Anaiho mud recovery method and apparatus

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、原油、ガス、または鉱物の生産に際して、
坑井掘穿時に生じるスラッジ、砂、その他の堆積物の除去に適用される手段に関する。

従来技術 坑井の掘穿時に、スラッジ、砂、またはその他の堆積物が、チュービングに詰まり、掘穿泥水の循環不能が起こり、それにより、生成物が採集が中止されるに至ることがある。

掘穿泥水の回収には、各種の方法や装置がある。

チュービングを掃除するための方法や装置は公知である。 公知の方法によれば、連結管により、流体力学を利用したクリーナーを坑井の中に入れ、この連結管とクリーナーを介して注入された掘穿泥水を、直接堆積物やチュービングの壁の沈着物へ噴射する。 堆積物や沈着物は洗い出され、流体力学的クリーナーの回転するスクレーパーによって、チュービングの壁から機械的に除去されるにつれて、流体力学的クリーナーは、停止させられる。 掃除に伴う生成物は、掘穿泥水の上昇流により、坑井から排出される。

この公知の方法を実施するための具体的装置は、軸方向の水路を含む分岐管を有し、その上部のねじ切り部で、連結管に接続されている。 流体力学的クリーナーの本体に、スクレーパーが設けられている。 分岐管と同軸の本発明は、駆動源で回転させられるようにして、分岐管に取り付けられている。

本体の下部は、本体の長手方向の軸とは異なる方角を向くノズルを備えており、分岐管の軸方向の水路と水力学的に通じている。 ジェットノズルを介して掘穿泥水を放出する作用で、本体は回転させられるので、ジェットノズルは、本体を回転させる駆動源の機能を果たしている。 連結管を移動する装置、ポンプ、及び掘穿泥水循環器がある。 この公知の手段は、連続式連結管を備えている（米国特許第4919204号）。

坑井内で掘穿泥水を回収する公知の方法には、連結管で流体力学的クリーナーを坑井に降下させ、連結管と流体力学的クリーナーを介して圧送された掘穿泥水を、堆積物に噴射し、堆積物が洗い出されるにつれて、流体力学的クリーナーを移動させ、流体力学的クリーナーのスクレーパーを回転させて、坑井の壁から沈着物を機械的に除去し、掘穿泥水の上昇流で、掃除の所産を坑井から排出するものがある。

この公知の方法のための具体的装置は、軸方向の水路を有する本体、連結管と接続するために本体上部に設けられたねじ切り部、及び本体にスクレーパーを取り付けた形をした流体力学的クリーナーを備えている（ロシア特許第1465545号）。

この公知の方法の欠点は、スクレーパーは、連結管全体の回転によって回転させられるので、効率が低いことである。

堆積物の粒子を、掘穿泥水の上昇流で洗って除去する方法も、スクレーパーが、２つの同心円の間の環形を塞ぎ、掘穿泥水の流れを阻止するので複雑である。

掘穿泥水を回収する公知の方法は、連結管上の流体力学的クリーナーを、坑井に降下させ、連結管と流体力学的クリーナーを介して、ポンプで送られた掘穿泥水を壁の沈着物に噴射して、堆積物を破壊し、沈着物が洗い出されるにつれて、流体力学的クリーナーを移動し、流体力学的クリーナーのスクレーパーを回転させて、坑井の壁から沈着物を機械的に除去し、堆積物を破壊し、掘穿泥水の上昇流で、掃除の所産を坑井から排出するものである。

この公知の方法のための具体的装置は、本体にスクレーパーを取り付けた形をした流体力学的クリーナー、上部が連結管と接続されている本体、連結管の移動装置、
ポンプ装置、及び可動片と密封装置を有する掘穿泥水循環器を備えている。

連結管を坑井に降下させる時、分離した管で連結管を形成し、連結管を坑井から引き上げる時、分離する手段もある（米国特許第4088191号）。

この公知の方法の欠点は、ジェットノズルを過ぎた掘穿泥水の圧力をかなり低下させ、水圧抵抗は高くなるので、効率が低いことである。 堆積物に対する掘穿泥水の噴射による破壊作用は得られない。 堆積物は、スクレーパーの機械的作用によってしか除去できない。 更に、スクレーパーは、連結管全体の回転によってのみ回転させられる。

この公知の方法のための具体的装置は、複雑な構成であり、原油やガスの層に突き当たった場合、掘穿泥水循環器が、連結管の接続部で、連結管を保持できない構成であるので、チュービングから堆積物を除去し、掘穿泥水を回収することはできない。

上掲の従来技術の方法は、ロシア特許第1465545号に記載され、上掲の従来技術の装置は、米国特許第408819
1号に記載されている。

本発明の開示 本発明は、スラッジ、砂、その他の堆積物や沈着物を除去し、坑井内で掘穿泥水を回収する、より効率的な方法と、この方法を実施するための装置を提供することを目的としている。

本発明により、公知の方法に比して、効率は向上し、
生成物をより完全に除去し、坑井の壁やチュービングの壁から、沈着物をよりきれいに取り去ることができる。
分離した部分からなる連結管、及び連続した連結管の両方を取り扱うことができるようにする。

掘穿泥水を回収する公知の方法は、連結管で流体力学的クリーナーを坑井に降下させ、連結管と流体力学的クリーナーを介してポンプで注入した掘穿泥水を、直接堆積物に噴射し、堆積物が洗い出されるにつれて、流体力学的クリーナーを移動し、流体力学的クリーナーのスクレーパーを回転させて、坑井の壁から、沈着したスラッジを機械的に除去し、掘穿泥水の上昇流で、掃除による生成物を坑井から排出するもので、これにより、問題の技術的解決が得られる。

本発明は、掘穿泥水の上昇流で、流体力学的クリーナーのスクレーパーを回転させて、坑井の壁からスラッジ沈着物を除去し、流体力学的クリーナーを坑井に降下する間と、坑井から引き上げる間の両方で、坑井の壁から沈着スラッジを機械的に除去する。

本発明は、軸方向の水路を有する本体にスクレーパーを取り付けた形の、本体の上部を、連結管に接続するようになっている流体力学的クリーナー、連結管の上下動装置、連結管に掘穿泥水を注入するポンプ装置、及び掘穿泥水循環器を備えている公知の坑井掘穿泥水回収装置において、流体力学的クリーナーのスクレーパーが、掘穿泥水流で、互いに反対方向に自由に回転するようになっている複数のカッターを外面に有する、少なくとも２
つの回転ヘッドを備えている。

回転ヘッドの複数のカッターは、インヴオリュート形をしており、上部回転ヘッドの上部と、下部回転ヘッドの下部に、カッティングエッジを有している。

各回転ヘッドの高さは、次の関係を有している。

Ｈ＝D/2tanα Ｈは、回転ヘッドの高さ、Ｄは、回転ヘッドの外径、
αは、回転ヘッドの長手方向の軸に対するカッターの傾斜角（ナイフ角）である。

回転ヘッドは、本体に取り付けられており、回転ヘッドの端面に設けられた環状孔の中にあり、かつ保護用被覆材でカバーされている、径方向のスラストベアリングで支持されている。 それによって、上部回転ヘッドの下端面と、下部回転ヘッドの上端面の間の保護用被覆材は、２つの回転ヘッドの間にある分離用スリーブを被覆している。

下部回転ヘッドの下端面の環状孔の中にあるベアリングをカバーしている保護用被覆材は、本体の下部に固着されている着脱可能の支持物に設けられている。

分離用スリーブの外径は、回転ヘッドの外径より小さい。

本体の下部外側にねじ山があり、着脱可能の支持物は、ナットとばね座金で固着されている。

掘穿泥水循環器の本体には、基部とフランジ、プレスナット、及びカバーが連続的に設けられており、分解したり、相互に高さを調節したりできるように相互に接続されている。

可動片が、カバーの先太孔内で、リングに対して径方向に動け、またリングと同時に軸方向にも動けるようになっている。 可動片の低部は、リングに取り付けられており、また側部の上の基部に密封装置が設けられている。

プレスナットは、カバーの先太孔とは逆の先細孔を有し、リングは、プレスナットに対してばね付勢されている。 ばねとプレスナットの間には、可動片と接続されたリングと交換可能なリングの形をしているスラストワッシャーが設けられている。

可動片は、プレスナットの先細孔内に位置するように、スラストワッシャーに再取り付け可能となっている。 可動片の上部は、内側へ傾斜している。

密封装置は、上部ベアリングディスクと下部ベアリングディスクの間に位置するシール、下部ベアリングディスクと基部との間に設けた突環、及び箱型部が、プレスナットと相互に作用しうるように、上部ベアリングディスクに位置する箱型部を備えている。

リングは、外周に径方向のＴ型孔を有し、可動片は、
底部に、リングのＴ型孔と嵌合するＴ型突起を有している。

基部、プレスナット、及びカバーは、ねじで結合されている。

図面の簡単な説明 以下、添付の図面を参照して、実施例により、本発明を説明する。

図１は、分離した管からなる連結管を用いた本発明の坑井掘穿泥水回収装置を示す。

図２は、連続した連結管を用いた本発明の坑井掘穿泥水回収装置を示す。

図３は、本発明の流体力学的クリーナーの縦断面図である。

図４は、図３の切断面IV−IVの断面図である。

図５は、図３の切断面Ｖ−Ｖの断面図である。

図６は、本発明の掘穿泥水循環器の縦断面図である。

図７は、本発明の可動片の背面図である。

図８は、本発明のリングの平面図である。

図９は、図８の切断面IX−IXの断面図で、本発明のリングのＴ型孔を示す。

本発明の好ましい実施例 本発明の坑井掘穿用循環泥水回収方法は、次の手段からなっている。

坑井中の水管、例えばチュービング１内の、連結管２
に、流体力学的クリーナー３を入れる。 連結管２を介して注入された掘穿泥水（マッド）の降下流で、堆積物４
を洗い出す。 堆積物４が洗い出されるにつれて、連結管２を降下させて、流体力学的クリーナー３を降ろす。

堆積物４は、流体力学的クリーナー３のスクレーパー回転により、坑井壁（チュービング１の内面）から機械的に排出される。 流体力学的クリーナー３のスクレーパーは回転して、堆積物４を坑井壁（チュービング１の内面）から機械的に排出し、掃除された物質は、掘穿泥水の上昇流で、坑井から排出される。

堆積物４の坑井壁（チュービング１の内面）からの機械的排出は、流体力学的クリーナー３を坑井中に降ろす時と、坑井から引き揚げる時の両方で行われる。

本発明の坑井掘穿用循環泥水回収方法を実施するための具体的な装置は、例えば、チュービング１の掃除用では、流体力学的クリーナー３を備えている。 それは、連結管２に連結され、チュービング１の内壁の沈殿物や堆積物４に作用する。

流体力学的クリーナー３のスクレーパーは、外面にカッターを有する少なくとも上下２つの回転ヘッド５、６
を備えている。 回転ヘッド５、６は、掘穿泥水の流れの中で、互いに反対方向に自由に回転できるように取り付けられている。

回転ヘッド５、６は、その端面の環状孔内の、径方向のスラストベアリング９で支持して、本体８に取り付けられているので、自由に回転できる。

ベアリング９は、外側から保護用被覆材10でカバーされている。

回転ヘッド５と６の間に、分離用スリーブ11が設けられている。

本体８の下部に、着脱可能の支持物12が固着されている。

回転ヘッド５の下面と、回転ヘッド６の上面との間の保護用被覆材10は、分離用スリーブ11の上に設けられている。

回転ヘッド５の上端面の環状孔内のベアリング９をカバーしている保護用被覆材10は、本体８内に設けられ、
また回転ヘッド６の下端面の環状孔内のベアリング９をカバーしている保護用被覆材10は、着脱可能の支持物12
に設けられている。

回転ヘッド５、６のカッター７は、インヴオリュート形をしており、上部回転ヘッド５の上部と、下部回転ヘッド６の下部に、カッターのカッティングエッジ13がある。

回転ヘッド５、６の高さＨは、次の関係で定められている。

Ｈ＝D/2tanα Ｄは、回転ヘッドの外径、αは、回転ヘッドの長手方向の軸に対するカッターの傾斜角（ナイフ角）である。

分離用スリーブ11の直径は、回転ヘッド５、６の外径より小さい。

流体力学的クリーナー３の本体８には、軸方向の水路
14があり、本体８の底部のねじに、ノズル16の付いたナット15が螺設されている。

ナット15と着脱可能の支持物12の間に、ばね座金17が設けられ、本体８とナット15に対し、着脱可能の支持物
12が回転するのを防ぎ、かつねじからすぐ外れるのを防止している。

連結管２は、掘穿泥水循環器18を貫通し、その上端は、ポンプ（図示せず）に接続されている。 連結管２を上下動する装置（図示せず）がある。

連結管２として、箱と横杆の継ぎ目を備える一連のパイプを用いてもよい。 この場合、連結管２を上下動する装置として、例えば、アイボルトスイベル20、及び連結管２の組立・分解手段と連結している滑車装置19を備えている坑井修理装置を用いるのがよい。

連続式連結管２の場合には、その上下動装置は、ドラムに巻かれた鉄パイプを供給装置21で搬送するのが普通である。

掘穿泥水循環器18の本体には、フランジ23の付いた基部22、プレスナット24、及びカバー25が連続的に設けられ、相互に分解したり、高さを調節したりできるように接続されている。 具体的には、それらには、ねじで接続されている。 カバー25には、先太孔26がある。 プレスナット24にも、カバー25の先太孔26とは逆の先細孔27がある。

カバー25の先太孔26には、可動片28があり、その低部は、リング29に取り付けられており、リング29に対して径方向に動け、またリング29と同時に、カバー25の先太孔26内で、軸方向にも動くことができる。 可動片28のこのような動きは、リング29が、径方向のＴ型孔30を有し、可動片28の底部には、それと嵌合するＴ型突起31があるので、確実になる。

リング29は、プレスナット24に対し、ばね32によって、付勢されている。 ばね32とプレスナット24の間には、スラストワッシャー33が設けられている。 それは、
可動片28と接続しているリング29と交換可能なリングの形をしている。

可動片28を、プレスナット24の先細孔27にあるスラストワッシャー33に取り付けてもよい。 可動片28の上部は、内側に傾斜している。

側部35の上の基部22に密封装置が設けられている。 それは、上部と下部のベアリングディスク37、38の間に設けたシール36、下部のベアリングディスク38と基部22との間に設けた突環39、及びプレスナット24と相互に作用しうる上部のベアリングディスク37に設けた箱型部40からなっている。

側部35には、ねじ孔があり、分岐管41が螺挿されている。

フランジ23には、ねじ孔42をあけ、鋲（図示せず）
で、フランジ43を、例えばクリスマスツリー（坑井のチュービングヘッドに取り付けるマニホールド）に接続してもよい。 フランジ23と43の間に、シールリング44が設けられる。

坑井掘穿用循環泥水回収装置を作用し、２つの回転ヘッドを有する流体力学的クリーナーを用いて、チュービングを掃除する一例で説明する。

装置は、次のように作用する。

水源において、連結管２の下部は、まだフランジ43に接続されていない掘穿泥水循環器18を通過する。 可動片
28は、連結管２がそこをスライドする時、連結管２の動きを妨害しない。

流体力学的クリーナー３は、連結管２の下部に接続されており、掃除されるべきチュービング１の中に導入され、掘穿泥水循環器18は、フランジ43の上に下げられる。 フランジ23と43は接続されている。 ポンプに通じているアイボルトスイベル20は、連結管２の上端に接続されている。

掘穿泥水の供給を開始し、組立体を、坑井修理装置の滑車装置19で下げる。

アイボルトスイベル20は、例えばロシア特許第150666
7号に記載されている公知の構成のものを用いてもよい。 アイボルトスイベル20が最低部に達すると、掘穿泥水の供給を停止し、次のパイプ２を、坑井修理装置のパイプ組立・分解・保持手段を用いて追加する。

アイボルトスイベル20を、再び接続し、掘穿泥水を供給を再開し、連結管２は、掃除に必要な深さに達するまで、一定速度で坑井内を降下する。

掘穿泥水を、流体力学的クリーナー３の本体８内の軸方向の水管14を介して供給し、ノズル16からジェット噴霧された掘穿泥水を、堆積物４に作用させて洗い出す。

掘穿泥水は、堆積物（スラッジ）４の含有率が高まり、側部35から強制的に分岐管41を介して、スラッジ回収場に行き処理される。

掘穿泥水の上昇流は、カッター７のインヴオリュート面に作用して、カッターを互いに反対方向に回転させる。 カッター７は、チュービング１の壁面の沈着物をそぎ落とす。 流体力学的クリーナー３は、堆積物４と壁面の沈着物が洗い出されるにつれて移動する。 密封装置36
の連結管２に対する圧力は、プレスナット24により調節される。

チュービング１に、原油またはガスが出現し、高圧が発生した場合は、組立器は、可動片28によって、噴出を免れる。 可動片28の上部に内向きの傾斜34があるので、
連結管２を坑井内で移動中、箱と横杆による管の継ぎ目が引っ掛かることなく、スムースに通過できる。

この装置はまた、坑井中で、一定の高圧下で作業可能である。 この場合、坑井修理装置は、連結管２を強制的に下げる装置を備えていなければならない。

所要の掃除の深さに達したら、流体力学的クリーナー３を、暫らくここに留め、掘穿泥水を連結的に噴射して、スラッジを完全に除去する。 それから、掘穿泥水の供給を止め、カバー25のねじを取り、可動片28をリング
29から取り外し、プレスナット24の先細孔27に設けられたスラストワッシャー33に再び取り付ける。

そこで、カバー25をプレスリング29に螺挿する。 そうすると、可動片28は、連結管２の引き上げを妨害しないので、連結管２は、自由にスライドし、スパイダーとして機能できる。

クリーナーを引き上げる途中で、掘穿泥水を連続的に噴射して、壁から沈着物を繰り返し機械的に除去できる。

壁から沈着物を繰り返し機械的に除去するのは、掘穿泥水の供給なしでもできる。 それは、掘穿泥水が循環的に回収され、流体力学的クリーナー３を引き上げる途中で、スラッジの流れで、回転ヘッド５、６が回転する場合である。

流体力学的クリーナー３を引き上げたら、掘穿泥水循環器18を分離する前に、必要なら、引き続き坑井を生産状態に置いて、坑井を絞り出す。

連続式連結管２（ドラムに巻かれた鉄パイプは、供給装置21で搬送される）の特徴は、一般に、掘穿泥水循環器18の可動片28は、必要ないので、予め取り除かれており、可動片28がないことである。 何故なら、供給装置21
は、回収作業のどの段階でも、いかなる状態でも、坑井の中のクリーナーを確実に保持しているからである。

掘穿泥水を、連続式連結管２を介して、連続式連結管２の上端に通じているポンプによって供給する。 更に続けて、坑井中の掘穿泥水の回収を、上述のような過程で実施する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4747452（ＵＳ，Ａ) 米国特許4705107（ＵＳ，Ａ) 米国特許4518041（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁷ ，ＤＢ名) E21B 21/00 E21B 19/10 E21B 37/00