RU2038466C1 - Hydroperforator - Google Patents
Hydroperforator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2038466C1 RU2038466C1 RU93010254A RU93010254A RU2038466C1 RU 2038466 C1 RU2038466 C1 RU 2038466C1 RU 93010254 A RU93010254 A RU 93010254A RU 93010254 A RU93010254 A RU 93010254A RU 2038466 C1 RU2038466 C1 RU 2038466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- piston
- nozzles
- inserts
- axial channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к строительству, освоению, эксплуатации и ремонту скважин, а именно к устройствам для создания каналов в обсадной колонне и горной породе. The invention relates to the mining industry, in particular to the construction, development, operation and repair of wells, and in particular to devices for creating channels in the casing and rock.
Известен гидроперфоратор, включающий полый корпус с боковыми отверстиями, конусообразные насадки с винтовыми канавками, формирующими вращательно-поступательное движение струи жидкости, и генератор гидравлических импульсов давления. A hydroperforator is known, including a hollow body with side openings, cone-shaped nozzles with screw grooves forming a rotational-translational movement of a liquid stream, and a hydraulic pressure pulse generator.
Недостатком известного гидроперфоратора является то, что в насадках с винтовыми канавками на их внутренней поверхности осевого канала теряется скорость потока и уменьшается дальнобойность струй. Кроме того, возникают сложности изготовления винтовых канавок. Генератор гидравлических импульсов давления, позволяющий компенсировать снижение дальнобойности завихряющих насадок, имеет также громоздкую и сложную конструкцию. Но и в результате пульсаций давления и реактивных сил истечения жидкости из насадок низ гидроперфоратора подвержен интенсивной поперечной и продольной вибрации. Поэтому усиливается абразивный износ корпуса отраженными струями при близком расположении среза насадок к обсадной колонне и уменьшается разрушающее действие струй при удалении от разрушаемой поверхности из-за поперечных биений. В результате комплекса продольных и поперечных вибраций будет образовываться канал эллипсообразного сечения большой площади, а создание перфорационного канала необходимой длины с таким сечением повлечет увеличение продолжительности операции по гидравлической резке. A disadvantage of the known hydroperforator is that in nozzles with helical grooves on their inner surface of the axial channel, the flow velocity is lost and the range of the jets is reduced. In addition, there are difficulties in manufacturing helical grooves. The hydraulic pressure pulse generator, which makes it possible to compensate for the decrease in the range of the swirl nozzles, also has a bulky and complex design. But also as a result of pressure pulsations and reactive forces of fluid flow from the nozzles, the bottom of the hydroperforator is subject to intense transverse and longitudinal vibrations. Therefore, the abrasive wear of the body increases with reflected jets at a close proximity of the nozzle cut to the casing and the destructive effect of the jets decreases when moving away from the destructible surface due to transverse beats. As a result of a complex of longitudinal and transverse vibrations, a channel of an ellipsoidal section of a large area will be formed, and the creation of a perforation channel of the required length with such a section will increase the duration of the hydraulic cutting operation.
Известен также гидроперфоратор, включающий полый корпус с боковыми отверстиями, насадки с осевыми конусообразными каналами, помещенные в боковых отверстиях, гидравлический фиксатор корпуса с выдвижными элементами, заглушку в нижней части корпуса и подпружиненный относительно корпуса поршень, помещенный в осевом канале над заглушкой. A hydroperforator is also known, including a hollow body with side openings, nozzles with axial conical channels placed in the side openings, a hydraulic housing lock with extendable elements, a plug in the lower part of the body and a piston spring-loaded relative to the body, placed in the axial channel above the plug.
Недостатком этого гидроперфоратора является то, что он подвержен усиленному абразивному износу отраженными струями жидкости и недостаточно эффективно крепится на перфорируемой обсадной колонне, что сказывается на уменьшении длины перфорационных каналов. Гидроперфоратор недолговечен и ненадежен при работе в абразивной среде. The disadvantage of this hydroperforator is that it is subject to increased abrasive wear by reflected jets of liquid and is not sufficiently effectively attached to the perforated casing, which affects the reduction in the length of the perforation channels. The hydroperforator is short-lived and unreliable when working in an abrasive environment.
Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом техническом решении насадки выполнены с твердосплавными вкладышами в виде тела, образованного из основного конуса с винтовыми канавками по боковой поверхности и обратного конуса, сопряженных основаниями, а корпус имеет ограничитель перемещения поршня и под насадками выполнен со сквозными по сечению каналами в двух плоскостях, при этом выдвижные элементы выполнены в виде подпружиненных относительно корпуса штоков, размещенных в сквозных каналах с возможностью их перемещения в противоположные стороны, и пробок фиксирующих штоки в сквозных каналах, а поршень и заглушка выполнены глухими и образуют в полости корпуса камеру, которая заполнена маслом. The essence of the invention lies in the fact that in the proposed technical solution, nozzles are made with carbide inserts in the form of a body formed from a main cone with helical grooves along the side surface and a reverse cone mated with bases, and the body has a piston movement limiter and under the nozzles is made with through the cross-section of the channels in two planes, while the sliding elements are made in the form of rods spring-loaded relative to the housing, placed in through channels with the possibility of their movement in opposite sides and plugs of the fixing rods in the through channels, and the piston and plug are blind and form a chamber in the body cavity that is filled with oil.
Технический результат выражается в создании гидравлического экрана для отраженных от обсадной колонны струй перфорационной жидкости, разделение функций элементов устройства и в результате более эффективной центровки и фиксации корпуса гидроперфоратора в перфорируемой обсадной колонне, создания благоприятных условий работы элементов фиксатора в масляной ванне, т.е. огражденной от абразива среде, и повышении герметичности; упрощении конструкции генератора ультразвуковых импульсов давления. The technical result is expressed in the creation of a hydraulic screen for the jets of perforation fluid reflected from the casing, separation of the functions of the device elements and, as a result of more efficient centering and fixing of the hydroperforator body in the perforated casing, creating favorable working conditions of the retainer elements in the oil bath, i.e. the environment protected from abrasive, and increase tightness; simplifying the design of the generator of ultrasonic pressure pulses.
На фиг. 1 изображен разрез гидроперфоратора в транспортном положении; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 гидроперфоратор в процессе гидравлической резки. In FIG. 1 shows a section of a hydroperforator in a transport position; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4 hydroperforator in the process of hydraulic cutting.
Гидроперфоратор состоит из полого корпуса 1 верхней секции с пазами 2 под боковые отверстия 3, в которые ввернуты держатели 4 насадок. Внутри держателей 4 помещены твердосплавные вкладыши 5, выполненные в форме тела с основным 6 и обратным 7 конусами, сопряженных основаниями, причем на боковой поверхности основного конуса 6 выполнены многозаходные винтовые канавки 8. По осевой линии вкладышей 5 выполнены конусообразные осевые каналы 9. Кроме того, в держателях 4 на некотором удалении от вкладышей 5 выполнены проточки 10 под разрезные пружинные кольца 11, предупреждающие выпадение вкладышей 5 из держателей 4. Корпус 1 верхней секции посредством резьбового соединения 12, уплотненного резиновыми кольцами 13, соединен с корпусом 14 гидравлического фиксатора. Корпус 14 фиксатора может быть выполнен круглого сечения или, например для повышения технологичности изготовления, четырехгранным с осевым каналом 15. В стенках корпуса 14 на каждом ярусе 16 перпендикулярно его осевой линии выполнены сквозные по сечению каналы, одно из которых 17 под подпружиненные возвратной пружиной 18 выдвижные элементы, выполненные в виде штоков 19 с уплотнительными кольцами, а на противоположной стенке корпуса 14 несколько больше размеров торцевых уступов 21 штоков 19 канал 22 под пробку 23 с уплотнительными кольцами 24, фиксирующую шток 19. Две плоскости, в которых расположены по два штока 19, направленные в противоположные стороны, параллельны граням корпуса 14 и пересекаются в его осевой линии. В осевом канале 15 внизу ввернута заглушка 25 с уплотнениями 26, при этом образуется камера, которая заполнена маслом 27, и в верхней расширенной части 28 камеры установлены пружина 29, глухой поршень 30 и ограничитель его перемещения вверх, выполненный в виде кольцевого ввертыша 31, сохраняющего гидравлическую связь поршня 30 с полостью корпуса 1. The hydraulic perforator consists of a
Гидроперфоратор работает следующим образом. Hydroperforator works as follows.
После спуска гидроперфоратора на насосно-компрессорных трубах (НКТ) до необходимой отметки, насосными агрегатами восстанавливают циркуляцию перфорационной жидкости в скважине. С повышением давления поршень 30, сжимая пружину 29, повышает давление масла 27 в камере гидравлического фиксатора, в результате этого штока 19, сжимая пружины 18, выдвигаются до соприкосновения со стенками обсадной колонны. Тем самым предупреждаются продольные и поперечные перемещения гидроперфоратора в стволе скважины из-за удлинения НКТ с повышением давления, вибраций при пульсации давления, создаваемых поршневыми насосами цементировочных агрегатов, и реактивных сил истечения жидкости. Это позволит создать точечный перфорационный канал. В свою очередь перфорационная жидкость направляется к насадкам, где разделяется на два потока. Поступательный поток жидкости формируется в осевых конусообразных каналах 9 вкладышей 5. Второй вращательно-поступательный поток жидкости формируется в полостях винтовых канавок 8 между вкладышами 5 и держателями 4 насадок. На выходе из насадок вращательно-поступательный поток, вначале приближаясь, а затем стремительно удаляясь от осевой вращения, создает кольцевую полость (каверну) разряжения между двумя потоками, которая периодически схлопывается, при этом генерируются пульсации давления ультразвуковой частоты. Упругие колебания разрушаемой обсадной колонны усиливают ультразвуковое поле. Одновременно отраженные струи жидкости от разрушаемой поверхности вначале напpавляются навстречу основному потоку, затем под действием центробежных сил вращательно-поступательного потока преломляются и, изменяя свое направление, удаляются от зоны разрушения пульсирующим потоком, движущимся параллельно поверхности обсадной колонны. Это позволяет в первую очередь снизить абразивное разрушение корпуса 1 и держателей 4 насадок отраженными струями, а значит максимально приблизить срез насадок к поверхности разрушения, что уже позволяет более полно использовать кинетическую энергию основного поступательного потока жидкости и ускорить образование перфорационного канала. К тому же, создание пульсирующего поступательного потока позволит повысить его дальнобойность при положительном скачке давления и улучшить условия выхода отработанной перфорационной жидкости из перфорационного канала при отрицательном скачке давления, а вместе увеличить за один и тот же период времени глубину перфорационного канала в горной породе. Кроме того, при пульсации преломленного отраженного потока, движущегося параллельно поверхности обсадной колонны, создаются условия для образования кавитационных пузырьков с парогазовой фазой, при схлопывании которых на поверхности обсадной колонны возникнут высокие местные напряжения, что приведет к кавитационной эрозии, в результате чего площадь входного сечения точечного перфорационного канала увеличится. Последнее, в свою очередь, благоприятно скажется на улучшении условий выхода отработанного потока жидкости из перфорационных грушевидных каналов за счет уменьшения местных гидравлических сопротивлений в наиболее узкой его части (в обсадной колонне). Помимо всего прочего ультразвуковые поля, создающиеся как на выходе насадок (вихревых генераторов импульсов давления), так и на поверхности обсадной колонны при истечении параллельного потока жидкости, будут накладываться друг на друга и в определенные моменты и режимы работы входить в резонансное усилие, что только повысит эффективность вихревой гидроперфорации. По истечении определенного периода времени, идущего на создание перфорационного канала, насосные агрегаты останавливают, давление в НКТ и гидроперфораторе падает. Возвратные пружины 29, 18 соответственно приподнимают глухой поршень 30 до ограничительного ввертыша 31 и задвигают шток 19 внутрь корпуса 14 гидравлического фиксатора. После этого гидроперфоратор устанавливают на новую отметку и процесс повторяется. After lowering the hydraulic perforator on tubing (tubing) to the required level, pumping units restore the circulation of perforation fluid in the well. With increasing pressure, the
Эффективность гидроперфоратора заключается в повышении долговечности и надежности его работы, как за счет снижения абразивного износа отраженными струями жидкости, так и путем улучшения условий работы его механизмов в защищенной от абразива маслонаполненной полости. Важным моментом является и то, что конструкция позволяет максимально приблизить насадки к разрушаемой поверхности, создать пульсации давления ультразвуковой частоты, способствует кавитационной эрозии обсадной колонны и обеспечивает формирование точечного канала, что в комплексе существенно ускорит процесс образования и увеличит размеры точечных перфорационных каналов. Гидроперфоратор технологичен и прост в изготовлении. The effectiveness of a hydraulic perforator is to increase the durability and reliability of its operation, both by reducing the abrasive wear by the reflected jets of liquid, and by improving the working conditions of its mechanisms in an oil-filled cavity protected from abrasion. An important point is that the design makes it possible to bring nozzles as close as possible to the surface to be destroyed, create pulsations of ultrasonic frequency pressure, promote cavitation erosion of the casing string and ensure the formation of a point channel, which together will significantly accelerate the formation process and increase the size of point perforation channels. The hydraulic perforator is technological and easy to manufacture.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93010254A RU2038466C1 (en) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | Hydroperforator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93010254A RU2038466C1 (en) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | Hydroperforator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2038466C1 true RU2038466C1 (en) | 1995-06-27 |
RU93010254A RU93010254A (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=20137824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93010254A RU2038466C1 (en) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | Hydroperforator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2038466C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455467C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of borehole perforation |
-
1993
- 1993-03-01 RU RU93010254A patent/RU2038466C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 350932, кл. E 21B 43/114, 1970. * |
Авторское свидетельство СССР N 697697, кл. E 21B 43/114, 1978. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455467C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of borehole perforation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2224090C2 (en) | Device for providing hydrodynamic influence on well walls | |
US6029746A (en) | Self-excited jet stimulation tool for cleaning and stimulating wells | |
US3520362A (en) | Well stimulation method | |
RU2081292C1 (en) | Nozzle for self-excited oscillations of drilling mud and drilling tool with this nozzle | |
US3730269A (en) | Well bore acoustic apparatus | |
CN114635668B (en) | Tool and method for safely punching and scraping combination in oil pipe | |
RU2038466C1 (en) | Hydroperforator | |
RU2242585C1 (en) | Device for cleaning well from sand obstruction | |
RU2228422C2 (en) | Cavitating nozzle | |
RU2042796C1 (en) | Device for well hydraulic perforation | |
WO2018204655A1 (en) | Extended reach tool | |
RU2161237C1 (en) | Downhole hydraulic vibrator | |
RU2038527C1 (en) | Perforator | |
RU2139405C1 (en) | Device for treating deposit by waves | |
RU2047729C1 (en) | Method and device for treatment of the near-bottom bed area | |
RU2206730C1 (en) | Method of pulse-jet stimulation of well and producing formation and device for method embodiment | |
RU2121568C1 (en) | Method of treating bottom-hole formation zone and device for its embodiment | |
RU2065997C1 (en) | Downhole rod pump | |
RU2232261C1 (en) | Equipment for oil extraction and bottom-hole treatment | |
RU2061849C1 (en) | Pulsed borehole perforator | |
RU2205941C2 (en) | Hydromechanical slotting perforator | |
RU2254456C1 (en) | Device for oil extraction and processing of face-adjacent well zone | |
RU2061847C1 (en) | Pulsed hydraulic borehole perforator | |
RU2268994C2 (en) | Well bottom zone cleaning device | |
RU2065921C1 (en) | Device for treating drilled holes |