RU2021494C1

RU2021494C1 - Method for perforating horizontal wells and device for its realization

Info

Publication number: RU2021494C1
Authority: RU
Inventors: Забит Мусаибович Аджалов; Борис Александрович Кирш
Original assignee: Забит Мусаибович Аджалов
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: perforating horizontal wells. SUBSTANCE: method includes lowering of perforator into well under gravity through vertical and inclined sections of well. Forced lowering of perforator is effected over horizontal section of well. For this purpose, perforator is provided with rollers for interaction with well walls. Besides, perforator has downhole pulling mechanism with individual downhole drive. Forced lowering of perforator is accomplished due to pulling force of downhole mechanism. During lowering pulling force is directed toward hole bottom. After completion of lowering to required depth, the casing is perforated. Then, perforator is lifted by pulling force of downhole mechanism directed to reverse side. Device for realization of method includes perforator and its suspension, and downhole pulling mechanism made in form of screw which has individual downhole drive. Device has rod with slot along its axis. Rod connects downhole drive with perforator and installed coaxially with perforator from the side opposite to suspension attachment. Device has roller mechanism in form of two strips with rollers at their ends. Strips are hinged to each other and to rod in their middle part and installed in rod recess. Strips are spring-loaded on the side of perforator relative to rod. From the side of downhole drive the strips are hinged to rod with additional strips. Additional and main strips form rhomb. Besides, device has roller stop in form of pushers. They are spring-loaded relative to attachment unit of perforator suspension in radial direction. Downhole drive is made with counterweight installed eccentrically to axis of rotation of the shaft. Rod is connected with perforator through thrust bearing. EFFECT: higher efficiency of method with perforator lowered on electric cable due to higher reliability of round-trip operations on horizontal sections of well and reduced labor input. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к перфорации горизонтальных участков нефтяных скважин. The invention relates to the oil industry, in particular to the perforation of horizontal sections of oil wells.

Для перфорации нефтяных скважин пробуренных вертикально, на забой на электрокабеле спускают перфорированный аппарат, производят прострел колонны труб, после чего аппарат на том же электрокабеле поднимают на дневную поверхность (1). To perforate oil wells drilled vertically, a perforated device is lowered to the bottom on an electric cable, a pipe lumbago is made, after which the device is lifted to the day surface on the same electric cable (1).

Недостатком этого способа для случая перфорации горизонтального участка скважины, является то, что в данном случае не действует собственный вес перфоратора для спуска его на указанном участке. The disadvantage of this method for the case of perforation of a horizontal section of the well, is that in this case the dead weight of the perforator for lowering it in the indicated section does not work.

Наиболее близким аналогом способа является способ, включающий спуск перфоратора в скважину под действием собственного веса на вертикальных и наклонных участках скважины, принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины, прострел отверстий в обсадной колонне и подъем перфоратора (2). The closest analogue to the method is a method that includes the descent of a perforator into a well under the action of its own weight on vertical and inclined sections of the well, forced descent of a perforator in a horizontal portion of the well, lumbago of holes in the casing and the rise of a perforator (2).

Наиболее близким аналогом устройства является устройство для перфорации горизонтальных скважин, включающее перфоратор и его подвеску (2). The closest analogue of the device is a device for perforating horizontal wells, including a perforator and its suspension (2).

Недостатком как способа, так и устройства по прототипу является их низкая эффективность в случае спуска перфоратора на электрокабеле. The disadvantage of both the method and the device of the prototype is their low efficiency in the case of lowering the hammer on an electric cable.

Целью изобретения является повышение эффективности способа при спуске перфораторов на электрокабеле за счет повышения надежности спуска-подъема на горизонтальном участке скважины и снижения трудоемкости способа. The aim of the invention is to increase the efficiency of the method during the descent of perforators on an electric cable by increasing the reliability of descent and ascent on a horizontal section of the well and reduce the complexity of the method.

Поставленная цель достигается тем, что по способу, включающему спуск перфоратора в скважину под действием собственного веса на вертикальных и наклонных участках скважины, принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины, прострел отверстий в обсадной колонне и подъем перфоратора, перед спуском перфоратора его снабжают роликами для взаимодействия со стенками скважины и тяговым забойным механизмом с индивидуальным забойным приводом, при этом принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины осуществляется за счет тягового усилия забойного механизма, направленного к забою скважины, а подъем перфоратора осуществляют при тяговом усилии забойного механизма, направленного в обратную сторону. This goal is achieved by the fact that according to the method, including the launch of the punch into the well under the influence of its own weight on the vertical and inclined sections of the well, forced descent of the punch in the horizontal section of the well, lumbago of holes in the casing and the rise of the punch, before the punch is launched, it is equipped with rollers for interaction with the walls of the well and the traction downhole mechanism with an individual downhole drive, while the forced descent of the perforator in the horizontal section of the well is carried out stvlyaetsya due to the traction mechanism of the face directed to the bottom of the well, and the rise of the gun is carried out at tractive effort downhole mechanism aimed in the opposite direction.

Поставленная цель в части устройства достигается тем, что устройство, включающее перфоратор и его подвеску, оно снабжено тяговым забойным механизмом в виде винта с индивидуальным забойным приводом, штоком с прорезью вдоль его оси, связывающим забойный привод с перфоратором и установленным по оси последнего со стороны, противоположной креплению подвески, и роликовым механизмом в виде двух, с роликами на концах, планок, шарнирно связанных между собой и штоком в средней их части и установленных в прорези последнего, при этом планки со стороны перфоратора подпружинены относительно штока, а планки со стороны забойного привода шарнирно связаны со штоком дополнительными планками, образующими с основными планками соединение в виде ромба. Кроме того, оно снабжено роликовым упором в виде толкателей, подпружиненных в радиальном направлении относительно узла крепления подвески перфоратора, забойный привод выполнен с противогрузом, установленным эксцентрично оси вращения его вала. При этом шток связан с перфоратором через упорный подшипник. The goal in terms of the device is achieved by the fact that the device, including the perforator and its suspension, is equipped with a traction downhole mechanism in the form of a screw with an individual downhole drive, a rod with a slot along its axis, connecting the downhole drive with a perforator and installed along the axis of the latter from the side, opposite to the mounting of the suspension, and the roller mechanism in the form of two, with rollers at the ends, strips pivotally connected to each other and the rod in their middle part and installed in the slot of the latter, with the strips on the sides The perforator is spring-loaded relative to the rod, and the strips on the downhole drive side are pivotally connected to the rod with additional strips, forming a diamond-shaped connection with the main strips. In addition, it is equipped with a roller stop in the form of pushers spring-loaded in a radial direction relative to the attachment point of the punch mount, the downhole drive is made with a counterbalance mounted eccentrically to the axis of rotation of its shaft. In this case, the rod is connected to the perforator through a thrust bearing.

На чертеже показан общий вид устройства. The drawing shows a General view of the device.

Устройство состоит из перфоратора 1, спускаемого в скважину 2 обсаженную колонной труб 3 и зацементированную цементом 4 на многожильном электрокабеле 5. Скважина 2 выполнена буровым раствором. К торцу перфоратора 1 присоединен через подшипник 6, поджатый чашкой 7 и гайкой 8, шток 9. С другой стороны перфоратора 1 смонтированы два подпружиненные пружинами 10 радиальные толкатели 11, оканчивающиеся роликами 12, упирающимися во внутреннюю стенку труб 3. Шток 9 имеет две перекрещивающиеся планки 13 и 14, оканчивающиеся роликами 15 и 16, также упирающимися в стенки труб 3 и лежащими в плоскости оси этих труб 3. Планки 13 и 14 соединены со штоком 13 шарнирной осью 17, входящей в продольный паз 18. Шток 13 соединен с рычагами планок 13 и 14 дополнительными планками 19 и 20 образующими ромб. АБВГ для спуска в трубы 3 разного диаметра. Другие рычаги планок 13 и 14 раздвигаются пружинами 21 и 22. К концу штока 13 прикреплен электропривод 23, на валу которого насажен винт 24. Электродвигатель 23 соединен электрокабелем 25 с основным электрокабелем 5 перфоратора 1, обеспечивая при этом включение выключение и работу электродвигателя 23. С одной стороны электродвигателя 23 эксцентрично оси скважины установлено свинцовое грузило 26. Продуктивный пласт показан выноской 27. The device consists of a perforator 1, lowered into the well 2 cased by a string of pipes 3 and cemented with cement 4 on a multicore electric cable 5. Well 2 is made with drilling fluid. The rod 9 is connected to the end of the punch 1 through a bearing 6, pressed by a cup 7 and a nut 8. On the other side of the punch 1 there are mounted two spring-loaded radial pushers 11 ending in rollers 12 abutting against the inner wall of the pipes 3. The rod 9 has two crossing strips 13 and 14, ending with rollers 15 and 16, also abutting against the walls of the pipes 3 and lying in the plane of the axis of these pipes 3. The straps 13 and 14 are connected to the rod 13 by an articulated axis 17 included in the longitudinal groove 18. The rod 13 is connected to the arms of the straps 13 and 14 additional plan s 19 and 20 form a rhombus. ABVG for descent into pipes 3 of different diameters. Other levers of the strips 13 and 14 are moved apart by springs 21 and 22. An electric actuator 23 is attached to the end of the rod 13, a screw 24 is mounted on its shaft. The electric motor 23 is connected by an electric cable 25 to the main electric cable 5 of the hammer drill 1, while turning on and off the motor 23. on one side of the motor 23 an eccentric axis of the well has a lead sinker 26. The reservoir is shown by callout 27.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Устройство в показанном на чертеже положении вставляют в вертикальную часть скважины (не показано) и спускают его на электрокабеле 5. После того, как устройство вошло в начальную горизонтальную часть скважины 2 и дальше оно своим весом продвинуться не может; включают с дневной поверхности по кабелям 5 и 25 электродвигатель 23, и он начнет вращать винт 24, обеспечивая перемещение устройства по горизонтальному участку скважины 2. Реактивный момент воспринимается грузом 26, вес которого умноженный на плечо отстояния его от оси скважины определяет реактивный момент и не дает закрутиться электрокабелю 5, а также за счет сил трения роликов 12, 15 и 16 о стенку труб 3. После того, как перфоратор 1 дошел до продуктивного пласта 27 в месте необходимого прострела, выключают электродвигатель 23 и производят прострел, посылая сигнал по соответствующим жилам кабеля 5. После чего устройство извлекают из скважины 2 обычным способом, наматыванием электрокабеля 5 на барабан лебедки перфорационной машины (не показано). Или же устройство переводят на новое место в том же горизонтальном участке для нового прострела, в случае больших сопротивлений трения в горизонтальном участке включают электродвигатель 23 в обратную сторону. Технико-экономические преимущества 1. Облегчается тяжелый и трудоемкий труд за счет исключения работ по спуску колонны труб вместе с электрокабелем. The device in the position shown in the drawing is inserted into the vertical part of the well (not shown) and lowered by electric cable 5. After the device has entered the initial horizontal part of the well 2 and it cannot move further with its weight; turn on the day surface via cables 5 and 25, the electric motor 23, and he will begin to rotate the screw 24, ensuring the movement of the device along the horizontal section of the well 2. The reactive moment is perceived by the load 26, the weight of which multiplied by the shoulder distance from the axis of the well determines the reactive moment and does not give twist the electric cable 5, and also due to the friction forces of the rollers 12, 15 and 16 against the wall of the pipes 3. After the punch 1 has reached the productive formation 27 in the place of the required lumbago, turn off the electric motor 23 and make a lumbago, sending a signal to the corresponding cores of cable 5. After that, the device is removed from the well 2 in the usual way by winding the electric cable 5 onto the winch drum of a perforating machine (not shown). Or the device is transferred to a new location in the same horizontal section for a new shot, in the case of high frictional resistance in the horizontal section, the electric motor 23 is turned on in the opposite direction. Technical appraisal and economic benefits 1. The difficult and laborious work is facilitated by eliminating the work of lowering the pipe string along with the electric cable.

Ускоряется процесс, так как не надо производить операции свинчивания развинчивания, крепления, раскрепления колонны труб, на которых обычно спускается перфоратор в скважину, а так же соединять концы электрокабеля, находящегося внутри колонны труб после спуска каждой трубы. Обеспечивается спуск в нефтяные скважины перфоратора с большим механическим сопротивлением спуску колонны труб в горизонтальной части скважины. Путем включения привода винта присоединенного к перфоратору в обратную сторону, облегчают извлечение его из горизонтальной части скважины. The process is accelerated, since it is not necessary to make unscrewing operations, unscrewing, attaching, unfastening the pipe string, on which the perforator is usually lowered into the well, and also connect the ends of the electric cable inside the pipe string after the descent of each pipe. It provides descent into oil wells of a perforator with high mechanical resistance to descent of the pipe string in the horizontal part of the well. By turning on the drive of the screw connected to the perforator in the opposite direction, it is easier to remove it from the horizontal part of the well.

Claims

1. The method of perforation of horizontal wells, including the descent of the perforator into the well under the influence of its own weight on the vertical and inclined sections of the well, forced descent of the perforator in the horizontal portion of the well, lumbago holes in the casing and the rise of the perforator, characterized in that, in order to increase the efficiency of the method when lowering the perforators on an electric cable by increasing the reliability of lowering and raising on a horizontal section of the well and reducing the complexity of the method, before lowering the perforator e about provide rollers for interacting with the walls of the well and the traction downhole mechanism with an individual downhole drive, while the perforator is forced to lower on a horizontal section of the well due to the traction force of the downhole mechanism directed to the bottom of the well, and the perforator is lifted with the traction force of the downhole mechanism directed reversed.

2. A device for perforating horizontal wells, including a perforator and its suspension, characterized in that it is equipped with a traction downhole mechanism in the form of a screw with an individual downhole drive, a rod with a slot along its axis, connecting the downhole drive with a perforator and mounted on the axis of the latter from the side opposite to the mounting of the suspension, and the roller mechanism in the form of two with rollers at the ends of the strips, pivotally connected between themselves and the rod in their middle part and installed in the slot of the latter, while the strips with one ones perforator biased relative to rod and strap from the downhole actuator rod is pivotally connected with additional slats which form the basic slats compound as a rhombus.

3. The device according to claim 2, characterized in that, in order to increase the reliability of the device by preventing the punch cable from twisting, it is equipped with a roller stop in the form of pushers spring-loaded in the radial direction relative to the mount of the punch mount, and the downhole drive is made with a counterweight mounted eccentrically to the axis of rotation of its shaft, while the rod is connected to the perforator through a thrust bearing.