнены циркуляционные каналы-боковой 13 и центральный осевой 14. В осевом канале 14 установлена разделительная втулка 15 с уплотнительными элементами - внутренними 16 и наружными 17, а ее кольцевое основание 18 в неподвижном положении зафиксировано поджимной втулкой 19, которая соединена с ниппелем 6 на резьбе 20. На нижний торец вала 9 навинчена шестерня 21, в осевом отверстии которой свободно размещается разделительная втулка 15.

Забойный гидродвигатель компонуется с гидромеханическим перфоратором 22 и соединительным переводником 23.

Забойный гидродвигатель работает следующим образом.

Сначала производят сборку забойного гидродвигателя: на валах 7 и 9 крепят роторы 12, опоры 8 и 10, а в корпусе 3 верхней 1 и нижней 2 секций устанавливают статоры 4, которые крепят переводником 5 и ниппелем 6. Валы 7 и 9 соединяют с помощью конусно-фрикционной муфты 11.

В циркуляционном канале 14 устанавливают разделительную втулку 15 с уплотнительными элементами 16 и 17, а в нижний торец вала 9 ввинчивают шестерню 21, в осевом отверстии которой свободно размещается разделительная втулка 15; кольцевое основание 18 разделительной втулки 15 в неподвижном положении фиксируют поджимной втулкой 19, которая соединяется с ниппелем 6 на резьбе 20. Одновременно с помощью поджимной втулки 19 забойный гидродвигатель компонуется с гидромеханическим перфоратором 22.

К верхнему переводнику 23 присоединяется колонна труб, на которых гидродвигатель в компоновке с перфоратором спускается в эксплуатационную колонну и устанавливается на расчетной глубине против интервала залегания нефтегазонасосного пласта. Затем с поверхности в гидродвигатель подается расчетное количество жидкости, которая проходит через каналы 13,14, втулку 15 и поступает в перфоратор 22. Одновременно включается в работу и приводной механизм перфоратора за счет передачи вращения от вала 9 через шестерню 21.

После того, как в эксплуатационной колонне с помощью перфоратора щелевые вертикальные отверстия прорезаны, подачу жидкости в гидродвигатель прекращают и компоновку гидродвигатель-перфоратор поднимают из скважины либо переставляют на новое место для перфорации очередного щелевого канала.

П р и м е р. Применение забойного гидродвигателя в компоновке с перфоратором. В скважине N 485 на Южно-Ключевой площади (ПО "Краснодарнефтегаз"), обсаженной 140 мм эксплуатационной колонной, нефтегазоносный пласт залегает в интервале 2078-2027 м, плотность бурового раствора - 1,24 г/см³. В скважину спускают на трубах забойный гидродвигатель в компоновке с гидромеханическим перфоратором с таким расчетом, чтобы перфоратор был на глубине 2078 м. Расход бурового раствора, подаваемого с поверхности в гидродвигатель, 8 л/с. Вращение вала гидродвигателя передается через шестерню приводному механизму гидромеханическому перфоратора, а поступающий из вала поток жидкости направляется в гидродвижители перфоратора, с помощью которого его режущий механизм прижимается к обсадной трубе.

Щелевой канал программой работ задан прерывистым, поэтому через каждые 20 мин подачу бурового раствора прекращают. Гидродвигатель вместе с перфоратором приподнимают каждый раз на высоту 2 м и вновь включают гидродвигатель, который приводит в работу перфоратор.

После завершающего цикла щелевой перфорации подачу раствора прекращают, поднимают на поверхность гидродвигатель в компоновке с гидромеханическим перфоратором, спускают в скважину насосно-компрессорные трубы и вызывают приток.

С помощью этого же гидродвигателя в компоновке с гидромеханическим перфоратором проводят щелевую перфорацию еще в нескольких скважинах на этом площади и получают притоки нефти и газа.

За счет применения в скважинах предлагаемого гидродвигателя в компоновке с гидромеханическим перфоратором дополнительная кислотная обработки тампонажного камня не требуется.

Использование: сооружение скважин на нефть и газ. Сущность изобретения: гидродвигатель содержит корпус с ниппелем, турбину и вал с циркуляционным каналом. В циркуляционном канале установлена разделительная втулка с уплотнительными элементами. На нижний торец вала навинчена шестерня. Разделительная втулка свободно размещена в осевом отверстии шестерни. Кольцевое основание разделительной втулки неподвижно зафиксировано поджимной втулкой, соединенной с ниппелем. 1 ил.

ЗАБОЙНЫЙ ГИДРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус с ниппелем, турбину и вал с циркуляционным каналом, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения гидродвигателя, он снабжен разделительной втулкой с внешними и внутренними уплотнительными элементами и шестерней, при этом разделительная втулка установлена в осевом циркуляционном канале, а шестерня навинчена на нижний торец вала, причем кольцевое основание разделительной втулки зафиксировано в неподвижном положении поджимной втулкой, соединенной с ниппелем, и разделительная втулка свободно размещена в осевом отверстии шестерни.