RU154123U1

RU154123U1 - WEDGE HYDROMECHANICAL PERFORATOR

Info

Publication number: RU154123U1
Application number: RU2014151488/03U
Authority: RU
Inventors: Фарит Гарифович Абдуллин; Эльдар Хамитович Абдуллин; Хамит Гарипович Абдуллин
Original assignee: Фарит Гарифович Абдуллин; Эльдар Хамитович Абдуллин; Хамит Гарипович Абдуллин
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Перфоратор гидромеханический клиновой, содержащий корпус, в котором сделаны два отверстия, одно из которых сообщает подпоршневую полость перфоратора с нагнетательной линией полости насосно-компрессорных труб, а другое - с полостью хвостовика, поршень и пробойник с промывочным каналом, который жестко связан с поршнем, отличающийся тем, что в корпус встроен запорный элемент, обеспечивающий возможность опрессовки колонны насосно-компрессорных труб при перфорации обсадной колонны, при этом опрессовочный шар спускается в скважину совместно с перфоратором.A hydromechanical wedge perforator, comprising a housing in which two holes are made, one of which communicates a sub-piston cavity of the perforator with the discharge line of the tubing cavity, and the other with the shank cavity, a piston and a punch with a flushing channel that is rigidly connected to the piston, characterized the fact that a shut-off element is integrated in the housing, which makes it possible to crimp the tubing string during casing perforation, while the crimping ball is lowered into the well together about with a punch.

Description

Полезная модель относится к области нефтяной промышленности и может быть использована для формирования отверстий в эксплуатационной колонне нефтедобывающей скважины.The utility model relates to the field of the oil industry and can be used to form holes in the production casing of an oil well.

Известно устройство для перфорации скважин (пат. RU №2043486, E21B 43/114, опубл. 10.09.1995, бюл. №25), включает корпус, поршень и пробойник, который жестко связан с поршнем и имеет промывочный канал, при этом поршень выполнен с сечением в форме прямоугольника с закругленными краями, а пробойник выполнен с проточкой по боковой поверхности, что обеспечивает возможность сообщения заколонного пространства скважины с его колонным пространством в рабочем положении устройства, а промывочный канал пробойника выполнен по его оси.A device for perforating wells (US Pat. RU No. 2043486, E21B 43/114, publ. 09/10/1995, bull. No. 25), includes a housing, a piston and a punch, which is rigidly connected to the piston and has a flushing channel, while the piston is made with a section in the form of a rectangle with rounded edges, and the punch is made with a groove on the side surface, which makes it possible to communicate the annular space of the well with its column space in the working position of the device, and the flushing channel of the punch is made along its axis.

Недостатком аналога, является то, что данная конструкция не позволяет без проблем поднимать перфоратор из скважины и перемещать перфоратор для формирования следующего отверстия. При остановке закачки жидкости для намыва каверны, жидкость из внутренней полости насосно-компрессорных труб перетекает в затрубное пространство через отверстие промывочного канала пробойника, которое имеет малый диаметр, и жидкость медленно перетекает в затрубное пространство. При подъеме оборудования из скважины и для перемещения перфоратора на вышестоящий интервал перфорации возникают инерционные составляющие сил действующих на жидкость в насосно-компрессорных трубах. Жидкость из промывочного канала пробойника не успевает вытечь в виду большого гидравлического сопротивления, и поршень выходит из корпуса перфоратора и пробойник врезается в эксплуатационную колонну. Дальнейшее перемещение перфоратора вверх происходит при соприкосновении пробойника с эксплуатационной колонной. Усилие прикосновения пробойника с эксплуатационной колонной большое, в виду большой площади поршня и исчисляется сотнями килограммов. Данное истирание замечается на ГИВах (гидравлические измерители веса).The disadvantage of the analogue is that this design does not allow you to easily lift the punch from the well and move the punch to form the next hole. When stopping the injection of fluid for washing the cavity, the fluid from the inner cavity of the tubing flows into the annulus through the hole of the washing channel of the punch, which has a small diameter, and the fluid slowly flows into the annulus. When lifting equipment from the well and moving the punch to a higher perforation interval, inertial components of the forces acting on the liquid in the tubing arise. The liquid from the washing channel of the punch does not have time to leak due to the large hydraulic resistance, and the piston leaves the punch body and the punch cuts into the production casing. Further movement of the punch up occurs when the punch contacts the production casing. The contact force of the punch with the production casing is large, in view of the large area of the piston and amounts to hundreds of kilograms. This abrasion is seen on GIVs (hydraulic weight meters).

Известно устройство для щелевой перфорации обсадной колонны (пат. RU №2180038, E21B 43/114, опубл. 27.02.2002, бюл. №6), которое включает режущий узел в виде выдвижного накатного ролика, гидромониторного канала и гидравлического канала над режущим узлом, в нижней части устройства вдоль его оси расположен промывочный канал для очистки ствола скважины от шлама, при этом он гидравлически связан в транспортном положении устройства с гидравлическим каналом, а вдоль всего режущего узла с противоположной стороны от накатного ролика расположена скользящая опора в виде лыжи, которая жестко соединена с корпусом устройства, так же имеется дифференциальный обратный клапан с запорным элементом для сбрасывания этого элемента с поверхности и включения обратного клапана с перекрытием гидравлического каналаA device for slotted perforation of a casing string (US Pat. RU No. 2180038, E21B 43/114, publ. 02/27/2002, bull. No. 6), which includes a cutting unit in the form of a retractable rolling roller, a hydraulic monitor channel and a hydraulic channel above the cutting unit, in the lower part of the device along its axis there is a flushing channel for cleaning the borehole from sludge, while it is hydraulically connected in the transport position of the device with a hydraulic channel, and along the entire cutting unit on the opposite side of the rolling roller there is a sliding support and a ski, which is rigidly connected to the body of the device, as there is a differential check valve with a closure element for dropping the element from the surface and incorporating a check valve with a hydraulic channel overlap

Недостатком аналога, является сложность технологического процесса перфорации, а именно, при перфорации вышеуказанными перфораторами требуется многократная накатка режущего инструмента по обсадной колонне с одновременной подачей давления в насосно-компрессорные трубы.A disadvantage of the analogue is the complexity of the perforation process, namely, when perforating with the above perforators, multiple knurling of the cutting tool along the casing is required while supplying pressure to the tubing.

Наиболее близким аналогом является (пат. RU №142089, E21B 43/114, опубл. 20.06.2014, бюл. №17), включает корпус, поршень и пробойник с промывочным каналом, который жестко связанный с поршнем, в корпусе сделаны два отверстия, одно из которой сообщает подпоршневую полость перфоратора с нагнетательной линией полости насосно-компрессорных труб, а другое - с полостью хвостовика, при этом эксцентриситет равен сумме радиусов отверстий.The closest analogue is (US Pat. RU No. 142089, E21B 43/114, publ. 06/20/2014, bull. No. 17), includes a housing, a piston and a punch with a flushing channel, which is rigidly connected to the piston, two holes are made in the housing, one of which communicates the piston cavity of the perforator with the discharge line of the cavity of the tubing, and the other with the cavity of the shank, while the eccentricity is equal to the sum of the radii of the holes.

Общими недостатками, приведенных аналогов является отсутствие возможности опрессовки колонны насосно-компрессорных труб, при формирования отверстий в эксплуатационной колонне нефтедобывающей скважины.Common disadvantages of the above analogues are the lack of the ability to crimp the tubing string when forming holes in the production string of the oil well.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение функциональных свойств гидромеханического клинового скважинного перфоратора, которые позволят производить опрессовку колонны насосно-компрессорных колонны труб, при формирования отверстий в эксплуатационной колонне.The technical task of the proposed utility model is to increase the functional properties of a hydromechanical wedge-hole perforator, which will allow crimping the tubing string when forming holes in the production string.

Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является возможность опрессовки колонны насосно-компрессорных труб, при формирования отверстий в эксплуатационной колонне.The technical result achieved by using the utility model is the possibility of crimping the tubing string when forming holes in the production string.

Указанная техническая задача решается за счет конструкции перфоратора гидромеханического клинового. В перфораторе гидромеханическом клиновом, содержащим корпус, в котором сделаны два отверстия, одно из которых сообщает под поршневую полость перфоратора с нагнетательной линией полости насосно-компрессорных труб, а другое с полостью хвостовика, поршень и пробойник с промывочным каналом, который жестко связанный с поршнем. Новым является то, что в корпусе встроен запорный элемент, расположенный над отверстием, которое сообщает под поршневую полость перфоратора с нагнетательной линией полости насосно-компрессорных труб, обеспечивающий возможность опрессовки колонны насосно-компрессорных труб, при формирования отверстий обсадной колонны, при этом опрессовочный шар спускается в скважину совместно с перфоратором.The specified technical problem is solved by the design of a hydromechanical wedge puncher. In a hydromechanical wedge puncher containing a housing in which two holes are made, one of which communicates under the piston cavity of the punch with the discharge line of the tubing cavity, and the other with the shank cavity, the piston and the punch with a flushing channel that is rigidly connected to the piston. What is new is that a locking element is located in the housing located above the hole, which communicates under the piston cavity of the perforator with the discharge line of the tubing cavity, which allows crimping the tubing string when forming the holes of the casing, and the crimping ball is lowered into the well together with a perforator.

На фиг. 1 изображен разрез перфоратора гидромеханического клинового.In FIG. 1 shows a section of a hydromechanical wedge punch.

Перфоратор гидромеханический клиновой содержит корпус 1 (фиг. 1), поршень 2, пробойник 3 с промывочным каналом 4, который жестко связанный с поршнем 2, в корпусе 1 сделаны два отверстия 5 и 6, и встроенный запорный элемент 7, который может представлять собой трубку и опрессовочный шар 8, который спускается в скважину совместно с перфоратором.A hydromechanical wedge perforator comprises a housing 1 (Fig. 1), a piston 2, a punch 3 with a flushing channel 4, which is rigidly connected to the piston 2, two holes 5 and 6 are made in the housing 1, and an integrated locking element 7, which can be a tube and a crimping ball 8, which descends into the well together with a perforator.

Перфоратор гидромеханический клиновой работает следующим образом. Для формирования отверстий обсадной колонны перфоратор гидромеханический клиновой спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах (на фиг. не показано) и пробойник устанавливается на нужную глубину. Перед началом формирования отверстий производят опрессовку всей колонны насосно-компрессорных труб. Для этого создают давление в нагнетательной полости линии насосно-компрессорных труб, жидкость давит на опрессовочный шар 8, который перекрывает отверстие 5, тем самым обеспечивая возможность определения наличия утечек в колоне насосно-компрессорных труб. После завершения опрессовки стравливают давление в нагнетательной линии насосно-компрессорных труб и создают давление в заколонном пространстве. Жидкость через полость хвостовика 9 и отверстие 6 расположенное в нижней части корпуса попадает в подпоршневую полость перфоратора 10, а затем через отверстие 5, которое сообщает, подпоршневую полость перфоратора с нагнетательной линией происходит вымывание опрессовочного шара 9 в нагнетательную линию полости насосно-компрессорных труб 11.Hammer hydromechanical wedge works as follows. To form the holes of the casing string, the hydromechanical wedge puncher is lowered into the well at the tubing (not shown in Fig.) And the punch is set to the desired depth. Before starting the formation of holes, the entire column of tubing is pressure tested. To do this, create pressure in the injection cavity of the tubing line, the liquid presses on the pressure ball 8, which closes the hole 5, thereby making it possible to determine the presence of leaks in the tubing string. After crimping is completed, the pressure in the discharge line of the tubing is released and pressure is created in the annulus. The fluid through the cavity of the shank 9 and the hole 6 located in the lower part of the body enters the sub-piston cavity of the perforator 10, and then through the hole 5, which informs the sub-piston cavity of the perforator with the injection line, the pressure ball 9 is washed out into the discharge line of the cavity of the tubing 11.

После завершения процесса опрессовки колонны насосно-компрессорных труб, начинают процесс формирования отверстия в эксплуатационной колонне, создают давление в нагнетательной линии насосно-компрессорных труб, жидкость перемещает поршень 2 и пробойник 3 перпендикулярно оси скважин, до соприкосновения поршня 2 с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны (на фиг. не показано). При соприкосновении поршня 2 с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны пробойник 3 пробивает эксплуатационную колонну, а через отверстие 4 происходит намыв каверны пласта. После завершения пробивки отверстия, перфоратор вместе с насосно-компрессорными трубами поднимают. Для этого, стравливают давление в насосно-компрессорных трубах, начинают подъем оборудования из скважины. Клинообразная форма пробойника 3 перемещает поршень 2 внутрь корпуса 1 и поршень 2 закрывает отверстие 5 расположенное в верхней части корпуса 1и жидкость из насосно-компрессорных труб не может вытекать на забой скважины, а отверстие 6 расположенное в нижней части корпуса 1 открыто за счет эксцентриситета, жидкость вытекает на забой скважины, при этом под поршнем 2 образуется разряжение. Создаваемое разряжение втягивает поршень2 внутрь корпуса 1 за счет гидростатического давления в скважине, и перфоратор гидромеханический клиновой свободно поднимается из скважиныAfter the process of crimping the tubing string is completed, the hole formation process in the production string is started, pressure is created in the discharge line of the tubing, the fluid moves the piston 2 and the punch 3 perpendicular to the axis of the wells, until the piston 2 contacts the inner surface of the production string (on Fig. not shown). When the piston 2 is in contact with the inner surface of the production string, the punch 3 pierces the production string, and through the hole 4, the formation cavity is washed up. After completion of the hole punching, the perforator together with the tubing is lifted. To do this, release the pressure in the tubing, start lifting the equipment from the well. The wedge-shaped form of the punch 3 moves the piston 2 inside the housing 1 and the piston 2 closes the hole 5 located in the upper part of the housing 1 and the liquid from the tubing cannot flow out to the bottom of the well, and the hole 6 located in the lower part of the housing 1 is open due to eccentricity, the liquid flows to the bottom of the well, while under the piston 2 a vacuum is formed. The created vacuum draws the piston2 into the housing 1 due to hydrostatic pressure in the well, and the wedge hydromechanical wedge freely rises from the well

Таким образом, предлагаемая конструкция перфоратора гидромеханического клинового обеспечивает повышение функциональных свойств перфоратора, за счет встроенного запорного элемента обеспечивающего возможность опрессовки колонны насосно-компрессорных труб, при формирования отверстий обсадной колонны, при этом опрессовочный шар спускается в скважину совместно с перфоратором.Thus, the proposed design of a hydromechanical wedge puncher provides an increase in the functional properties of the punch, due to the built-in shut-off element providing the ability to crimp the tubing string when forming casing holes, and the crimping ball is lowered into the well together with the punch.

Claims

A hydromechanical wedge perforator, comprising a housing in which two holes are made, one of which communicates a sub-piston cavity of the perforator with the discharge line of the tubing cavity, and the other with the shank cavity, a piston and a punch with a flushing channel that is rigidly connected to the piston, characterized the fact that a shut-off element is integrated in the casing, which makes it possible to crimp the tubing string during perforation of the casing string, while the crimping ball is lowered into the well together about with a punch.