Устройство очистки и промывки скважины с механическим преобразованием поступательного перемещения во вращательное движение Российский патент 2019 года по МПК E21B37/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройству для очистки и промывки скважины, выполненному с механическим преобразованием поступательного перемещения при возвратно-поступательном перемещении вместе с колонной труб во вращательное движение его очищающего инструмента и с подачей промывочной жидкости при необходимости.

Известны устройства для очистки и промывки скважин, используемые при эксплуатации и текущих и капитальных ремонтах скважин для очистки от шлама, песчаных и шламовых отложений, осадков грязи, окалины и выполненные с возможностью промывки, RU №2364705 C1, Е21В 37/00, 20.08.2009; RU №62652 U1, Е21В 37/00, 27.04.2007; RU №2278953 C1, Е21В 37/00, 27.06.2006; RU №2278952 C1, E21B 37/00, 27.06.2006; RU №54394 U1, E21B 37/00, 27.06.2006; RU №2277164 C1, E21B 37/00, 27.05.2006; RU №46530 U1, E21B 37/00, 10.07.2005; RU №42262 U1, E21B 37/00, 27.11.2004.

Известные устройства имеют индивидуальное конструктивное выполнение и признаки, тождественные признакам заявляемого изобретения, не обнаружены.

Известен башмак прорабатывающий, выполненный с механическим преобразованием поступательного перемещения во вращательное движение, содержащий переводник для соединения с колонной труб, выполненный с внутренним отверстием, корпус, жестко связанный с переводником, транспортировочный винт, мандрель с винтовыми пазами и продольным отверстием, очищающий инструмент с продольным отверстием, RU №184027 U1, Е21В 37/00, 12.10.2018.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

В патрубке устройства ближайшего аналога установлен штифт ступенчатой цилиндрической формы с коническим переходом, взаимодействующий с винтовыми пазами мандрели, имеющими в поперечном сечении форму трапеции с расширением к продольной оси.

Форма штифта в ближайшем аналоге и форма винтовых пазов в процессе эксплуатации при ударных нагрузках изменяется, что снижает надежность и срок службы устройства.

Иные конструктивные особенности выполнения деталей, работающие под нагрузкой в процессе установки и эксплуатации, в ближайшем аналоге не предусмотрены.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей повысить надежность устройства, увеличить срок его эксплуатации, упростить конструкцию и расширить возможности использования.

Технический результат настоящего изобретения заключается в установке в корпусе поршня, в соединении поршня с мандрелью шариками, в выполнении на мандрели винтовых пазов радиусной формы для шариков.

Согласно изобретению устройство очистки и промывки скважины с механическим преобразованием поступательного перемещения во вращательное движение содержит переводник для соединения с колонной труб. Переводник выполнен с проходным отверстием. Устройство содержит корпус, жестко связанный с переводником. Устройство содержит мандрель с винтовыми пазами и продольным отверстием. Устройство содержит транспортировочный винт. Устройство содержит очищающий инструмент с продольным отверстием.

В корпусе, выполненным с предохранительным кольцом, установлен полый поршень с отверстиями и размещена мандрель с винтовыми пазами, жестко соединенная с переводником.

Полый поршень имеет возможность фиксирования в исходное положение от осевого перемещения транспортировочным винтом.

Полый поршень взаимодействует с мандрелью посредством шариков.

Шарики имеют возможность размещения внутри винтовых пазов мандрели и отверстий полого поршня.

Шарики зафиксированы вставками со стороны полого поршня.

Каждый винтовой паз в поперечном сечении имеет радиусную форму и равен радиусу шарика.

Каждое отверстие полого поршня равно диаметру шарика.

Мандрель образует с полым поршнем внутреннюю полость, герметично защищенную уплотнениями.

При этом очищающий инструмент жестко соединен с полым поршнем и имеет возможности преобразования возвратно-поступательного перемещения при спуске в скважину во вращательное движение, за счет движения шариков в винтовых пазах, и обеспечения многофункциональности.

При этом промывочная жидкость имеет возможность, как прямой, так и обратной подачи через проходное отверстие переводника и продольные отверстия мандрели и очищающего инструмента, в совокупности.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичную настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Установка в корпусе полого поршня, фиксирование полого поршня в исходное положение от осевого перемещения транспортировочным винтом, размещение в полом поршне мандрели, соединение мандрели жестко с переводником, размещение внутри винтовых пазов мандрели и отверстий полого поршня шариков и фиксирование их вставками со стороны отверстий полого поршня позволяют повысить надежность устройства.

Выполнение корпуса с предохранительным кольцом и защита внутренней полости между мандрелью и полым поршнем уплотнениями увеличивает срок эксплуатации устройства.

Выполнение каждого винтового паза в поперечном сечении радиусной формы, равной радиусу шарика, а выполнение отверстий полого поршня равных диаметру шарика упрощает конструкцию устройства.

Соединение очищающего инструмента жестко с поршнем, возможность преобразования возвратно-поступательного перемещения при спуске в скважину во вращательные движения полого поршня вместе с очищающим инструментом, за счет движения шариков в винтовых пазах, и возможность обеспечения очищающему инструменту многофункциональности расширяет использование устройства для очистки скважины.

Осуществление возможности, как прямой, так и обратной подачи промывочной жидкости через проходное отверстие переводника и продольные отверстия мандрели и очищающего инструмента, в совокупности, расширяет использование устройства для промывки скважины.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

на фиг. 1 - Устройство очистки и промывки скважины, транспортное положение, продольный разрез;

на фиг. 2 - Устройство очистки и промывки скважины, рабочее положение, продольный разрез;

на фиг. 3 - Устройство очистки и промывки скважины, шарик, зафиксированный вставкой в винтовом пазу, разрез.

На фиг. 1-3 изображено:

Переводник - 1,

проходное отверстие (переводника 1) - 2.

Корпус (соединен жестко с переводником 1) - 3,

предохранительное кольцо (на корпусе 3) - 4.

Полый поршень (в корпусе 3) - 5,

отверстия (в поршне 5) - 6.

Мандрель (в поршне 5, соединенная жестко с переводником 1) - 7,

винтовые пазы (в мандрели 7) - 8,

продольное отверстие (в мандрели 7) - 9.

Транспортировочный винт (для фиксирования поршня 5) - 10.

Шарики (в отверстиях 6 и пазах 8) - 11,

вставки (для фиксации шариков 11) - 12.

Внутренняя полость (между мандрелью 7 и поршнем 5) - 13,

уплотнения (для защиты полости 13) - 14.

Очищающий инструмент - 15,

продольное отверстие (инструмента 15) - 16.

Устройство очистки и промывки скважины с механическим преобразованием поступательного перемещения во вращательное движение содержит:

Переводник 1 для соединения с колонной труб.

Переводник 1 выполнен с проходным отверстием 2.

Устройство содержит корпус 3, жестко связанный с переводником 1.

Корпус 3 выполнен с предохранительным кольцом 4.

В корпусе 3 установлен полый поршень 5 с отверстиями 6.

Полый поршень 5 жестко соединен с переводником 1.

В полом поршне 5 размещена мандрель 7 с винтовыми пазами 8.

Мандрель 7 имеет продольное отверстие 9.

Устройство содержит транспортировочный винт 10.

Полый поршень 5 имеет возможность фиксирования в исходное положение от осевого перемещения транспортировочным винтом 10.

Полый поршень 5 взаимодействует с мандрелью 7 посредством шариков 11.

Шарики 11 имеют возможность размещения внутри винтовых пазов 8 мандрели 7 и отверстий 6 полого поршня 5.

Шарики 11 зафиксированы вставками 12 со стороны полого поршня 5.

Каждый винтовой паз 8 в поперечном сечении имеет радиусную форму и равен радиусу шарика 11.

Каждое отверстие 6 полого поршня 5 равно диаметру шарика 11.

Мандрель 7 образует с полым поршнем 5 внутреннюю полость 13, герметично защищенную уплотнениями 14.

Устройство содержит очищающий инструмент 15 с продольным отверстием 16.

При этом очищающий инструмент 15 жестко соединен с полым поршнем 5 и имеет возможность преобразования возвратно-поступательного перемещения при спуске в скважину во вращательное движение, за счет движения шариков 11 в винтовых пазах 8.

Очищающий инструмент 15 имеет возможность обеспечения многофункциональности.

При этом промывочная жидкость имеет возможность, как прямой, так и обратной подачи через проходное отверстие 2 переводника 1 и продольные отверстия 9 и 16, соответственно, мандрели 7 и очищающего инструмента 15, в совокупности.

Устройство очистки и промывки скважины с механическим преобразованием поступательного перемещения во вращательное движение работает следующим образом.

Устройство устанавливают в нижнюю часть колонны труб (не показано) с предварительно присоединенным к полому поршню 5 очищающим инструментом 15.

Перед монтажом необходимо выкрутить транспортировочный винт 10 для обеспечения подвижности.

При спуске в скважину возвратно-поступательные перемещения устройства преобразуются во вращательные движения полого поршня 5 с очищающим инструментом 15 за счет движения шариков 11 в винтовых пазах 8.

В результате очищающий инструмент 15, в зависимости от назначения, устраняет в стволе скважины различные отложения.

В зависимости от проводимых работ устройство используют для промывки скважины, для чего с поверхности подают жидкость, которая проходит через проходное отверстие 2 переводника 1, продольное отверстие 9 мандрели 7 и продольное отверстие 16 очищающего инструмента 15. Устройство осуществляет, как прямую, так и обратную промывку.

Предложенное «Устройство очистки и промывки скважины» содержит детали и узлы, широко применяемые в нефтегазодобывающей промышленности, а изготовление его на ООО «Научно-производственная фирма завод «Измерон»» и проведение опытных испытаний, обусловливают, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».

Предложенное техническое решение позволяет повысить надежность устройства, увеличить срок его эксплуатации, упростить конструкцию и расширить возможности использования.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам для очистки и промывки скважины. Устройство содержит переводник для соединения с колонной труб, выполненный с проходным отверстием. Корпус устройства выполнен с предохранительным кольцом и полым поршнем с отверстиями, жестко соединенным с переводником. В поршне размещена мандрель с винтовыми пазами и с продольным отверстием. Поршень выполнен с возможностью фиксирования от осевого перемещения транспортировочным винтом и взаимодействует с мандрелью посредством шариков. Шарики имеют возможности размещения внутри пазов мандрели и отверстий поршня. Шарики зафиксированы вставками со стороны поршня, при этом каждый паз в поперечном сечении имеет радиусную форму и равен радиусу шарика, а каждое отверстие равно диаметру шарика. Мандрель образует с поршнем внутреннюю полость, герметично защищенную уплотнениями. Устройство содержит очищающий инструмент с продольным отверстием с возможностью преобразования возвратно-поступательного перемещения при спуске в скважину во вращательное движение за счет движения шариков в пазах. Кроме того, промывочная жидкость для промывки имеет возможность прямой и обратной подачи через отверстия. Повышается надежность устройства, увеличивается срок его эксплуатации, упрощается конструкция и расширяются возможности использования. 3 ил.

Устройство очистки и промывки скважины с механическим преобразованием поступательного перемещения во вращательное движение, содержащее переводник для соединения с колонной труб, выполненный с проходным отверстием, корпус, жестко связанный с переводником, мандрель с винтовыми пазами и продольным отверстием, транспортировочный винт, очищающий инструмент с продольным отверстием, отличающееся тем, что в корпусе, выполненном с предохранительным кольцом, установлен полый поршень с отверстиями и размещена мандрель с винтовыми пазами, жестко соединенная с переводником, а полый поршень имеет возможность фиксирования в исходное положение от осевого перемещения транспортировочным винтом, полый поршень взаимодействует с мандрелью посредством шариков, имеющих возможность размещения внутри винтовых пазов мандрели и отверстий полого поршня и зафиксированных вставками со стороны полого поршня, причем каждый винтовой паз в поперечном сечении имеет радиусную форму и равен радиусу шарика, а каждое отверстие полого поршня равно диаметру шарика, кроме того, мандрель образует с полым поршнем внутреннюю полость, герметично защищенную уплотнениями, при этом очищающий инструмент жестко соединен с полым поршнем и имеет возможность преобразования возвратно-поступательного перемещения при спуске в скважину во вращательное движение, за счет движения шариков в винтовых пазах, и обеспечения многофункциональности, а промывочная жидкость имеет возможность как прямой, так и обратной подачи через проходное отверстие переводника и продольные отверстия мандрели и очищающего инструмента в совокупности.