RU104622U1

RU104622U1 - HYDROMECHANICAL BORE HOLE SLOT PUNCH

Info

Publication number: RU104622U1
Application number: RU2011100229/03U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Иващенко; Дмитрий Викторович Зинин; Сергей Николаевич Салухов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение"
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2011-05-20

Abstract

1. Гидромеханический скважинный щелевой перфоратор, включающий составной корпус, переводник с циркуляционным клапаном, режущий узел с накатным роликом и скользящей опорой в виде лыжи, расположенной с противоположной стороны от накатного ролика, полый шток, расположенный в двух герметично разделенных друг от друга гидроцилиндрах, и жестко связанный с подпружиненным поршнем и поршнем-толкателем с гидромониторной насадкой, отличающийся тем, что механизм возврата накатного ролика в транспортное положение включает нижний цилиндр с подпружиненным поршнем и стержнем, который вверху шарнирно соединен с рычагом, перемещающим накатной ролик, а внизу установлен с возможностью поворота в гнезде подпружиненного поршня. ! 2. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что осевое перемещение поршня-толкателя ограничивается распорной втулкой, а максимальное выдвижение накатного ролика по направляющим с углом наклона 45° к оси устройства определяется по формуле ! K=L·Sin45°. 1. A hydromechanical downhole slotted rotary hammer, comprising a composite housing, a sub with a circulation valve, a cutting unit with a knurled roller and a sliding support in the form of a ski located on the opposite side of the knurled roller, a hollow rod located in two hydraulic cylinders hermetically separated from each other, and rigidly connected with a spring-loaded piston and a pusher piston with a hydraulic nozzle, characterized in that the mechanism for returning the rolling roller to the transport position includes a lower cylinder with a spring an internal piston and a rod, which is pivotally connected at the top to a lever that moves the rolling roller, and is installed at the bottom with the possibility of rotation in the socket of a spring-loaded piston. ! 2. The hammer drill according to claim 1, characterized in that the axial movement of the piston-pusher is limited by the spacer sleeve, and the maximum extension of the rolling roller along the guides with an angle of inclination of 45 ° to the axis of the device is determined by the formula! K = L · Sin45 °.

Description

Полезная модель относится к области бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, а именно, к устройствам для создания перфорационных щелей в обсадных колоннах.The utility model relates to the field of drilling and exploitation of oil and gas wells, namely, to devices for creating perforations in casing strings.

Известно устройство для щелевой перфорации обсадной колонны (RU 2180038, 22.05.2002), содержащее корпус, выдвижной режущий инструмент в виде накатного ролика, механизм подачи режущего инструмента, выполненного в виде двух гидроцилиндров, в верхнем гидроцилиндре размещен подпружиненный поршень, а в нижнем - поршень-толкателль с гидромониторной насадкой, удерживаемый в гидроцилиндре пружиной растяжения.A device is known for slotted perforation of a casing string (RU 2180038, 05.22.2002), comprising a housing, a retractable cutting tool in the form of a knurling roller, a feed mechanism for a cutting tool made in the form of two hydraulic cylinders, a spring-loaded piston is placed in the upper hydraulic cylinder and a piston in the lower -tolcatelle with a hydraulic nozzle, held in the hydraulic cylinder by a tension spring.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, в частности наличие пружины растяжения, что снижает надежность при монтаже и эксплуатации.The disadvantage of this device is the design complexity, in particular the presence of a tension spring, which reduces reliability during installation and operation.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является перфоратор гидромеханический щелевой (RU 78519, Е21, 05.08.2008), состоящий из корпуса, расположенного в нем силового механизма с поршнем-толкателем, выдвижного режущего инструмента в виде накатного диска и механизма возврата маятника с накатным диском в транспортное положение.The closest analogue to the claimed utility model is a slotted hydromechanical puncher (RU 78519, E21, 08/05/2008), consisting of a housing, a power mechanism located therein with a piston-pusher, a retractable cutting tool in the form of a knob, and a pendulum return mechanism with a knob to transport position.

Недостатком этого устройства является возможность заклинивания эксцентричного маятника с подпружиненным поршнем в крайнем рабочем положении накатного диска, что может привести к разрушению перфоратора.The disadvantage of this device is the possibility of jamming of an eccentric pendulum with a spring-loaded piston in the extreme working position of the rolling disc, which can lead to the destruction of the perforator.

Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства и повышении надежности его работы.The technical result consists in simplifying the design of the device and increasing the reliability of its operation.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом гидромеханическом скважинном щелевом перфораторе, включающем: составной корпус; переводник с циркуляционным клапаном; режущий узел с накатным роликом и скользящей опорой в виде лыжи, расположенной с противоположной стороны от накатного ролика; полый шток, расположенный в двух герметично разделенных относительно друг друга гидроцилиндрах и жестко связанный с подпружиненным поршнем и поршнем-толкателем с гидромониторной насадкой; механизм возврата накатного ролика в транспортное положение состоит из нижнего цилиндра с подпружиненным поршнем и стерженя, который вверху шарнирно соединен с рычагом, перемещающим накатной ролик, а внизу установлен с возможностью поворота в гнезде подпружиненного поршня, причем усилие, передаваемое стержнем на поршень, всегда приложено к центру поршня при любом положении стержня, а это, в свою очередь, предотвращает заклинивание поршня в цилиндре. Кроме того, осевое перемещение поршня-толкателя L ограничивается распорной втулкой, установленной в верхнем гидроцилиндре, и зависит от максимального допустимого сжатия пружины, а это предотвращает поломку или деформацию, т.е. уменьшение первоначальной длины пружины. Максимальное выдвижение накатного ролика по направляющим с углом наклона 45° к оси устройства определяется формулой:The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed hydromechanical borehole slotted punch, including: a composite body; sub with circulation valve; a cutting unit with a knurled roller and a sliding support in the form of a ski located on the opposite side of the knurled roller; a hollow rod located in two hydraulic cylinders hermetically separated relative to each other and rigidly connected with a spring-loaded piston and a piston-pusher with a hydraulic nozzle; the mechanism for returning the knurled roller to the transport position consists of a lower cylinder with a spring-loaded piston and a rod, which is pivotally connected at the top to the lever that moves the knurled roller, and is installed below with the possibility of rotation in the socket of the spring-loaded piston, and the force transmitted by the rod to the piston is always applied to the center of the piston at any position of the rod, and this, in turn, prevents the piston from sticking in the cylinder. In addition, the axial movement of the piston-pusher L is limited by the spacer sleeve installed in the upper hydraulic cylinder, and depends on the maximum allowable compression of the spring, which prevents breakage or deformation, i.e. reduction of the initial spring length. The maximum extension of the rolling roller along the guides with an angle of inclination of 45 ° to the axis of the device is determined by the formula:

К=L*Sin45°K = L * Sin45 °

На фиг.1 представлен предлагаемый гидромеханический щелевой перфоратор в транспортном положении. Перфоратор содержит составной корпус, состоящий из гидроцилиндра 1 и гидроцилиндра 2, соединенных ниппелем 3, корпус 4 со скользящей опорой 5, в виде лыжи, накатной ролик 6, установленный на оси 7 в направляющих 8. Корпус 4 соединен с нижним цилиндром 9, в котором установлен поршень 10, пружин 11 и гайка 12.Figure 1 presents the proposed hydromechanical slotted punch in the transport position. The hammer drill comprises a composite housing consisting of a hydraulic cylinder 1 and a hydraulic cylinder 2 connected by a nipple 3, a housing 4 with a sliding support 5, in the form of a ski, a knurled roller 6 mounted on an axis 7 in the guides 8. The housing 4 is connected to a lower cylinder 9, in which installed piston 10, springs 11 and nut 12.

В цилиндрах 1 и 2 расположен шток 13, который вверху жестко связан с поршнем 14, подпружиненный пружиной 11. На шток 13 надета распорная втулка 15, ограничивающая перемещение поршня 14. Шток 13 внизу соединен с поршнем-толкателем 16. Поршень-толкатель 16 с гидромониторной насадкой 17, при помощи рычага 18, шарнирно соединен с осью 7 накатного ролика 6. Рычаг 18 шарнирно соединен со стержнем 19, который упирается в гнездо поршня 10. К цилиндру 1 присоединен корпус 20 циркуляционного клапана, в котором установлена втулка 21, зафиксированная срезными штифтами 22. Устройство присоединено к колонне НКТ 23.In the cylinders 1 and 2 there is a rod 13, which is rigidly connected at the top to the piston 14, spring-loaded with a spring 11. A spacer sleeve 15 is attached to the rod 13, restricting the movement of the piston 14. The rod 13 is connected to the pusher 16. The piston-pusher 16 has a hydraulic piston the nozzle 17, with the help of the lever 18, is pivotally connected to the axis 7 of the rolling roller 6. The lever 18 is pivotally connected to a rod 19, which abuts against the piston seat 10. A circulation valve body 20 is attached to the cylinder 1, in which the sleeve 21 is fixed, fixed by shear pins 22. Us roystvo attached to the tubing 23.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На колонне НКТ устройство спускается к месту перфорации. Затем осуществляют промывку ствола скважины через промывочный канал 24, расположенный в поршне-толкателе 16. Потом в колонну НКТ сбрасывают малый шар (в комплекте два шара), который перекрывает промывочный канал 24, вследствие чего создается циркуляция жидкости через гидромониторную насадку 17. В результате перепада давления возникает усилие на поршень 14 и поршень-толкатель 16, перемещая их вниз вдоль оси устройства. Поршень-толкатель 16, воздействуя через рычаг 18, перемещает накатной ролик 6 с осью 7 по направляющим 8 до упора в обсадную колонну и передает на нее усилие поршней. В это время скользящая опора 5 упирается в противоположную от накатного ролика сторону обсадной колонны. Прорезание щели в обсадной колонне производится накатным роликом 6 за счет многократных возвратно-поступательных движений устройства, а затем вдоль щели гидромониторной струей размывают цементное кольцо и горную породу. После намыва каверны в горной породе давление в НКТ сбрасывают до атмосферного. Под действием сжатых пружин 11 поршни 14 и 10 перемещаются вверх и смещают накатной ролик 6 на оси 7 по направляющим 8 в транспортное положение.On the tubing string, the device descends to the perforation site. Then, the wellbore is flushed through a flushing channel 24 located in the plunger 16. Then, a small ball (two balls included) is dropped into the tubing string, which blocks the flushing channel 24, which creates a fluid circulation through the hydraulic nozzle 17. As a result of the difference pressure there is a force on the piston 14 and the piston-pusher 16, moving them down along the axis of the device. The piston-pusher 16, acting through the lever 18, moves the knurling roller 6 with the axis 7 along the guides 8 all the way into the casing and transfers the force of the pistons to it. At this time, the sliding support 5 abuts against the side of the casing opposite from the knurling roller. Slit cutting in the casing is performed by knurling roller 6 due to multiple reciprocating movements of the device, and then along the slit with a jet stream, the cement ring and rock are washed out. After washing the cavity in the rock, the pressure in the tubing is released to atmospheric pressure. Under the action of the compressed springs 11, the pistons 14 and 10 are moved up and displace the rolling roller 6 on the axis 7 along the guides 8 in the transport position.

Затем в колонну НКТ сбрасывают большой шар, который садится в седло втулки 21 циркуляционного клапана. Подняв давление в НКТ, производят срез штифтов 22 и втулка 21 перемещается вниз, открывая сообщение полости НКТ с затрубным пространством скважины. После сброса давления осуществляют подъем устройства из скважины.Then a large ball is dropped into the tubing string, which sits in the saddle of the sleeve 21 of the circulation valve. Raising the pressure in the tubing, cut the pins 22 and the sleeve 21 moves downward, opening the message of the tubing cavity with the annulus of the well. After depressurization, the device is lifted from the well.

Claims

1. A hydromechanical downhole slotted rotary hammer, comprising a composite housing, a sub with a circulation valve, a cutting unit with a knurled roller and a sliding support in the form of a ski located on the opposite side of the knurled roller, a hollow rod located in two hydraulic cylinders hermetically separated from each other, and rigidly connected with a spring-loaded piston and a pusher piston with a hydraulic nozzle, characterized in that the mechanism for returning the rolling roller to the transport position includes a lower cylinder with a spring an internal piston and a rod, which is pivotally connected at the top to a lever that moves the rolling roller, and is installed at the bottom with the possibility of rotation in the socket of a spring-loaded piston.

2. The hammer drill according to claim 1, characterized in that the axial movement of the piston-pusher is limited by the spacer sleeve, and the maximum extension of the rolling roller along the guides with an angle of inclination of 45 ° to the axis of the device is determined by the formula

K = L · Sin45 °.