RU210260U1

RU210260U1 - DEVICE FOR PERFORATION OF WELLS, PROCESSING OF BOREHOLE ZONE AND INJECTION OF CHEMICAL COMPOSITIONS

Info

Publication number: RU210260U1
Application number: RU2021121720U
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Голов; Фарит Гарифович Абдуллин; Анатолий Евгеньевич Лынов
Original assignee: Сергей Викторович Голов; Фарит Гарифович Абдуллин; Анатолий Евгеньевич Лынов
Priority date: 2021-07-21
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2022-04-04

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована при перфорации обсадной колонны с одновременной возможностью обработки призабойной зоны и закачки химических составов для интенсификации добычи нефти и газа. Перфоратор гидромеханический клиновой, содержащий корпус, в котором сделаны два отверстия, одно из которых сообщает надпоршневую 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, при этом в корпус встроен запорный элемент, отличающийся тем, что в устройство вводится дополнительный запорный элемент, который представляет собой две прямоугольные пластины, прикрепленные к корпусу перфоратора таким образом, чтобы часть их поверхности перекрывала открытую часть корпуса, предотвращая перемещение поршня и пробойника из корпуса. Таким образом, предлагаемая конструкция перфоратора гидромеханического клинового обеспечивает возможность проведения одновременно нескольких операций при повышенной надежности работы перфоратора. 1 ил.The utility model relates to the oil industry and can be used when perforating a casing string with the simultaneous possibility of treating the bottomhole zone and injecting chemical compositions to stimulate oil and gas production. Hydromechanical wedge perforator, comprising a housing in which two holes are made, one of which communicates the perforator cavity above the piston with the discharge line of the tubing cavity, and the other with the shank cavity, a piston and a punch with a flushing channel, which is rigidly connected to the piston, with in this case, a locking element is built into the body, characterized in that an additional locking element is introduced into the device, which is two rectangular plates attached to the body of the perforator in such a way that part of their surface overlaps the open part of the body, preventing the piston and the punch from moving out of the body. Thus, the proposed design of the hydromechanical wedge perforator makes it possible to carry out several operations simultaneously with increased reliability of the perforator. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована при вторичном вскрытии продуктивных пластов, т.е. при перфорации обсадной колонны с возможностью обработки призабойной зоны и закачки химических составов для интенсификации добычи нефти и газа.The utility model relates to the oil industry and can be used in the secondary opening of productive formations, i.e. when perforating the casing string with the possibility of treating the bottomhole zone and pumping chemical compounds to stimulate oil and gas production.

Известно устройство, содержащее корпус и режущий узел с накатным выдвижным роликом (а.с. 883351, Е21В 43/114, 1981 г.).A device is known that contains a housing and a cutting unit with a knurling retractable roller (AS 883351, E21B 43/114, 1981).

Недостатком этого устройства является отсутствие гидравлического канала для промывки устройства и ствола скважины перед проведением операции.The disadvantage of this device is the lack of a hydraulic channel for flushing the device and the wellbore before the operation.

Известно устройство для щелевой перфорации обсадной колонны, состоящее из режущего узла, включающего выдвижной накатной ролик с формообразующей поверхностью, гидромониторного канала и гидравлического канала, расположенного над режущим узлом и направленного на стенку скважины, а также опорных роликов, расположенных с противоположной стороны от накатного ролика (пат. РФ 2039220, 1995 г.).A device for slotted perforation of a casing string is known, consisting of a cutting unit, including a retractable knurling roller with a shaping surface, a jet channel and a hydraulic channel located above the cutting unit and directed to the borehole wall, as well as support rollers located on the opposite side of the knurling roller ( Pat. RF 2039220, 1995).

Недостатком этого устройства является неудобство работы при необходимости перейти к другому интервалу перфорации в результате постоянного засора гидравлического канала шламом, попадающим внутрь устройства.The disadvantage of this device is the inconvenience of work if you need to go to another perforation interval as a result of constant clogging of the hydraulic channel with sludge that enters the inside of the device.

Известно устройство для щелевой перфорации обсадной колонны (пат. RU №2180038, 27.02.2002 г.), 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 это 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 канала.A device for slotted perforation of a casing string is known (U.S. Pat. RU No. 2180038, February 27, 2002), which includes a cutting unit in the form of a retractable knurling roller, a jet 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 wellbore from cuttings, while it is hydraulically connected in the transport position of the device with the hydraulic channel, and along the entire cutting unit on the opposite side of the knurled roller there is a sliding support in the form of a ski, which is rigidly connected to the body of the device, there is also a differential reverse valve with a locking element for dropping this element from the surface and turning on the check valve with closing the hydraulic channel.

Недостатком известного устройства является необходимость многократного повторения накатки режущего инструмента по обсадной колонне с одновременной подачей давления в насосно-компрессорные трубы, что приводит к усложнению технологического процесса и увеличению времени операции в целом.A disadvantage of the known device is the need to repeat the knurling of the cutting tool along the casing with simultaneous supply of pressure to the tubing, which leads to a complication of the process and an increase in the operation time as a whole.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является перфоратор гидромеханический клиновой (пат. RU №154123, 18.12.2014), 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, 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. В устройстве по прототипу конструкция инструмента позволяет сократить время проведения операции, но на практике была выявлена опасность возникновения аварийной ситуации при подъеме полной компоновки устройства в результате выпадения поршня и невозможности безопасного подъема устройства.The closest analogue to the proposed device is a hydromechanical wedge perforator (US Pat. RU No. 154123, 12/18/2014), containing a body in which two holes are made, one of which communicates the sub-piston cavity of the perforator with the discharge line of the tubing cavity, and the other - with a liner cavity, a piston and a punch with a flushing channel, which is rigidly connected to the piston, a locking element is built into the body, which makes it possible to pressure the tubing string during the casing string perforation, while the pressure ball is lowered into the well together with the perforator. In the device according to the prototype, the design of the tool allows to reduce the time of the operation, but in practice, the danger of an emergency when lifting the complete assembly of the device as a result of the piston falling out and the impossibility of safely lifting the device has been identified.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы устройства.The technical objective of the proposed utility model is to improve the reliability of the device.

Техническая задача решается изменением конструкции перфоратора.The technical problem is solved by changing the design of the perforator.

В перфораторе гидромеханическом клиновом, содержащим корпус, в котором сделаны два отверстия, одно из которых сообщает надпоршневую 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, при этом в корпус встроен запорный элемент, который представляет собой две прямоугольные пластины, прикрепленные к корпусу перфоратора таким образом, чтобы часть из поверхности перекрывала открытую часть корпуса, предотвращая перемещение поршня и пробойника из корпуса. Новым является то, что в устройство вводится дополнительный запорный элемент, обеспечивающий безопасное извлечение устройства, а в компоновке исключается патрубок между перфоратором и узлом закачки.In a hydromechanical wedge perforator, containing a body in which two holes are made, one of which communicates the over-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, which is rigidly connected to the piston, at the same time, a locking element is built into the body, which consists of two rectangular plates attached to the body of the perforator in such a way that a part of the surface overlaps the open part of the body, preventing the piston and the punch from moving from the body. What is new is that an additional locking element is introduced into the device, which ensures safe removal of the device, and the pipe between the perforator and the injection unit is excluded in the layout.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

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

Перфоратор гидромеханический клиновой содержит корпус 1 (фиг. 1), поршень 2, пробойник 3 с промывочным каналом 4, который жестко связан с поршнем 2, в корпусе 1 сделаны два отверстия 5 и 6, и встроенный запорный элемент 7, который представляет собой трубку и опрессовочный шар 8, который спускается в скважину совместно с перфоратором, запорный элемент 12 выполняет роль дополнительного фиксатора. Дополнительный запорный элемент поз. 12 представляет собой две прямоугольные пластины, прикрепленные к корпусу перфоратора, которые не позволяют поршню и пробойнику перемещаться из корпуса перфоратораThe hydromechanical wedge perforator contains a body 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 body 1, and a built-in locking element 7, which is a tube and pressing ball 8, which descends into the well together with the perforator, the locking element 12 acts as an additional retainer. Additional locking element pos. 12 is two rectangular plates attached to the punch body that prevent the piston and punch from moving out of the punch body

Для формирования отверстий обсадной колонны перфоратор гидромеханический клиновой спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах, и пробойник устанавливается на нужную глубину. Перед началом формирования отверстий производят опрессовку всей колонны насосно-компрессорных труб.To form holes in the casing, a hydromechanical wedge perforator is lowered into the well on tubing, and the punch is set to the desired depth. Before starting the formation of holes, the entire tubing string is pressure tested.

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.After pressure testing is completed, the pressure in the discharge line of the tubing is released and pressure is created in the annulus. The liquid 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 communicates the sub-piston cavity of the perforator with the discharge line, the pressure ball 9 is washed out into the discharge line of the cavity of the tubing eleven.

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 фигуре не показано). При соприкосновении поршня 2 с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны пробойник 3 пробивает эксплуатационную колонну, а через отверстие 4 происходит намыв каверны обрабатываемого 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 1, и 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 поршень 2 внутрь корпуса 1 за счет гидростатического давления в скважине, и перфоратор гидромеханический клиновой свободно поднимается из скважины. При недостаточном гидростатическом давлении в скважине при подъеме дополнительный запорный элемент 12 исключает выход поршня с пробойником из тела перфоратора, тем самым, исключая заклинивания перфоратора в скважине.After the completion of the process of pressure testing of the tubing string, the process of forming a hole in the production string begins, pressure is created in the injection line of the tubing, the liquid moves the piston 2 and the punch 3 perpendicular to the axis of the wells until the piston 2 comes into contact with the inner surface of the production string (not shown in the figure). shown). When the piston 2 comes into contact with the inner surface of the production string, the punch 3 pierces the production string, and through the hole 4 the cavern of the formation being treated is washed in. After completion of the hole punching, the perforator together with the tubing is lifted. To do this, the pressure in the tubing is released, and equipment is lifted from the well. The wedge-shaped shape 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 fluid 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, open due to eccentricity, the liquid flows out to the bottom of the well, while a vacuum is formed under the piston 2. The created vacuum draws the piston 2 inside the body 1 due to the hydrostatic pressure in the well, and the hydromechanical wedge perforator rises freely from the well. In case of insufficient hydrostatic pressure in the well during lifting, the additional locking element 12 excludes the exit of the piston with the punch from the body of the perforator, thereby eliminating jamming of the perforator in the well.

Таким образом, предлагаемая изменение конструкции перфоратора гидромеханического клинового повышает надежность устройства и эффективность работы в целом. Кроме того, применение перфоратора с внесенными изменениями конструкции позволяет провести перфорацию и закачку химических реагентов за одну операцию спуска-подъема устройства, что позволяет сократить время проведения работ и повысить их экономическую эффективность.Thus, the proposed change in the design of the hydromechanical wedge perforator increases the reliability of the device and overall efficiency. In addition, the use of a redesigned perforator makes it possible to perform perforation and injection of chemicals in one operation of lowering and raising the device, which reduces the time of work and increases their economic efficiency.

Claims

Hydromechanical wedge perforator, comprising a housing in which two holes are made, one of which communicates the over-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, which is rigidly connected to the piston, with in this case, a locking element is built into the body, characterized in that an additional locking element is introduced into the device, which is two rectangular plates attached to the body of the perforator in such a way that part of their surface overlaps the open part of the body, preventing the piston and the punch from moving out of the body.