Устройство очистки и промывки скважины с механическим преобразованием поступательного перемещения во вращательное движение
DEVICE FOR CLEANING AND FLUSHING THE WELL WITH MECHANICAL CONVERSION OF TRANSLATION INTO ROTATION

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.