RU2189436C1

RU2189436C1 - Device for formation of perforated slot channels in well wall

Info

Publication number: RU2189436C1
Application number: RU2001102220A
Authority: RU
Inventors: М.Д. Валеев; К.Р. Уразаков; М.М. Мусин; И.А. Исхаков; Э.Т. Кутдусов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество Акционерная нефтяная компания "Башнефть"
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2002-09-20

Abstract

FIELD: oil producing industry, particularly, methods and devices of secondary tapping of formations. SUBSTANCE: device comprises tubular body, hydraulic chamber body for reciprocation, hydraulic chamber piston, perforating cutter and return spring. Hydraulic chamber piston is located in horizontal plane and rigidly connected with said cutter. Tubular body has longitudinal guide recesses and mechanism for its fixing in well. Said mechanism includes upper and lower fixing units located on ends of tubular body. Each fixing unit consists of piston and slips, hydraulic system, return spring and immovable lug on cutter side. Hydraulic chamber body has pins entering the longitudinal guide recesses of tubular body. Hydraulic chamber body is communicated with hydraulic systems of upper and lower fixing units. EFFECT: increased depth perforation channels, higher operating reliability of device and its simplified manufacture. 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам вторичного вскрытия пласта. The invention relates to the oil industry, and in particular to methods of re-opening the reservoir.

Известно устройство для создания перфорационных щелевых каналов, содержащее корпус с продольным каналом и наклонными пазами, цилиндр с кольцевым поршнем и режущий инструмент в виде резцов, связанных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещения (а.с. 1776772 А1, кл. Е 21 В 43/114, 1999 г.). A device for creating perforation slotted channels, comprising a housing with a longitudinal channel and inclined grooves, a cylinder with an annular piston and a cutting tool in the form of cutters associated with the piston and mounted in inclined grooves of the housing with the ability to move (AS 1776772 A1, cl. E 21 B 43/114, 1999).

Недостатками устройства являются небольшая глубина выполняемых каналов, невысокая надежность крепления резцов, незащищенность от крутящих усилий и вибраций, вероятность ослабления прочности обсадной колонны в интервале перфорации из-за выполнения нескольких диаметрально симметричных прорезей. The disadvantages of the device are the small depth of the channels, the low reliability of the attachment of the cutters, the insecurity from torsional forces and vibrations, the likelihood of a weakening of the casing string strength in the perforation interval due to several diametrically symmetrical slots.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для создания перфорационных каналов в обсадной колонне скважины, содержащее трубчатый корпус, корпус гидрокамеры с возможностью возвратно-поступательного перемещения, поршень гидрокамеры, соединенный с клиновым толкателем, резцедержатели с перфорационными резцами, клиновой толкатель и возвратную пружину (патент РФ 2137914, кл. Е 21 В 43/114, 1999 г.). Closest to the proposed invention is a device for creating perforation channels in the casing of a well, comprising a tubular body, a hydrochambers body with the possibility of reciprocating movement, a hydraulic chamber piston connected to a wedge pusher, tool holders with perforating cutters, a wedge pusher and a return spring (RF patent 2137914, CL E 21 B 43/114, 1999).

Недостатками устройства являются расположение резцов в разных вертикальных плоскостях, что может привести к заклиниванию из-за присутствия в механизме передачи рабочего усилия клинового толкателя, незащищенность от вибраций, возникающих при закачке жидкости, сложность изготовления. The disadvantages of the device are the location of the cutters in different vertical planes, which can lead to jamming due to the presence in the transmission mechanism of the working force of the wedge pusher, exposure to vibrations arising from the injection of liquid, the complexity of manufacturing.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение глубины перфорационных каналов, повышение надежности работы устройства, упрощение изготовления. The task of the invention is to increase the depth of the perforation channels, increase the reliability of the device, simplify manufacturing.

Поставленная задача с достижением указанного технического результата решается за счет того, что поршень гидрокамеры размещен горизонтально и жестко связан с резцом, трубчатый корпус выполнен с продольными направляющими пазами и снабжен механизмом фиксации его в скважине, включающем расположенные на концах трубчатого корпуса верхний и нижний фиксирующие узлы, каждый из которых состоит из поршня с плашками, гидросистемы, возвратной пружины и неподвижной лапы со стороны резца, а корпус гидрокамеры оснащен штифтами, входящими в продольные направляющие пазы трубчатого корпуса, и сообщен с гидросистемами верхнего и нижнего фиксирующих узлов. The problem is achieved with the achievement of the specified technical result due to the fact that the piston of the hydraulic chamber is placed horizontally and rigidly connected with the cutter, the tubular body is made with longitudinal guide grooves and equipped with a mechanism for fixing it in the well, including upper and lower fixing nodes located at the ends of the tubular body, each of which consists of a piston with dies, a hydraulic system, a return spring and a fixed paw on the side of the cutter, and the body of the hydraulic chamber is equipped with pins included in the longitudinal e guide grooves of the tubular body, and communicated with the hydraulic systems of the upper and lower locking nodes.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в транспортном положении; на фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по Б-Б; на фиг.4 - вид В. In FIG. 1 shows the proposed device in a transport position; figure 2 is a section along aa; figure 3 is a section along BB; figure 4 is a view of B.

Устройство состоит из трубчатого корпуса 1 с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения корпусом гидрокамеры 2, на концах трубчатого корпуса 1 имеются верхний и нижний фиксирующие узлы 3 и 4. Внутри корпуса гидрокамеры 2 горизонтально расположен поршень гидрокамеры 5, жестко связанный с резцом 6 и подпружиненный возвратной пружиной 7. Корпус гидрокамеры 2 сообщается посредством канала 8 и шлангов высокого давления 9 с гидросистемами верхнего 3 и нижнего 4 фиксирующих узлов. На трубчатом корпусе 1 со стороны резца 6 закреплены лапы 10. Фиксирующие узлы 3, 4 имеют выдвигающиеся плашки 11 и 12, жестко связанные с поршнями 13 и 14, причем поршень 13 верхнего фиксирующего узла 3 выполнен с отверстием 15 для прохода полой штанги (НКТ) 21. Также фиксирующие узлы 3,4 имеют возвратные пружины 16, 17. Для сброса давления при крайнем положении поршня гидрокамеры 5 в корпусе гидрокамеры 2 предусмотрено сливное отверстие 18. Повороту корпуса гидрокамеры 2 препятствуют штифты 19 на нем, входящие в продольные пазы 20 трубчатого корпуса 1. Связь корпуса гидрокамеры 2 с поверхностным приводом (не показан) осуществляется с помощью колонны полых штанг (НКТ 33) 21. The device consists of a tubular body 1 with a hydrocamera housing 2 housed therein with the possibility of reciprocating movement, at the ends of the tubular housing 1 there are upper and lower fixing nodes 3 and 4. Inside the hydraulic chamber 2 there is a horizontal piston of the hydraulic chamber 5, rigidly connected to the cutter 6 and spring-loaded with a return spring 7. The body of the hydro-chamber 2 is in communication via a channel 8 and high-pressure hoses 9 with hydraulic systems of the upper 3 and lower 4 fixing units. Paws 10 are fixed on the tubular body 1 from the side of the cutter 6. The fixing nodes 3, 4 have retractable dies 11 and 12, rigidly connected with the pistons 13 and 14, and the piston 13 of the upper fixing node 3 is made with an opening 15 for the passage of the hollow rod (tubing) 21. Also, the fixing nodes 3,4 have return springs 16, 17. For pressure relief at the extreme position of the piston of the hydraulic chamber 5, a drain hole 18 is provided in the housing of the hydraulic chamber 2. The pivots 19 on it that are included in the longitudinal grooves 20 of the tubular housing prevent rotation of the hydraulic chamber 2 1. Communication to Pusa gidrokamery 2 with a surface drive (not shown) by means of hollow columns rods (33 tubing) 21.

Устройство работает следующим образом. На полых штангах (НКТ) 21 оно спускается к нижней точке интервала перфорации. Затем создают давление в колонне полых штанг (НКТ) 21 путем нагнетания жидкости, которая поступает сначала в корпус гидрокамеры 2, затем по каналу 8 и шлангам высокого давления 9 - в гидросистемы фиксирующих узлов 3, 4. Вследствие того, что площади сечений поршней 13, 14 больше площади сечения поршня гидрокамеры 5, трубчатый корпус 1 устройства прижимается к стенке обсадной колонны 22 со стороны резца 6 и фиксируется в скважине плашками 11, 12 и лапами 10, что ведет к повышению надежности работы, а резец 6 внедряется в тело обсадной колонны 22. Далее производят подъем корпуса гидрокамеры 2 к верхней точке интервала перфорации, при котором резец 6 образует щели в обсадной колонне 22. При этом штифты 19 идут в направляющих продольных пазах 20, защищая корпус гидрокамеры 2 от заклинивания и поворота в трубчатом корпусе 1. При достижении верхней точки интервала перфорации корпус гидрокамеры 2 опускают и повторяют процесс снова. Совершая таким образом возвратно-поступательные движения, резец 6 прорезает щелевое отверстие в обсадной колонне 22 и окружающем ее цементном камне (не показан). После завершения всей операции сбрасывается давление за счет сливного отверстия 18. Подачу жидкости прекращают. Поршень гидрокамеры 5 и поршни 13, 14 фиксирующих узлов 3, 4 возвращаются в начальное положение. Затем прорезают следующее перфорационное отверстие. При использовании в качестве поверхностного привода вертикальных перемещений устройства в скважине станка-качалки контроль нагрузок осуществляется по динамографу. The device operates as follows. On hollow rods (tubing) 21, it descends to the lower point of the perforation interval. Then create pressure in the column of hollow rods (tubing) 21 by pumping liquid, which enters first into the body of the hydraulic chamber 2, then through channel 8 and high pressure hoses 9 into the hydraulic systems of the fixing units 3, 4. Due to the cross-sectional area of the pistons 13, 14 is larger than the cross-sectional area of the piston of the hydraulic chamber 5, the tubular body 1 of the device is pressed against the wall of the casing 22 from the side of the cutter 6 and fixed in the bore with dies 11, 12 and paws 10, which leads to increased reliability, and the cutter 6 is embedded in the body of the casing 22 . Further the chambers of the hydraulic chamber 2 are raised to the upper point of the perforation interval, at which the cutter 6 forms slots in the casing 22. The pins 19 are guided in the longitudinal grooves 20, protecting the hydraulic chamber 2 from jamming and rotation in the tubular casing 1. When reaching the upper point interval perforation housing chambers 2 lower and repeat the process again. Making thus reciprocating movements, the cutter 6 cuts a slot in the casing 22 and the surrounding cement stone (not shown). After completion of the entire operation, the pressure is relieved due to the drain hole 18. The fluid supply is stopped. The piston chamber 5 and the pistons 13, 14 of the locking nodes 3, 4 are returned to their original position. Then cut the next perforation hole. When using vertical displacements of the device as a surface drive in the well of a rocking machine, the loads are controlled by a dynamograph.

Технико-экономические преимущества предложенного изобретения в следующем. Устройство позволяет увеличить глубину перфорационных каналов в скважине за счет прижатия трубчатого корпуса к стенке обсадной колонны со стороны резца, что, в конечном итоге, ведет к сокращению сроков освоения скважины и интенсификации притока жидкости, повысить надежность работы за счет фиксации его в скважине, упростить изготовление устройства за счет упрощения механизма передачи на резец рабочего усилия. The technical and economic advantages of the proposed invention are as follows. The device allows to increase the depth of the perforation channels in the well by pressing the tubular body to the casing wall from the side of the cutter, which, ultimately, leads to a reduction in the development time of the well and intensification of fluid flow, to increase reliability by fixing it in the well, to simplify the manufacture devices by simplifying the transmission mechanism to the cutter of the working force.

Claims

A device for creating perforation slotted channels in a borehole wall, including a tubular body, a hydrochambers housing with the possibility of reciprocating movement, a hydrochamber piston, a perforating cutter and a return spring, characterized in that the hydrochamber piston is placed horizontally and rigidly connected to the cutter, the tubular body is made with longitudinal guide grooves and is equipped with a mechanism for fixing it in the well, including upper and lower fixing nodes located at the ends of the tubular body, each of which consists of a piston with dies, a hydraulic system, a return spring and a fixed paw on the side of the cutter, and the body of the hydraulic chamber is equipped with pins included in the longitudinal guide grooves of the tubular body, and is in communication with the hydraulic systems of the upper and lower fixing nodes.