ПРОМЫВОЧНОЕ ПЕРО АНОШКИНА А.П. Российский патент 2013 года по МПК E21B31/06 E21B21/00 

Устройство относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в процессе текущего и капитального ремонта нефтегазодобывающих скважин, а также при их бурении.

Известно промывочное перо (см., например, утвержденный отраслевой регламент «Временную инструкцию по гидропескоструйному методу перфорации и вскрытию пласта», ВНИИ, М., 1967, с.19, рис.11 [1]), содержащее отрезок трубы, один конец которого скошен, а другой снабжен резьбой для герметичного его присоединения к колонне скважинных труб.

Недостатком этого устройства является определенная ограниченность его возможностей, оно наделено одной лишь функцией размыва осевшего на забое шлама (осадка).

Наиболее близким к описываемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является промывочное перо, содержащее полый корпус в виде отрезка металлической трубы со скошенным рабочим концом, средство присоединения промывочного пера к колонне скважинных труб и магнитную систему (МС) со сквозным осевым отверстием, при этом форма нижнего конца основного кольца магнитной системы повторяет форму скошенного нижнего конца этого отрезка (см. патент РФ на полезную модель №9883 от 29.10.98, МПК 6 E21B 21/14) [2].

Недостатками этого устройства являются низкий срок эксплуатации вследствие деформации при высоких нагрузках на наиболее выступающую часть корпуса, «кончик пера», отсутствия на поверхности скошенной части средства защиты магнитной системы (МС) от механических повреждений при работе промывочного пера на забое, а также относительно невысокая магнитная мощность МС вследствие незначительной массы магнитного материала, размещаемого внутри корпуса известного из [2] устройства.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в защите МС в плоскости торцовой скошенной части пера путем утолщения стенки выступающей части корпуса и использования немагнитного защитного фланца, а также в повышении магнитной мощности устройства за счет увеличения объема используемого набора секторов постоянных магнитов.

Указанный результат достигается за счет того, что в промывочном пере, содержащем полый корпус со скошенным рабочим концом, резьбу для присоединения промывочного пера к колонне скважинных труб и МС со сквозным осевым отверстием, наружная поверхность корпуса выполнена в виде по меньшей мере одного круглого цилиндра, причем, в случае выполнения наружной поверхности корпуса в виде двух круглых соосных цилиндров, цилиндр с рабочей стороны имеет сравнительно больший диаметр, ось присоединительной резьбы совпадает с осью наружных цилиндрических поверхностей, ось всех остальных круглых цилиндрических поверхностей внутренних элементов корпуса смещена относительно указанной выше оси наружных цилиндрических поверхностей на величину (1,0÷3,0) мм в сторону, противоположную направлению на наиболее выступающую в продольном направлении скошенную часть рабочего конца корпуса, а МС содержит стальной полый сердечник с наружным конусом и скошенным рабочим концом и расположенный между корпусом и сердечником набор из секторов, выполненных из магнитно-твердого материала, образующих постоянный кольцевой магнит с радиальным направлением магнитных силовых линий, причем сердечник закреплен в корпусе при помощи немагнитных металлических крепежных элементов. Скошенные рабочие концы корпуса и сердечника промывочного пера оснащены немагнитным защитным фланцем, а направления скосов рабочих концов указанных корпуса и сердечника совпадают. На выступе скошенной поверхности сердечника может быть выполнена резьба для присоединения защитного фланца, прикрепленного также к корпусу, например, винтами. С тыльной стороны сердечника промывочного пера может быть выполнена наружная резьба, а немагнитные крепежные элементы сердечника могут быть изготовлены в виде первой шайбы, втулки, второй шайбы, а также гайки и контргайки, навинчиваемых на резьбу указанного сердечника.

На фиг.1 показано описываемое перо, общий вид в разрезе для случая выполнения наружной поверхности корпуса ППА в виде двух круглых соосных цилиндров. На фиг.2 показан аналогичный разрез устройства для случая выполнения наружной поверхности корпуса ППА в виде одного круглого цилиндра. На фиг.3 приведен вид B на фиг.1 и 2. На фиг.4 показан пример использования ППА в процессе промывки скважины.

Описываемое устройство содержит магнитную систему (МС), присоединительную резьбу 2 и защитный фланец 14. МС включает стальной цилиндрический корпус 1 со скошенным рабочим концом, центральный магнитопровод в виде стального сердечника 3 с резьбой 4 и наружным конусом 20, сквозным осевым отверстием 5 и скошенным рабочим концом 6. Между корпусом и сердечником расположен набор 7 секторов, выполненных из магнитно-твердого материала на основе редкоземельных металлов, образующих постоянный кольцевой магнит с радиальным направлением магнитных силовых линий, с указанной на фиг.1 полярностью полюсов магнита N-S. Направления скосов рабочих концов указанных корпуса 1 и сердечника 3 совпадают. Корпус 1 выполняет функцию периферийного магнитопровода.

Присоединяемая часть корпуса 1 имеет резьбу 2 для присоединения корпуса к скважинной трубе 8 (фиг.4). Сердечник 3 вставлен внутрь корпуса и закреплен на нем при помощи немагнитных элементов: первой шайбы 9, втулки 10, второй шайбы 11, гайки 12 и контргайки 13, навинчиваемых на резьбу 4 сердечника 3. К скошенным концам корпуса и сердечника присоединен немагнитный защитный фланец 14. Этот фланец прикреплен к сердечнику с помощью резьбы 15, а к корпусу 1 - винтами 16, (фиг.3). Защитный фланец 14 служит для защиты МС от разрушения в процессе работы промывочного пера на забое 21, что повышает надежность работы ППА.

Основу конструкции корпуса 1 составляют две группы цилиндрических поверхностей, несоосных относительно друг друга, выполненных вокруг параллельных осей вращения 17 и 18. При этом ось 17 является осью всех наружных поверхностей, а также присоединительной резьбовой поверхности 2 и внутренней цилиндрической поверхности 23. Ось 18 является осью всех остальных внутренних цилиндрических поверхностей, она смещена относительно оси 17 на величину (1,0÷3,0) мм в сторону, противоположную направлению на наиболее выступающую в продольном направлении скошенную часть рабочего конца корпуса. Это предотвращает от разрушения за счет увеличения толщины стенки 19, именно этой части корпуса как наиболее подверженной предельным значениям осевых нагрузок. Тем самым, надежность устройства еще более повышается.

Принцип работы промывочного пера Аношкина А.П. (ППА) основан на размывании шлама струей промывочной жидкости, подаваемой насосами.

Устройство работает следующим образом (см. фиг.4). ППА при помощи резьбы 2 присоединяют к колонне 8 скважинных труб и спускают на забой скважины 22. На фиг.4 направление движения промывочной жидкости указано стрелкой. Направление движения жидкости может также меняться на противоположное. Во время промывки скважины струя промывочной жидкости размывает шлам и создает благоприятные условия для притягивания и захвата магнитной системой ППА различных ферромагнитных предметов, высвобождаемых из осадка. По окончании процесса промывки и извлечения ППА из скважины на скошенной части корпуса могут быть обнаружены извлеченные из скважины ранее оброненные предметы.

Примерами эффективного использования описанного устройства могут служить, например: промывка 6-7.12.2003 забоя скважины №13462 нефтегазодобыващего управления «Альметьевскнефть». Из скважины с помощью описанного устройства был извлечен двухдюймовый патрубок скважинной трубы. 09.12.2003 с использованием промывочного пера Аношкина А.П. из скважины №1053 нефтегазодобывающего управления «Елховнефть» (г.Альметьевск) были извлечены детали цепного ключа общим весом 3,5 кг, а 25.06.2006 из скважины №9009, куст 37а, месторождения Мамонтовское (г.Нефтеюганск) была поднята часть «сухаря» от машинного ключа.

Таким образом, промывочное перо Аношкина А.П. является эффективным инструментом как для промывки ремонтируемых скважин от шлама, так и для извлечения на поверхность различных ферромагнитных предметов при высоких сроках эксплуатации ППА.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в процессе ремонта и бурения скважин. Устройство содержит полый корпус со скошенным рабочим концом, магнитную систему со сквозным осевым отверстием. Наружная поверхность корпуса выполнена в виде, по меньшей мере, одного круглого цилиндра. Ось присоединительной резьбы совпадает с осью наружных цилиндрических поверхностей. Ось всех остальных цилиндрических поверхностей внутренних элементов корпуса смещена относительно указанной выше оси на величину 1,0-3,0 мм в сторону, противоположную направлению на наиболее выступающую в продольном направлении скошенную часть конца корпуса. Магнитная система содержит стальной полый сердечник с наружным конусом и скошенным рабочим конусом и расположенный между корпусом и сердечником набор из секторов, выполненных из магнитно-жесткого материала. Скошенные рабочие концы корпуса и сердечника оснащены немагнитным защитным фланцем. Повышается эффективность, надежность, увеличивается срок службы. 2 з.п. ф-лы. 4 ил.

1. Промывочное перо, содержащее полый корпус со скошенным рабочим концом, резьбу для присоединения промывочного пера к колонне скважинных труб и магнитную систему со сквозным осевым отверстием, отличающееся тем, что наружная поверхность корпуса выполнена в виде, по меньшей мере, одного круглого цилиндра, причем, в случае выполнения наружной поверхности корпуса в виде двух круглых соосных цилиндров, цилиндр с рабочей стороны имеет сравнительно больший диаметр, ось присоединительной резьбы совпадает с осью наружных цилиндрических поверхностей, ось всех остальных круглых цилиндрических поверхностей внутренних элементов корпуса смещена относительно указанной выше оси наружных цилиндрических поверхностей на величину 1,0÷3,0 мм в сторону, противоположную направлению на наиболее выступающую в продольном направлении скошенную часть рабочего конца корпуса, а магнитная система содержит стальной полый сердечник с наружным конусом и скошенным рабочим концом и расположенный между корпусом и сердечником набор из секторов, выполненных из магнитно-жесткого материала, представляющий собой постоянный кольцевой магнит с радиальным направлением магнитных силовых линий, причем сердечник закреплен в корпусе при помощи немагнитных металлических крепежных элементов, скошенные рабочие концы корпуса и сердечника оснащены немагнитным защитным фланцем, а направления скосов рабочих концов указанных корпуса и сердечника совпадают.

2. Промывочное перо по п.1, отличающееся тем, что на выступе скошенной поверхности сердечника выполнена резьба для присоединения защитного фланца, прикрепленного также к корпусу, например, винтами.

3. Промывочное перо по п.1 или 2, отличающееся тем, что с тыльной стороны сердечника имеется наружная резьба, а немагнитные крепежные элементы сердечника выполнены в виде первой шайбы, втулки, второй шайбы, а также гайки и контргайки, навинчиваемых на резьбу указанного сердечника.