RU109791U1

RU109791U1 - PRODUCTIVE SECONDARY OPENING DEVICE

Info

Publication number: RU109791U1
Application number: RU2011126938/03U
Authority: RU
Inventors: Эльмир Саттарович Кузяев
Original assignee: Эльмир Саттарович Кузяев
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2011-10-27

Abstract

1. Устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта, включающее корпус с размещенным в нем приводом для вращения и подачи бурового приспособления, последнее выполнено в виде шины с гибким рабочим органом, снабженной ведущей звездочкой, буровое приспособление кинематически связано с приводом, корпус снабжен механизмом для фиксации к стенке ствола скважины, отличающееся тем, что буровое приспособление шарнирно закреплено на корпусе, в устройстве дополнительно установлена гидросистема, состоящая из соединенных друг с другом насоса, гидроцилиндра с подпружиненным штоком и клапана предельного давления, при этом насос кинематически связан с приводом, а подпружиненный шток гидроцилиндра соединен с шиной посредством шатуна. ! 2. Устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта по п.1, отличающееся тем, что механизм для фиксации к стенке ствола скважины выполнен в виде, по меньшей мере, одного гидроцилиндра со штоком и возвратной пружиной. 1. A device for the secondary opening of the reservoir, including a housing with a drive placed therein for rotation and supply of the drilling tool, the latter is made in the form of a tire with a flexible working body equipped with a drive sprocket, the drilling tool is kinematically connected to the drive, the housing is equipped with a mechanism for fixing to the wall of the wellbore, characterized in that the drilling device is pivotally mounted on the body, the device is additionally equipped with a hydraulic system consisting of a pump connected to each other a, a cylinder with a spring-loaded rod and a pressure limit valve, while the pump is kinematically connected to the drive, and the spring-loaded rod of the hydraulic cylinder is connected to the tire via a connecting rod. ! 2. The device for the secondary opening of the reservoir according to claim 1, characterized in that the mechanism for fixing to the wall of the wellbore is made in the form of at least one hydraulic cylinder with a rod and a return spring.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, применяемым при вторичном вскрытии продуктивных пластов механической обработкой.The utility model relates to the oil and gas industry, and in particular to devices used in the secondary opening of productive formations by mechanical processing.

Известно режущее устройство для образования выреза вблизи скважины, пересекающей подземный пласт, содержащее рычаг пилы, шарнирно соединенный с корпусом с возможностью поворота между первым положением, в котором рычаг пилы расположен по существу параллельно продольной оси корпуса, и вторым положением, в котором рычаг пилы расположен в направлении от продольной оси корпуса, бесконечную цепь, снабженную режущими элементами и окружающую рычаг пилы, и приводное средство, заставляющее цепь обегать вокруг рычага пилы, приводное средство содержит гидравлический двигатель, подвижно установленный внутри корпуса с возможностью в ответ на прилагаемое к нему гидравлическое давление перемещаться вдоль корпуса вместе с поворачивающим механизмом, заставляя тем самым рычаг пилы поворачиваться во второе положение, и имеется пружинный механизм, заставляющий рычаг пилы поворачиваться обратно в первое положение при отсутствии гидравлического давления на двигатель (патент на изобретение RU №2137912, опубл. 20.09.1999 г.).A cutting device is known for forming a cutout near a well crossing a subterranean formation containing a saw lever pivotally connected to the housing with a possibility of rotation between a first position in which the saw lever is substantially parallel to the longitudinal axis of the housing and a second position in which the saw lever is located in direction from the longitudinal axis of the casing, an endless chain provided with cutting elements and a surrounding saw lever, and drive means forcing the chain to run around the saw lever, drive means it holds a hydraulic motor that is movably mounted inside the housing with the ability to move along with the turning mechanism in response to the hydraulic pressure applied to it, thereby causing the saw lever to rotate to the second position, and there is a spring mechanism forcing the saw lever to rotate back to the first position when the lack of hydraulic pressure on the engine (patent for the invention RU No. 2137912, publ. September 20, 1999).

К недостатку известного устройства следует отнести низкую надежность. Указанный недостаток проявляются в том, что из-за вертикальных перемещений устройства в скважине, вызываемых растяжением насосно-компрессорных труб под действием давления закачиваемой рабочей жидкости, в связи с отсутствием фиксирующего приспособления корпуса к стенке скважины, произойдет разрушение режущего элемента и самой цепи, что приведет к аварии.The disadvantage of this device should include low reliability. This drawback is manifested in the fact that due to the vertical movements of the device in the well, caused by the extension of the tubing under the pressure of the injected working fluid, due to the lack of a fixing device to the wall of the well, the cutting element and the chain itself will be destroyed, which will lead to to the accident.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта механической обработкой, включающее корпус с размещенным в нем узлом бурения, в котором установлен привод для вращения и подачи бурового приспособления, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, при этом, буровое приспособление в устройстве выполнено в виде шины и кинематически связанной с узлом бурения, звездочки на ее конце, соединенном с ползуном, связанным с узлом бурения и установленным в направляющих, прикрепленных к корпусу и расположенных вдоль него, причем вокруг шины расположен гибкий рабочий орган, а в шине выполнен продольный направляющий паз, в котором размещена каретка, установленная на оси, прикрепленной к корпусу (патент на изобретение RU №2322572, опубл. 20.04.2008 г.) - прототип.Closest to the proposed is a device for the secondary opening of the reservoir by machining, including a housing with a drilling unit located in it, in which a drive for rotating and supplying the drilling device is installed, mechanisms for fixing the housing to the wall of the wellbore, and the housing suspension in the form of a wire cable, this, the drilling device in the device is made in the form of a tire and kinematically connected with the drilling unit, an asterisk at its end, connected to the slider connected to the drilling unit and set located in guides attached to the housing and located along it, and around the tire there is a flexible working body, and a longitudinal guide groove is made in the tire, in which a carriage is mounted mounted on an axis attached to the housing (patent for invention RU No. 2322572, publ. 04/20/2008) - a prototype.

Недостатками данного устройства являются то, что в случае отказа электродвигателя в электроприводе, буровое приспособление не сможет вернуться в корпус прибора, т.е прибор заякорится в сформированном канале, что не позволит извлечь прибор из скважины, это приведет к аварии, так как для того, чтобы затянуть буровое приспособление в исходное положение требуется обязательное включение реверса подачи электропривода. Так же из-за специфической геометрии радиуса пропила при подъеме устройства из скважины невозможно осуществить принудительный возврат бурового приспособления в корпус (сложить его). Кроме того, в известном устройстве подача бурового приспособления жесткая и постоянная, осуществляется винтовой парой через электродвигатель, что может привести к поломке бурового приспособления при встрече с твердой породой пласта. Также аварийная ситуация в скважине создается если рабочий орган (цепь) затупится. Попадание твердых частиц, образующихся при разрушении стенок обсадной трубы и горной породы при прорезании канала, на резьбу винтовой пары, может привести к заклиниванию гайки, что так же не позволит вернуть буровое приспособление в исходное положение.The disadvantages of this device are that in the event of a failure of the electric motor in the electric drive, the drilling device will not be able to return to the device body, i.e. the device will anchor in the formed channel, which will not allow removing the device from the well, this will lead to an accident, since in order to tighten the drilling device to its original position, it is necessary to turn on the reverse of the feed of the electric drive. Also, due to the specific geometry of the radius of the cut, when lifting the device from the well, it is impossible to force the drilling device into the body (fold it). In addition, in the known device, the supply of the drilling device is rigid and constant, it is carried out by a screw pair through an electric motor, which can lead to breakage of the drilling device when it encounters hard rock of the formation. Also, an emergency situation in the well is created if the working body (chain) becomes dull. The ingress of solid particles resulting from the destruction of the walls of the casing and rock during the cutting of the channel on the thread of the screw pair can lead to jamming of the nut, which also will not allow to return the drilling device to its original position.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности устройства при одновременном расширении его функциональных возможностей.The technical task of the utility model is to increase the reliability of the device while expanding its functionality.

Техническая задача решается тем, что заявляемое устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта включает корпус с размещенным в нем приводом для вращения и подачи бурового приспособления, последнее выполнено в виде шины с гибким рабочим органом, шина снабжена ведущей звездочкой, буровое приспособление кинематически связано с приводом, корпус снабжен механизмом для фиксации к стенке ствола скважины, при этом, буровое приспособление шарнирно закреплено на корпусе, дополнительно установлена гидросистема, состоящая из соединенных друг с другом насоса, гидроцилиндра с подпружиненным штоком и клапана предельного давления, насос кинематически связан с приводом, а подпружиненный шток гидроцилиндра соединен с шиной посредством шатуна.The technical problem is solved in that the inventive device for the secondary opening of the reservoir includes a housing with a drive placed therein for rotation and feeding of the drilling device, the latter is made in the form of a tire with a flexible working body, the tire is equipped with a drive sprocket, the drilling device is kinematically connected to the drive, the housing equipped with a mechanism for fixing to the wall of the wellbore, while the drilling device is pivotally mounted on the body, an additional hydraulic system is installed, consisting of x one another pump cylinder with the spring rod and the limit pressure valve, the pump is kinematically connected with a drive, and a spring loaded rod of the hydraulic cylinder is connected to the bus via a connecting rod.

Механизм фиксации корпуса к стенке ствола скважины выполнен в виде, по меньшей мере, одного гидроцилиндра со штоком и возвратной пружиной.The mechanism for fixing the housing to the wall of the wellbore is made in the form of at least one hydraulic cylinder with a rod and a return spring.

Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:Comparison of the claimed utility model with the prototype shows that it differs in the following features:

- буровое приспособление шарнирно закреплено на корпусе;- the drilling device is pivotally mounted on the housing;

- в устройстве дополнительно установлена гидросистема, состоящая из соединенных друг с другом насоса, гидроцилиндра со штоком, клапана предельного давления;- the device is additionally equipped with a hydraulic system consisting of a pump connected to each other, a hydraulic cylinder with a stem, a pressure limit valve;

- насос гидросистемы кинематически связан с приводом;- the hydraulic pump is kinematically connected to the drive;

- подпружиненный шток гидроцилиндра соединен с шиной посредством шатуна.- the spring-loaded rod of the hydraulic cylinder is connected to the tire by means of a connecting rod.

Выполнение механизма фиксации в заявляемом устройстве в виде, по меньшей мере, одного гидроцилиндра со штоком и возвратной пружиной, позволяет дополнительно повысить надежность заявляемого устройства.The implementation of the locking mechanism in the inventive device in the form of at least one hydraulic cylinder with a rod and a return spring, can further improve the reliability of the claimed device.

Следует отметить, что в заявляемом техническом решении, усилие на поворот бурового приспособления осуществляется за счет гидроцилиндра. Предварительные расчеты показывают, что заявляемая конструкция позволяет за счет использования гидроцилиндра с шатуном для поворота бурового приспособления увеличить длину шин до 1,0 метра, что значительно увеличивает площадь вскрытия пласта. Заявляемая конструкция исключает возможность поломки бурового приспособления при встрече с твердой породой или при затуплении режущих кромок цепи, т.к. в этом случае цепь будет вращаться, а усилие на поворот бурового приспособления для проходки не превысит критического уровня, что обеспечивается за счет применения гидравлической контролируемой подачи на поворот бурового приспособления с использованием клапана предельного давления. Конструкция обеспечивает возможность беспрепятственного возврата бурового приспособления в исходное транспортное положение даже при поломке двигателя привода, что осуществляется за счет воздействия на шток гидроцилиндра давления столба жидкости находящейся в скважине. Все это исключает заклинивание устройства в скважине, снижает вероятность аварий при работе. Исходя из вышеизложенного можно предположить, что заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна».It should be noted that in the claimed technical solution, the effort to rotate the drilling device is due to the hydraulic cylinder. Preliminary calculations show that the claimed design allows, by using a hydraulic cylinder with a connecting rod to rotate the drilling device, to increase the tire length to 1.0 meters, which significantly increases the opening area of the formation. The inventive design eliminates the possibility of breakage of the drilling device when meeting with hard rock or when blunting the cutting edges of the chain, because in this case, the chain will rotate, and the turning force of the drilling tool for sinking will not exceed a critical level, which is ensured by the use of a hydraulically controlled feed to the rotation of the drilling tool using a pressure limit valve. The design makes it possible to freely return the drilling device to its original transport position even if the drive motor breaks down, which is due to the effect of the pressure of the fluid column in the well on the hydraulic cylinder rod. All this eliminates jamming of the device in the well, reduces the likelihood of accidents during operation. Based on the foregoing, it can be assumed that the claimed utility model meets the criterion of "novelty."

Устройство может быть изготовлено на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».The device can be manufactured on standard equipment using well-known technological processes, therefore it meets the criterion of "industrial applicability".

На Фиг.1 схематично изображено устройство, где вращение ведущей звездочки и работа насоса осуществляется, например, шестеренной передачей от приводного вала.Figure 1 schematically shows a device where the rotation of the drive sprocket and the pump is carried out, for example, by gear transmission from the drive shaft.

Устройство содержит спускаемый на геофизическом кабеле 1 корпус 2, в котором размещен электропривод 3, редуктор 4 с приводным валом 5. Вал 5 кинематически связан с насосом 6 и ведущей звездочкой 7 бурового приспособления 8, шарнирно закрепленного осью 9 на корпусе 2. Буровое приспособление 8 выполнено в виде шины 10. Вокруг шины 10 с ведущей звездочкой 7 находится замкнутый гибкий рабочий орган 11, выполненный в виде алмазированной или армированной твердосплавными пластинами цепи (на Фиг.1 показана условно), в шине 10 на оси 12 установлен шатун 13, соединенный со штоком 14 гидроцилиндра 15 (в случае с двумя гидроцилиндрами, их устанавливают с обеих сторон шины 10). В гидроцилиндре 15 размещена пружина сжатия 16 и выполнено циркуляционное отверстие 17. Так же в корпусе 2 размещен, по меньшей мере, один механизм фиксации 18 корпуса 2 к внутренней стенке эксплуатационной колонны 19. Механизм фиксации 18 выполнен в виде гидроцилиндра 20, штока 21, пружины сжатия 22 и циркуляционного отверстия 23.The device comprises a housing 2, which is run on a geophysical cable 1, in which an electric drive 3 is placed, a gearbox 4 with a drive shaft 5. The shaft 5 is kinematically connected with the pump 6 and the drive sprocket 7 of the drilling device 8, pivotally mounted by an axis 9 on the housing 2. The drilling device 8 is made in the form of a tire 10. Around the tire 10 with a drive sprocket 7 there is a closed flexible working element 11, made in the form of a diamond chain or reinforced with carbide plates (shown in Fig. 1 conventionally), a connecting rod 13 is mounted on the axis 12 in the tire 10, connected with the rod 14 of the hydraulic cylinder 15 (in the case of two hydraulic cylinders, they are installed on both sides of the tire 10). A compression spring 16 is placed in the hydraulic cylinder 15 and a circulation hole 17 is made. Also, at least one fixing mechanism 18 of the housing 2 to the inner wall of the production string 19 is placed in the housing 2. The locking mechanism 18 is made in the form of a hydraulic cylinder 20, a rod 21, a spring compression 22 and circulation holes 23.

Насос 6 соединен гидравлической линией 24 с полостью для маслонаполненного двигателя электропривода 3 и гидравлической линией 25 с полостями гидроцилиндров 15 и 20. Гидроцилиндр 15 снабжен клапаном предельного давления 26, соединенным с полостью электропривода 3.The pump 6 is connected by a hydraulic line 24 with a cavity for an oil-filled motor of the electric drive 3 and a hydraulic line 25 with the cavities of the hydraulic cylinders 15 and 20. The hydraulic cylinder 15 is equipped with a pressure limit valve 26 connected to the cavity of the electric drive 3.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство спускают в скважину к интервалу перфорации на геофизическом кабеле 1. Затем, подают ток к двигателю электропривода 3, вращающий момент от которого, через редуктор 4 с приводным валом 5 передается, кинематически связанной с ним одним, ведущей звездочке 7 и рабочему органу 11 бурового приспособления 8. Одновременно от вала 5 приводится в движение, кинематически связанный с ним, насос 6, который перекачивает рабочую жидкость из полости электропривода 3 по гидравлической линии 24 в полость гидроцилиндра 20 механизма фиксации 18 и в полость гидроцилиндра 15 по гидравлической линии 25. Шток 21 механизма фиксации 18 выдвигается, сжимая пружину 22, фиксируя корпус 1 с внутренней стенкой обсадной колонны 19. Одновременно, давление масла, создаваемое насосом 6 в полости гидроцилиндра 15, достигает заданного. Осевое усилие выдвигает шток 14 гидроцилиндра 15, сжимая пружину 16 и передавая движение шатуну 13 через ось 12. Поскольку шатун 13 в начальном положении отклонен от центрального положения, то он начинает движение, сохраняя уклон и поворачивая шину 10 с гибким рабочим органом 11 бурового приспособления 8 из продольного положение в поперечное относительно ствола скважины. Таким образом, поворот шины 10 осуществляется при помощи кривошипно-шатунного механизма, состоящего из штока 14 и шатуна 13 с углом действия 90°С. При этом рабочий орган 11 бурового приспособления 8 врезается сначала в стенку эксплуатационной колонны 19 и далее в горную породу за ней, формируя канал.The device is lowered into the well to the perforation interval on the geophysical cable 1. Then, current is supplied to the electric motor 3, the torque from which is transmitted through the gearbox 4 with the drive shaft 5, kinematically connected by one, the drive sprocket 7 and the working body 11 of the drilling device 8. At the same time, a pump 6 is driven from the shaft 5, kinematically connected with it, which pumps the working fluid from the cavity of the electric drive 3 through a hydraulic line 24 into the cavity of the hydraulic cylinder 20 of the fixing mechanism 18 and into the cavity idrotsilindra 15 through hydraulic lines 25. Stem 21 extends a fixing mechanism 18, compressing the spring 22, fixing the body 1 and the inner wall of the casing 19. Simultaneously, oil pressure generated by the pump 6 in the cavity 15 of the hydraulic cylinder reaches a predetermined. The axial force extends the rod 14 of the hydraulic cylinder 15, compressing the spring 16 and transmitting movement to the connecting rod 13 through the axis 12. Since the connecting rod 13 is deviated from the central position in the initial position, it starts to move, keeping the slope and turning the tire 10 with the flexible working body 11 of the drilling device 8 from the longitudinal position to the transverse relative to the wellbore. Thus, the rotation of the tire 10 is carried out using a crank mechanism, consisting of a rod 14 and a connecting rod 13 with an angle of 90 ° C. In this case, the working body 11 of the drilling device 8 cuts first into the wall of the production string 19 and then into the rock behind it, forming a channel.

Возвращение в исходное положение бурового приспособления 8 и раскрепление механизма фиксации 18 от стенки колонны 19, происходит следующим образом.The return to the initial position of the drilling device 8 and the release of the locking mechanism 18 from the wall of the column 19, is as follows.

После получения информации от индикатора перемещения (не показан), что буровое приспособление 8 повернулось на необходимый градус, включают реверс на двигателе электропривода 3. При этом насос 6 перекачивает масло из полостей гидроцилиндров 15 и 20 обратно в камеру электропривода. Подпружиненные штоки 14 и 21 перемещаются в исходное положение, при этом шина 10 бурового приспособления 8 возвращается в корпус 2, а механизм фиксации 18 раскрепляется. Так же для возврата бурового приспособления 8 в исходное положение достаточно приподнять устройство на геофизическом кабеле 1 вверх.After receiving information from the displacement indicator (not shown) that the drilling device 8 has rotated to the required degree, turn on the reverse on the electric drive motor 3. In this case, the pump 6 pumps oil from the cavities of the hydraulic cylinders 15 and 20 back to the electric drive chamber. The spring-loaded rods 14 and 21 are moved to their original position, while the tire 10 of the drilling device 8 is returned to the housing 2, and the locking mechanism 18 is unfastened. Also, to return the drilling device 8 to its original position, it is enough to lift the device on the geophysical cable 1 up.

После окончания работы, устройство перемещают на следующий интервал перфорации. Цикл повторяют.After finishing work, the device is moved to the next perforation interval. The cycle is repeated.

Заявляемая полезная модель позволяет повысить надежность устройства для вторичного вскрытия пласта, за счет применения регулируемой, гидравлической подачи на поворот шины, с использованием клапана предельного давления, обеспечение возможности безопасного извлечения устройства из скважины, увеличение площади вскрытия продуктивного пласта.The inventive utility model allows to increase the reliability of the device for the secondary opening of the reservoir, through the use of an adjustable, hydraulic feed to the rotation of the tire, using the pressure limit valve, providing the possibility of safe extraction of the device from the well, increasing the opening area of the reservoir.

Claims

1. A device for the secondary opening of the reservoir, including a housing with a drive placed therein for rotation and supply of the drilling tool, the latter is made in the form of a tire with a flexible working body equipped with a drive sprocket, the drilling tool is kinematically connected to the drive, the housing is equipped with a mechanism for fixing to the wall of the wellbore, characterized in that the drilling device is pivotally mounted on the body, the device is additionally equipped with a hydraulic system consisting of a pump connected to each other a, a cylinder with a spring-loaded rod and a pressure limit valve, while the pump is kinematically connected to the drive, and the spring-loaded rod of the hydraulic cylinder is connected to the tire via a connecting rod.

2. The device for the secondary opening of the reservoir according to claim 1, characterized in that the mechanism for fixing to the wall of the wellbore is made in the form of at least one hydraulic cylinder with a rod and a return spring.