RU2105137C1 - Device for perforation of well bore - Google Patents

Device for perforation of well bore Download PDF

Info

Publication number
RU2105137C1
RU2105137C1 RU96108979A RU96108979A RU2105137C1 RU 2105137 C1 RU2105137 C1 RU 2105137C1 RU 96108979 A RU96108979 A RU 96108979A RU 96108979 A RU96108979 A RU 96108979A RU 2105137 C1 RU2105137 C1 RU 2105137C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
working
return spring
casing
tubular
Prior art date
Application number
RU96108979A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96108979A (en
Inventor
Р.Г. Габдуллин
В.Б. Оснос
Д.В. Страхов
Original Assignee
Габдуллин Рафагат Габделвалеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Габдуллин Рафагат Габделвалеевич filed Critical Габдуллин Рафагат Габделвалеевич
Priority to RU96108979A priority Critical patent/RU2105137C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2105137C1 publication Critical patent/RU2105137C1/en
Publication of RU96108979A publication Critical patent/RU96108979A/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: this relates to drilling and repair of oil wells, for creation of perforated passages in casing string. Device is of high reliability, reduced diameter and simplified design. It is intended for conditions of depression of productive bed. Device has tubular and supporting bodies, wedge pusher with cutter holder and working cutters, working piston with return spring. In addition, also provided is starting spool piston with supplementary return spring. Piston can be moved reciprocally on tubular body. There is housing which connects starting spool piston with working piston. Supporting body can interact with cutter holder. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области бурения и ремонта нефтяных скважин для создания перфорационных каналов в обсадной колонне. The invention relates to the oil and gas industry, namely to the field of drilling and repair of oil wells to create perforation channels in the casing.

Известно устройство для перфорации ствола скважины [1], включающее трубчатый корпус с размещенным в нем режущим инструментом с формообразующей поверхностью, приводимых в действие клином. При этом режущий элемент выполнен в виде накатных роликов с дополнительной поверхностью, сопряженной у основания с формирующей частью накатного ролика. A device for perforating a wellbore [1] is known, including a tubular body with a cutting tool placed therein with a shaping surface driven by a wedge. In this case, the cutting element is made in the form of knurled rollers with an additional surface conjugated at the base with the forming part of the knurled roller.

Недостаток этого устройства в том, что оно: во-первых, сложно по конструкции; во-вторых, его нельзя применять в обсадных: колоннах малого диаметра, так как, в силу своих конструктивных особенностей, при изготовлении его в уменьшенном виде, длина выхода резцов меньше толщины перфорируемой трубы, кроме того, оно не развивает усилий достаточных для прорезки перфорационных каналов. The disadvantage of this device is that it: firstly, is difficult in design; secondly, it cannot be used in casing: small-diameter columns, because, due to its design features, when manufacturing it in a reduced form, the length of the cutters exit is less than the thickness of the perforated pipe, in addition, it does not develop forces sufficient for cutting perforation channels .

Более близким по технической сущности является "Устройство для создания перфорационных щелевых каналов" [2], содержащее трубчатый и опорный корпуса, клиновой толкатель с резцедержателями и рабочими резцами, рабочий поршень с возвратной пружиной. Closer in technical essence is the "Device for creating perforated slotted channels" [2], containing a tubular and supporting housing, a wedge pusher with tool holders and working cutters, a working piston with a return spring.

Недостаток этого устройства в том, что при перфорировании частично заполненных жидкостью обсадных колонн (это нужно для создания разности затрубного и внутритрубного давлений в обсадной колонне) устройство становится неуправляемым, то есть оно выдвигает резцы, а вобрать их во внутрь не может, что вызывает аварийную ситуацию. Кроме того, для образования щелей в стенке обсадной колонны устройство требует наличия возвратно-поступательного движения резца, что усложняет технологию перфорации и эксплуатации устройства, а создание перфорационных каналов в виде продольных щелей механически ослабляет колонну, что может привести к аварийным ситуациям. The disadvantage of this device is that when perforating partially filled with liquid casing (this is necessary to create the difference between the annulus and the pipe pressure in the casing), the device becomes uncontrollable, that is, it extends the cutters, but cannot pick them up inside, which causes an emergency . In addition, for the formation of cracks in the casing wall, the device requires a reciprocating motion of the cutter, which complicates the technology of perforation and operation of the device, and the creation of perforation channels in the form of longitudinal slots mechanically weakens the string, which can lead to emergency situations.

Задачей изобретения является создание устройства для перфорации обсадных колонн высокой надежности, малого диаметра и простой конструкции, в режиме депрессии на продуктивный пласт. The objective of the invention is to provide a device for perforating casing strings of high reliability, small diameter and simple structure, in the mode of depression on the reservoir.

Поставленная задача решается описываемым устройством для перфорации ствола скважины, включающим трубчатый и опорный корпуса, клиновой толкатель с резцедержателями и рабочими резцами, рабочий поршень с возвратной пружиной. Новым является то, что оно снабжено пусковым золотниковым поршнем с дополнительной возвратной пружиной, размещенным с возможностью возвратно-поступательного перемещения на трубчатом корпусе, и кожухом, жестко соединяющим указанный пусковой золотниковый поршень с опорным корпусом, клиновой толкатель жестко соединен с рабочим поршнем, а опорный корпус выполнен с возможностью взаимодействия с резцедержателями. The problem is solved by the described device for perforating the wellbore, including a tubular and supporting body, a wedge pusher with tool holders and working tools, a working piston with a return spring. New is that it is equipped with a trigger spool piston with an additional return spring placed with the possibility of reciprocating movement on the tubular body, and a casing rigidly connecting the specified trigger spool piston with a support housing, the wedge pusher is rigidly connected to the working piston, and the support housing made with the possibility of interaction with toolholders.

Анализ патентной и научно технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критериям "новизна" и "существенные отличия" предлагаемого решения. The analysis of patent and scientific and technical literature did not reveal technical solutions with a similar set of essential features, which allows us to conclude that the criteria for "novelty" and "significant differences" of the proposed solution are met.

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство в исходном положении; на фиг. 2 - разрез устройства по А-А. In FIG. 1 schematically shows the proposed device in its original position; in FIG. 2 is a sectional view of the device along AA.

Устройство содержит трубчатый корпус 1 с внутренней перегородкой, делящей его внутреннюю полость на две полости 2 и 3 с переточными каналами 4 и 5. На наружной поверхности корпуса 1 размещен пусковой золотниковый поршень 6, с уплотнениями 7 и 8, двумя рабочими поверхностями 9 и 10. Между пусковым золотниковым поршнем 6 и трубчатым корпусом 1 размещена дополнительная возвратная пружина 11. Пусковой золотниковый поршень 6 жестко (на резьбе) соединен с кожухом 12 в теле которого выполнен разгрузочный канал 13. Кожух 12 в свою очередь жестко (на резьбе) соединен с опорным корпусом 14. Внутри кожуха 12, между ним и трубчатым корпусом 1 размещен рабочий поршень 15 с уплотнениями 16 и 17 и возвратной пружиной 18. На трубчатом корпусе 1 и рабочем поршне 15 выполнены ответные удерживающие технологические буртики (на фиг. не пронумерованы). Рабочий поршень 15 жестко (на резьбе) соединен с клиновым толкателем 19, в пазах которого соединением "ласточкин хвост" закреплены резцедержатели 20 с рабочими резцами 21. В верхней своей части клиновый толкатель 19 снабжен переточным каналом 22. Опорный корпус 14 выполнен с возможностью взаимодействия с резцедержателями 20. The device comprises a tubular housing 1 with an internal partition dividing its internal cavity into two cavities 2 and 3 with transfer channels 4 and 5. On the outer surface of the housing 1 there is a starting spool piston 6, with seals 7 and 8, two working surfaces 9 and 10. Between the starting spool piston 6 and the tubular body 1, an additional return spring is placed 11. The starting spool piston 6 is rigidly (on the thread) connected to the casing 12 in the body of which the discharge channel 13 is made. The casing 12, in turn, is rigidly (on the thread) soy inen with a supporting housing 14. Inside the casing 12, between it and the tubular housing 1, a working piston 15 with seals 16 and 17 and a return spring 18 is placed. On the tubular housing 1 and the working piston 15 there are reciprocal holding technological beads (not numbered in Fig.) . The working piston 15 is rigidly (on the thread) connected to the wedge pusher 19, in the grooves of which the dovetail connection is fixed to the tool holders 20 with the working cutters 21. In its upper part, the wedge pusher 19 is provided with a transfer channel 22. The supporting housing 14 is made to interact with toolholders 20.

При работе устройство соединяют с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) и спускают в скважину (на черт. не показаны). During operation, the device is connected to the tubing string (tubing) and lowered into the well (not shown in the diagram).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

После спуска устройства в скважину на заданную глубину из скважины удаляют находящуюся там жидкость (компрессором, свабированием или другим известным приемом), затем в колонну НКТ начинают закачивать жидкость, которая через переточной канал 4 начинает воздействовать на рабочую поверхность 9 пускового золотникового поршня 6. Последний под этим воздействием начинает перемещаться вверх (см. по фиг. 1), преодолевая сопротивление дополнительной возвратной пружины 11. Вместе с поршнем 6 поднимаются жестко соединенные с ним кожух 12, опорный корпус 14 и, под воздействием возвратной пружины, поршень 15 с клиновым толкателем 19. По достижении рабочей поверхностью 10 переточного канала 5 давление жидкости передается на рабочую поверхность поршня 15, в результате поршни 6 и 15 начинают раздвигаться, причем в основном движется поршень 15, а поршень 6 остается на месте. Движение поршня 15 вызывает перемещение жестко связанного с ним клинового толкателя 19, который, в свою очередь, раздвигает резцедержатели 20, от осевого перемещения их удерживает дно опорного корпуса 14. Резцы 21 при этом прокалывают обсадную колонну. После прокола обсадной колонны перепад затрубного и внутритрубного давлений (более 100 атм. и более в зависимости от толщины разобщающего цементного кольца между водоносным и нефтеносным пластами) в обсадной колонне падает скачком, это вызывает гидравлический удар, проталкивающий пластовую жидкость внутрь обсадной колонны и одновременно прочищающий образовавшийся канал и призабойную зону пласта. По достижении рабочей поверхности поршня 15 переточного канала 5 давление жидкости сбрасывается через полость 3 и переточный канал 22 в закорпусное пространство и устройство переходит в исходное состояние, то есть готово к повторной работе. After the device is lowered into the well to a predetermined depth, the fluid there is removed from the well (by compressor, swabbing, or other known method), then fluid is pumped into the tubing string, which through the transfer channel 4 begins to act on the working surface 9 of the starting spool piston 6. The latter under this action begins to move up (see Fig. 1), overcoming the resistance of the additional return spring 11. Together with the piston 6, the casing 12, which is rigidly connected to it, rises, supporting the housing 14 and, under the influence of the return spring, the piston 15 with a wedge pusher 19. When the working surface 10 reaches the overflow channel 5, the fluid pressure is transmitted to the working surface of the piston 15, as a result of which the pistons 6 and 15 begin to move apart, with the piston 15 moving mainly and the piston 6 remains in place. The movement of the piston 15 causes the wedge pusher 19, which is rigidly connected with it, to move, which, in turn, pushes the toolholders 20 apart, keeps the bottom of the support housing 14 from axially moving them. The cutters 21 pierce the casing. After the casing is punctured, the difference in the annulus and in-pipe pressure (more than 100 atm or more depending on the thickness of the uncoupling cement ring between the aquifer and oil reservoirs) in the casing drops in a jump, this causes a water hammer, pushing the reservoir fluid into the casing and simultaneously cleans the resulting channel and bottomhole formation zone. Upon reaching the working surface of the piston 15 of the transfer channel 5, the fluid pressure is discharged through the cavity 3 and the transfer channel 22 into the casing space and the device returns to its initial state, that is, it is ready for re-operation.

При необходимости, приподняв устройство на заданную высоту, процесс перфорации повторяют. If necessary, lifting the device to a predetermined height, the perforation process is repeated.

Применение устройства позволит проводить перфорацию обсадных колонн при сниженном давлении в затрубном пространстве (так как его работоспособность не зависит от внешнего давления), а это, в свою очередь, будет вызывать приток жидкости внутрь обсадной колонны сразу после перфорации, промывая полученные перфорацией каналы и исключая дополнительные операции по вызыванию притока жидкости (нефти) в скважину. The use of the device will allow perforation of the casing strings with reduced pressure in the annulus (since its performance does not depend on external pressure), and this, in turn, will cause fluid to flow into the casing immediately after perforation, washing the channels obtained by perforation and eliminating additional operations to cause the influx of fluid (oil) into the well.

Технико-экономические преимущества устройства. Появились возможности перфорировать эксплуатационные колонны малого диаметра, что особенно важно в скважинах с горизонтальным забоем. Применение устройства снижает материальные затраты, время на перфорацию, продолжительность освоения скважины, повышает продуктивность за счет очистки призабойной зоны в результате создания глубокой депрессии на пласт в процессе перфорации, сохраняет крепь скважины за счет создания щадящего режима вскрытия (создания отверстий без взрывных волн), что, в свою очередь, предотвращает преждевременное обводнение скважины. Technical appraisal and economic advantages of the device. Possibilities have appeared to perforate production cores of small diameter, which is especially important in wells with horizontal bottom hole. The use of the device reduces material costs, time for perforation, the duration of well development, increases productivity by cleaning the bottomhole zone as a result of creating a deep depression on the formation during perforation, maintains the support of the well by creating a gentle opening mode (creating holes without blast waves), which in turn, prevents premature flooding of the well.

Claims (1)

Устройство для перфорации ствола скважины, включающее трубчатый и опорный корпуса, клиновой толкатель с резцедержателями и рабочими резцами, рабочий поршень с возвратной пружиной, отличающееся тем, что оно снабжено пусковым золотниковым поршнем с дополнительной возвратной пружиной, размещенным с возможностью возвратно-поступательного перемещения на трубчатом корпусе, и кожухом, жестко соединяющим указанный пусковой золотниковый поршень с опорным корпусом, клиновой толкатель жестко соединен с рабочим поршнем, а опорный корпус выполнен с возможностью взаимодействия с резцедержателями. A device for perforating a wellbore, including a tubular and supporting body, a wedge-shaped pusher with tool holders and working cutters, a working piston with a return spring, characterized in that it is equipped with a starting spool piston with an additional return spring placed with the possibility of reciprocating movement on the tubular body and a casing rigidly connecting the specified starting spool piston with the supporting housing, the wedge pusher is rigidly connected to the working piston, and the supporting housing is made En with the ability to interact with toolholders.
RU96108979A 1996-05-14 1996-05-14 Device for perforation of well bore RU2105137C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96108979A RU2105137C1 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Device for perforation of well bore

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96108979A RU2105137C1 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Device for perforation of well bore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2105137C1 true RU2105137C1 (en) 1998-02-20
RU96108979A RU96108979A (en) 1998-06-20

Family

ID=20180208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96108979A RU2105137C1 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Device for perforation of well bore

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2105137C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466268C1 (en) * 2011-05-31 2012-11-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Valve to balance pressure in valve equipment
EA034942B1 (en) * 2018-05-14 2020-04-09 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научная Компания "Луч" Unilateral well perforator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466268C1 (en) * 2011-05-31 2012-11-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Valve to balance pressure in valve equipment
EA034942B1 (en) * 2018-05-14 2020-04-09 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научная Компания "Луч" Unilateral well perforator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016228158B2 (en) Downhole tools
RU2432451C1 (en) Device and procedure for transfer of tool for reservoir treatment for inflow intensification by means of ratchet gear
RU2004127899A (en) IMPROVEMENT OF A MESSAGE WITH A STRING BY CREATING A LOCAL DEPRESSION AND USING A PROCESSING LIQUID
CA3027773A1 (en) Mechanical perforator
RU2105137C1 (en) Device for perforation of well bore
RU120702U1 (en) DEVICE FOR CREATING PERFORATION CHANNELS IN A WELL
RU156127U1 (en) PERFORATOR FOR OPENING A BORE HOLE OF A CESSING HOLE AT A LARGE PRESSURE RATE
RU2487990C1 (en) Device for making perforation tunnels in well
RU171683U1 (en) DEVICE FOR PUNCHING A WELL BORE
RU60132U1 (en) DEVICE FOR PUNCHING WELLS
RU200392U1 (en) Rotary hammer hydraulic double-sided
RU2151863C1 (en) Oil well development method
RU2316644C2 (en) Mechanical-hydraulic perforator
RU2186947C2 (en) Device for well cleaning
RU2186950C2 (en) Device for perforation and treatment of producing formation
RU2043486C1 (en) Device for well perforation
RU2189436C1 (en) Device for formation of perforated slot channels in well wall
RU2137913C1 (en) Device for making perforation passages in casing string of well
RU2786397C1 (en) Method for processing the bottom-hole zone of the formation and the device for its implementation
RU48361U1 (en) DEVICE FOR RESTORING COLLECTOR PROPERTIES OF THE FORM
CN111911125B (en) Energy-gathering fracturing tool
RU173104U1 (en) DEVICE FOR PUNCHING A WELL BORE
RU2263767C1 (en) Borehole perforator
RU2401380C1 (en) Method of in-well casing string slit perforation and device to this end
RU2087685C1 (en) Method and device for mechanical perforation of oil and gas wells