RU2202035C2 - Downhole drift for pipes - Google Patents

Downhole drift for pipes Download PDF

Info

Publication number
RU2202035C2
RU2202035C2 RU2001117254A RU2001117254A RU2202035C2 RU 2202035 C2 RU2202035 C2 RU 2202035C2 RU 2001117254 A RU2001117254 A RU 2001117254A RU 2001117254 A RU2001117254 A RU 2001117254A RU 2202035 C2 RU2202035 C2 RU 2202035C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
working
space
cylinder
well
Prior art date
Application number
RU2001117254A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Ю. Вагапов
Ю.Г. Вагапов
Original Assignee
Вагапов Самат Юнирович
Вагапов Юнир Гафурович
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 Вагапов Самат Юнирович, Вагапов Юнир Гафурович filed Critical Вагапов Самат Юнирович
Priority to RU2001117254A priority Critical patent/RU2202035C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2202035C2 publication Critical patent/RU2202035C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: construction and repair of oil, gas and other wells. SUBSTANCE: invention can be used for communication of space of casing with environment to stimulate inflow of product from pool, for pumping of various fluids while acting on bottom and conducting insulation work when it is necessary to punch aggregate of holes in wall of casing string. Proposed drift is run in well on working string. It includes hollow body with side conduits filled with fluid and communicating with space of body. Piston with working tool is located in side conduit of body. Hollow cylinder is made fast to body. Rod is mounted in spaces of body and cylinder for axial movement. Hollow plunger is coupled to rod. It is installed in space of cylinder and forms working chamber together with it. Sub is made fast to cylinder. Pipe string with hydraulic conduit to feed power fluid-energy carrier from pump is used in the capacity of working string. Its space is hydraulically coupled to working chamber and space of well through chokes. Rod chamber communicates with space of well through holes in cylinder. Plunger has through conduit communicating working and rod chambers and carries normally open valve. Rod is made fast to plunger and they both are spring-loaded to ensure rod with position of extension from body and to secure shutting off of valve across conduit in plunger. Rod is provided with piston for interaction with fluid contained in body while rod extends from it. Normally closed control valve is installed in sub. It communicates working chamber with space of well. Shut-off element of control valve is tied up to piston of hydraulic relay of time delay. Relay is provided with non-return valve, conduits and return spring to secure opening of control valve after certain specified time delay and to accelerate its shut-off with return of relay to initial position. EFFECT: capability to punch aggregate of holes in casing string in process of single run through extended interval of well shaft. 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и ремонту нефтяных, газовых и других скважин и может использоваться для сообщения полости обсадной трубы в скважине с окружающей средой для получения притока продукции пласта, закачки различных жидкостей и растворов при воздействии на призабойную зону, при проведении изоляционных и прочих работ в тех случаях, когда для указанных целей необходимо пробить множество отверстий в стенке обсадной колонны на участке, имеющем значительную протяженность. The invention relates to the construction and repair of oil, gas and other wells and can be used to communicate a casing cavity in a borehole with the environment to obtain an inflow of formation products, injection of various fluids and solutions when exposed to the bottomhole zone, during insulation and other works in those cases when for these purposes it is necessary to punch a lot of holes in the wall of the casing in a section having a significant length.

Широко известны и находят всеобщее применение скважинные перфораторы многозарядного исполнения, использующие энергию взрывчатого вещества (ВВ), которые залповым выстрелом пробивают за один спуск устройства в скважину множество отверстий в стенке обсадной колонны или кумулятивными струями, или пулями, или разрывными снарядами ("торпедой"). Указанные перфораторы внутри скважины обычно транспортируются на гибком кабель-канате с помощью лебедки каротажной бригадой. Multiply charged borehole drills using explosive energy (BB) are widely known and are widely used, which, with a salvo, punch many holes in the casing wall with cumulative jets, or bullets, or explosive shells ("torpedoes") during one descent of the device into the well. . These perforators inside the well are usually transported on a flexible cable-rope using a logging winch.

Недостатки таких устройств заключаются в том, что их сложно доставить в горизонтальные участки забоев скважин, кроме того, часть пуль не пробивает стенки обсадной колонны и падает на забой. Кумулятивные перфораторы обеспечивают получение более надежного сообщения, но при этом диаметры отверстий составляют по некоторым данным только около 5 мм, что не всегда достаточно. И наконец устройства, использующие ВВ, небезопасны для персонала и иногда приводят к нарушениям целостности обсадной колонны ударной волной взрывов. The disadvantages of such devices are that it is difficult to deliver them to horizontal sections of the bottom of the wells, in addition, part of the bullets does not penetrate the walls of the casing and falls on the bottom. Cumulative perforators provide a more reliable message, but the diameter of the holes is, according to some reports, only about 5 mm, which is not always enough. And finally, devices using explosives are unsafe for personnel and sometimes lead to violations of the casing string by the explosive shock wave.

Известны перфораторы, спускаемые в скважину на силовом электрическом кабеле-канате, содержащие сверло с электроприводом для вращения, подачи и отвода его из отверстия [1]. Known perforators, lowered into the well on a power electric cable-rope, containing a drill with an electric drive for rotation, supply and removal of it from the hole [1].

Их недостаток - сложность доставки инструмента на кабель-канате в горизонтальные участки забоев скважин. Their disadvantage is the difficulty of delivering the tool on the cable to the horizontal sections of the bottom faces of the wells.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническому исполнению и принципу действия является скважинный пробойник для труб, спускаемый в скважину на рабочей колонне, содержащий полый заполненный жидкостью корпус с боковыми каналами, сообщающимися с полостью корпуса, установленный в боковом канале поршень с рабочим органом, жестко связанный с корпусом полый цилиндр, шток, установленный в полости корпуса и цилиндра с возможностью осевого перемещения, образующий с цилиндром штоковую камеру, плунжер, установленный в цилиндре и связанный со штоком с помощью срезного элемента и образующий с цилиндром рабочую камеру, которая через отверстие в переводнике сообщается с пространством скважины через обратный клапан, выполненный в виде разрушаемой при взаимодействии с рабочей колонной заглушки [2]. Closest to the proposed invention in terms of technical design and principle of operation is a downhole drill for pipes, lowered into the well on a working string, containing a hollow fluid-filled housing with side channels communicating with the cavity of the housing, a piston installed in the side channel with a working body rigidly connected to housing a hollow cylinder, a rod installed in the cavity of the housing and cylinder with the possibility of axial movement, forming a rod chamber with the cylinder, a plunger installed in the cylinder and coupled to the rod via shear member and defining with the cylinder a working chamber, which through an opening in communication with the space-sub borehole via a check valve configured as a frangible interaction with workstring plug [2].

Основной недостаток данного устройства - однократность действия, в результате чего за каждый его спуск в скважину можно получить практически не более 1-3 отверстий (определяется числом радиальных боковых каналов в его корпусе). Другой недостаток - для приведения его в действие путем разрушения заглушки под воздействием рабочей колонны устройство должно быть посажено на какой-нибудь упор в скважине. Кроме того, промысловая практика показала, что однократного воздействия его рабочего органа на пробиваемую трубу иногда недостаточно для получения необходимого отверстия в стенке трубы и по этой причине операцию по пробивке приходится выполнять повторно, для чего устройство требуется извлекать из скважины, собрать его с новыми заглушкой и штифтом и снова спускать в скважину. The main disadvantage of this device is the one-shot action, as a result of which, for each of its descent into the well, practically no more than 1-3 holes can be obtained (determined by the number of radial side channels in its casing). Another disadvantage is that in order to bring it into action by destroying the plug under the influence of the working string, the device must be seated on some stop in the well. In addition, field practice has shown that a single exposure of its working body to a pipe to be punched is sometimes not enough to obtain the required hole in the pipe wall and for this reason, the punching operation has to be repeated, for which the device needs to be removed from the well, assembled with a new plug and with a pin and lower it into the well again.

Целью изобретения является пробивка множества отверстий в обсадной колонне за один спуск скважинного пробойника для труб на рабочей колонне, чтобы использовать его в качестве перфоратора для вскрытия протяженного интервала ствола скважины, притом в скважинах, где не имеется упора. Другая цель изобретения - обеспечение более надежного сообщения полости пробиваемой трубы с окружающей средой через отверстия путем многократного воздействия рабочего органа устройства на пробиваемые отверстия, т.е. обеспечение многократного внедрения рабочего органа в одно и то же отверстие в процессе пробивки. The aim of the invention is the punching of many holes in the casing for one descent of the borehole punch for pipes on the working string, to use it as a perforator to open an extended interval of the wellbore, moreover in wells where there is no stop. Another objective of the invention is the provision of a more reliable communication of the cavity of the punched pipe with the environment through the holes by repeatedly exposing the working member of the device to the punched holes, i.e. ensuring multiple implementation of the working body in the same hole in the punching process.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве рабочей использована колонна труб с гидравлическим каналом для подачи силовой жидкости-энергоносителя от насоса, полость которой гидравлически связана с рабочей камерой и пространством скважины через дроссели, штоковая камера через отверстия в цилиндре сообщена с пространством скважины, плунжер выполнен со сквозным каналом, сообщающим рабочую и штоковую камеры, на котором установлен нормально открытый клапан, шток и плунжер соединены между собой жестко и подпружинены для обеспечения штоку положения, выдвинутого из корпуса и для обеспечения закрытия клапана. На канале плунжера шток снабжен поршнем для взаимодействия с жидкостью, содержащейся в корпусе, при выдвижении штока из него, а в переводнике установлен сообщающий рабочую камеру с пространством скважины нормально закрытый золотник, запорный элемент которого связан с поршнем гидравлического реле выдержки времени, причем последнее снабжено обратным клапаном, каналами и возвратной пружиной для обеспечения открывания золотника после выдержки некоторого заданного времени и ускоренного закрывания с возвратом реле в исходное состояние. This goal is achieved by the fact that a pipe string with a hydraulic channel is used as a working channel for supplying a power energy carrier fluid from a pump, the cavity of which is hydraulically connected to the working chamber and the space of the well through throttles, the rod chamber is in communication with the space of the well through openings in the cylinder, the plunger is made with a through channel communicating the working and stem chambers, on which a normally open valve is installed, the stem and plunger are rigidly interconnected and spring-loaded to ensure current position, extended out of the case and to ensure closing of the valve. On the plunger channel, the stem is equipped with a piston for interacting with the fluid contained in the housing when the stem is pulled out of it, and a normally closed spool communicating the working chamber with the well space is installed in the sub, the shut-off element of which is connected to the piston of the hydraulic time delay relay, the latter provided with a reverse a valve, channels and a return spring to ensure the opening of the spool after holding a certain predetermined time and accelerated closing with the reset of the relay to its original state.

На фиг.1а изображен предложенный пробойник - продольный разрез от рабочей колонны до сечения I-I через плунжер; на фиг.1б - продолжение устройства от сечения I-I до нижнего конца; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг. 1а; на фиг.3 - поперечное сечение Б-Б фиг.1б. On figa shows the proposed punch - a longitudinal section from the working column to section I-I through the plunger; on figb is a continuation of the device from section I-I to the lower end; figure 2 is a cross section aa in fig. 1a; figure 3 is a cross section bB fig.1b.

Устройство пробойника следующее. The device of the punch is as follows.

Пробойник опускается в скважину на рабочей колонне труб 1, которая через переводник 2 соединена с цилиндром 3. Полость рабочей колонны 1 через дроссель 4 имеет сообщение с пространством скважины, а через дроссель 5 сообщается с рабочей камерой 6 через каналы 7 в переводнике 2. В переводнике 2 установлен подпружиненный запорный элемент 8 золотника, который перекрывает сообщение рабочей камеры 6 с пространством скважины, выполненное через каналы 7, полости 9 золотника и окна 10 в переводнике 2. Запорный элемент 8 золотника через шток 11 связан с поршнем 12 гидравлического реле 13 выдержки времени, полость которого 14 заполнена жидкостью. В поршне 12 реле 13 имеется обратный клапан 15, перекрывающий канал 16, сообщающий полости реле 13. Другим каналом, сообщающим полости 9 золотника, является радиальный зазор между поршнем 12 и корпусом реле 13. Поршень 12 снабжен толкателем 17. В цилиндре 3 установлен плунжер (поршень) привода 18, снабженный уплотнительным элементом 19, который образует под плунжером 18 штоковую камеру 20. The punch is lowered into the borehole on the working string of pipes 1, which is connected through the cylinder 2 through the sub 2. The cavity of the working string 1 through the throttle 4 communicates with the well space, and through the throttle 5 communicates with the working chamber 6 through channels 7 in the sub 2. In the sub 2, a spring-loaded shut-off element 8 of the spool is installed, which blocks the communication of the working chamber 6 with the space of the well made through the channels 7, cavities 9 of the spool and the window 10 in the sub 2. The shut-off element 8 of the spool is connected through the rod 11 to the piston m 12 hydraulic relay 13 time delay, the cavity of which 14 is filled with liquid. In the piston 12 of the relay 13 there is a check valve 15, which blocks the channel 16, which communicates the cavity of the relay 13. Another channel, which communicates the cavity 9 of the spool, is the radial clearance between the piston 12 and the housing of the relay 13. The piston 12 is equipped with a pusher 17. A plunger is installed in the cylinder 3 ( the piston) of the drive 18, equipped with a sealing element 19, which forms a rod chamber 20 under the plunger 18.

Рабочая камера 6 со штоковой 20 сообщена через каналы 21 и 22 в плунжере 18. Канал 21 перекрыт клапаном 23, который стремится находится в нормально открытом состоянии под действием пружины 24, установленной под толкателем 25. Приводной плунжер 18 соединен со штоком 26 жестко и они подпружинены силовой пружиной 27, которая в нормальном (исходном) состоянии устройства должна обеспечивать выход штока 26 из полости корпуса 28, заполненной жидкостью. Шток 26 снабжен поршнем 29. Осевая полость корпуса 28 выполнена двухступенчатым сечением, т. е. в верхней части 30 имеет размер, обеспечивающий малый радиальный зазор для поршня 29. The working chamber 6 with the rod 20 is communicated through channels 21 and 22 in the plunger 18. The channel 21 is closed by a valve 23, which tends to be in a normally open state under the action of a spring 24 installed under the pusher 25. The drive plunger 18 is rigidly connected to the rod 26 and they are spring loaded a power spring 27, which in the normal (initial) state of the device should provide the output of the rod 26 from the cavity of the housing 28 filled with liquid. The rod 26 is equipped with a piston 29. The axial cavity of the housing 28 is made of a two-stage section, that is, in the upper part 30 it has a size that provides a small radial clearance for the piston 29.

В корпусе 28 выполнен боковой канал 31, где размещены силовой поршень 32 с рабочим органом 33 - колющим наконечником. Боковой канал 31 и полость корпуса 28 сообщены каналом 34. Штоковая камера 20 свободно сообщается с пространством скважины через отверстия 35 в цилиндре. A side channel 31 is made in the housing 28, where a power piston 32 with a working body 33, a piercing tip, is placed. The lateral channel 31 and the cavity of the housing 28 are communicated by the channel 34. The rod chamber 20 freely communicates with the space of the well through holes 35 in the cylinder.

Работа пробойника. Work punch.

Во время спуска устройства в скважину его элементы находятся в положении, изображенном на фиг.1а и б, т.к. силовая пружина 27 развивает в несколько раз большую силу, чем пружина 24 клапана 23, поэтому последний закрыт, т. к. он прижат к торцу реле 13. Запорный элемент 8 золотника находится в изображенном состоянии под действием своей пружины 36 и удерживается еще и под действием толкателя 17 реле 13, т.к. на толкатель 17 действует и сила пружины 27, передаваемая через клапан 23. Во время погружения устройства под уровень жидкости в скважине сообщение полости рабочей колонны 1 с пространством скважины происходит через отверстие 4, а детали пробойника находятся в равновесии в описанном (изображенном) состоянии, т.к. все его проточные полости, каналы (кроме постоянно закрытых полостей корпуса 18 и реле 13) свободно сообщаются с окружающей средой - пространством скважины через каналы, полости и отверстия 4, 5, 7, 6, 9, 10, а так же через отверстие 35, штоковую камеру 20, каналы 21 и 22. После достижения пробиваемого интервала устройство останавливается и в рабочую колонну труб 1 закачивается силовая жидкость, часть которой вытекает через дроссель 4 в пространство скважины, а другая часть поступает через дроссель 5 в пробойник, а далее через канал 7 поступает в рабочую камеру 6 и действует на закрытый клапан 23 и на плунжер (поршень) привода 18, перемещает его вместе со штоком 26, отжимая пружину 27, в результате чего силовой поршень 32 с рабочим наконечником 33 вытесняются из корпуса 28 и наконечник внедряется в стенку скважины частично или полностью. Поскольку из-за сопротивления наконечника 33 внедрению и силы, необходимой для сжатия силовой пружины 27, описанный рабочий ход происходит при избыточном давлении в рабочей камере 6, которое на 60-140 атм превышает давление окружающей среды (по результатам экспериментов), запорный элемент 8 золотника так же нагружается этим перепадом, т.к. его противоположный торец через окна 10 сообщается со скважиной. Однако из-за сопротивления поршня 12 реле 13, наполненного маслом, связанный с реле 13 штоком 11 запорный элемент 8 золотника перемещается вниз медленно (за 4-8 с). При этом жидкость из под поршня 12 реле перетекает вверх через радиальный зазор между поршнем 12 и реле 13. В момент выхода поршня 12 реле 13 в расточенный участок 37 корпуса запорный элемент 8 золотника резко сообщает полость рабочей камеры 6 с пространством скважины через окна 10, полость 9 и каналы 7. В этот момент исчезает перепад давления на плунжер (поршень) 18 привода и на его клапан 23, поэтому вся сборка - поршень 18, клапан 23, шток 26 с тормозным поршнем 29 - подбрасывается резко вверх под действием силы сжатия пружины 27. В момент входа поршня 29 штока 26 в суженную часть 30 в полости корпуса 28 происходит резкое торможение системы "шток 26 - плунжер 18 - клапан 23". Сила инерции, связанная с указанным торможением, и сила пружины 24 клапана отрывают его от плунжера 18 (поршня), т.к. в указанный момент отсутствует перепад давления на них, т.к. и рабочая камера 6, и штоковая 20 сообщены с пространством скважины. During the descent of the device into the well, its elements are in the position shown in figa and b, because the power spring 27 develops several times greater force than the spring 24 of the valve 23, so the latter is closed, because it is pressed against the end of the relay 13. The shut-off element 8 of the spool is in the shown state under the action of its spring 36 and is also retained by pusher 17 of the relay 13, because the pusher 17 is also affected by the force of the spring 27 transmitted through the valve 23. During immersion of the device under the liquid level in the well, the cavity of the working string 1 communicates with the space of the well through the hole 4, and the details of the punch are in equilibrium in the described (pictured) state, t .to. all its flowing cavities, channels (except for constantly closed cavities of the housing 18 and relay 13) freely communicate with the environment - the space of the well through channels, cavities and holes 4, 5, 7, 6, 9, 10, as well as through the hole 35, stock chamber 20, channels 21 and 22. After reaching the punched interval, the device stops and power fluid is pumped into the working string of pipes 1, part of which flows through the throttle 4 into the borehole space, and the other part flows through the throttle 5 into the punch, and then through channel 7 enters the working space 6 and acts on the closed valve 23 and on the plunger (piston) of the actuator 18, moves it together with the stem 26, squeezing the spring 27, as a result of which the power piston 32 with the working tip 33 are expelled from the housing 28 and the tip is partially or partially embedded in the well wall completely. Since, due to the resistance of the tip 33 to penetration and the force necessary to compress the power spring 27, the described stroke occurs at an excess pressure in the working chamber 6, which is 60-140 atm higher than the ambient pressure (according to the results of the experiments), the shut-off element 8 of the spool also loaded with this difference, because its opposite end through the window 10 communicates with the well. However, due to the resistance of the piston 12 of the relay 13 filled with oil, the spool shutter element 8 connected to the relay 13 by the rod 11 moves slowly downward (in 4-8 s). In this case, the liquid from under the piston 12 of the relay flows upward through the radial clearance between the piston 12 and the relay 13. At the time of the piston 12 of the relay 13 entering the bored portion of the housing 37, the shut-off element 8 of the spool sharply communicates the cavity of the working chamber 6 with the space of the well through the windows 10, the cavity 9 and channels 7. At this moment, the pressure drop across the actuator plunger (piston) 18 and its valve 23 disappears, therefore the entire assembly — the piston 18, valve 23, rod 26 with the brake piston 29 — throws up sharply under the action of the spring compression force 27 . At the time of entry of the piston 29 of the rod 2 6 in the narrowed part 30 in the cavity of the housing 28 there is a sharp braking of the system "rod 26 - plunger 18 - valve 23". The force of inertia associated with the indicated braking, and the force of the valve spring 24 tear it from the plunger 18 (piston), because at the indicated moment there is no pressure drop on them, because and the working chamber 6, and the rod 20 are in communication with the space of the well.

Далее происходит замедленное перемещение всей системы штока 26 вверх под действием пружины 27 - указанное замедление обеспечивается демпфирующим действием поршня 29, взаимодействующего с жидкостью корпуса 28. За это время жидкость из рабочей камеры 6 вытесняется вниз через каналы 21, 22 в штоковую камеру 20, далее через отверстие 35 - в скважину. В указанном движении жидкости участвует и силовая жидкость, которая продолжает поступать в рабочую камеру 6 через дроссель 5. Размер дросселя 5 выбирают таким, чтобы общий поток не смог закрыть клапан 23 (около 700-1700 см3/с). В период времени, когда клапан 23 открытый, запорный элемент золотника 8, снова занимает исходное (закрытое положение), при этом он преодолевает незначительное избыточное давление под дросселем 5 (и в камере 6), вызванное гидравлическими сопротивлениями в каналах устройства. Соответственно выбирается и сила пружины 36 реле, и параметры обратного клапана 15 в поршне 12 реле 13. Заметим, что возврату реле 13 в исходное (нарисованное) положение способствует и силовая пружина 27, которая прижимает клапан 23 с плунжером 18 к корпусу 13 реле и через толкатель 17 действует на подвижную систему "золотник 8 - реле 13". Обратный вход в корпус поршня 32 с рабочим органом 33 происходит под действием избыточного давления в пространстве скважины (в окружающей среде), так как шток 26, выталкиваемый из полости корпуса 28 силовой пружины 27, создает в полости корпуса 28 пониженное давление. После прижатия клапана 23 к плунжеру 18 он закрывается. И при этом в рабочей камере 6 повышается давление и весь рабочий процесс внедрения наконечника - рабочего органа 33 в стенку скважины повторяется с частотой около 4-12 операций в минуту (по результатам расчетов). Таким образом, за время остановки пробойника на одном месте получается одно отверстие в результате нескольких внедрений наконечника в одно место, что способствует образованию трещин и крошению цементного кольца за пробиваемой обсадной трубой. Для перехода к пробивке другого отверстия прокачку силовой жидкости через рабочую колонну 1 и дроссели 4 и 5 прекращают. После прекращения прокачки силовой жидкости давления в скважинном пространстве, в рабочей камере 6 и штоковой камере 20 выравниваются и пробойник немедленно занимает исходное, изображенное на фиг.1а и б, положение под действием силовой пружины 27 несмотря на то, в какой фазе цикла действия была прекращена подача жидкости к устройству. Далее колонна рабочей трубы с пробойником перемещается на другую глубину или поворачивается на месте или эти два движения выполняются вместе. Контроль за работой устройства ведется по циклам скачка давлений на устье скважины, т.к. в период открытого золотника 8 давление на устье снижается.Then there is a slow movement of the entire system of the rod 26 upward under the action of the spring 27 - the specified deceleration is provided by the damping effect of the piston 29 interacting with the fluid of the housing 28. During this time, the liquid from the working chamber 6 is forced down through the channels 21, 22 into the rod chamber 20, then through hole 35 - into the well. A force fluid also takes part in this fluid movement, which continues to enter the working chamber 6 through the throttle 5. The size of the throttle 5 is chosen so that the total flow cannot close valve 23 (about 700-1700 cm 3 / s). In the period of time when the valve 23 is open, the shutoff element of the spool 8 again occupies the initial (closed position), while it overcomes a slight excess pressure under the throttle 5 (and in the chamber 6), caused by hydraulic resistance in the channels of the device. Accordingly, both the spring force 36 of the relay and the parameters of the non-return valve 15 in the piston 12 of the relay 13 are selected. Note that the return of the relay 13 to its original (drawn) position is also facilitated by the power spring 27, which presses the valve 23 with the plunger 18 to the relay housing 13 and through the pusher 17 acts on the movable system "valve 8 - relay 13". The reverse entry into the piston housing 32 with the working body 33 occurs under the action of excessive pressure in the borehole space (in the environment), since the rod 26, pushed out of the cavity of the housing 28 of the power spring 27, creates a reduced pressure in the cavity of the housing 28. After pressing the valve 23 to the plunger 18, it closes. And while in the working chamber 6 the pressure rises and the whole working process of introducing the tip - the working body 33 into the well wall is repeated with a frequency of about 4-12 operations per minute (according to the calculation results). Thus, during the stop of the punch in one place, one hole is obtained as a result of several penetrations of the tip in one place, which contributes to the formation of cracks and crumbling of the cement ring behind the punched casing. To go to the punching of another hole, the pumping of the power fluid through the working column 1 and the inductors 4 and 5 is stopped. After stopping the pumping of the power fluid pressure in the borehole space in the working chamber 6 and the rod chamber 20 are equalized and the punch immediately takes the initial position shown in figa and b, under the action of the power spring 27, despite the phase of the cycle of action was terminated fluid supply to the device. Further, the column of the working pipe with the punch moves to a different depth or rotates in place or these two movements are performed together. Monitoring the operation of the device is carried out according to the cycles of the pressure jump at the wellhead, because during the open spool 8, the pressure on the mouth decreases.

По вопросу о соответствии предложенного устройства критерию "изобретательский уровень" сообщаем следующее. On the issue of compliance of the proposed device with the criterion of "inventive step" we report the following.

Несмотря на то, что авторы более чем четверть века интенсивно работают над разработками пробойников различного типа и назначения, а так же новых технологий, основанных на их использовании (наше первое А. С. 673724 относится к 1975 г.), - им не известны устройства, аналогичные описанному в настоящей заявке, в частности пробойники непрерывного действия, как предложенный. Как известно, в последние годы широкое развитие получает разработка и доразработка нефтяных и газовых месторождений с помощью проходки в пласте горизонтальных участков скважин, которые имеют при этом протяженность горизонтального забоя в сотни метров. Нередко эти "горизонтальные" скважины имеют даже восходящие участки. Как правило, они выполняются с использованием новейших технологий, например, основанных на применении гибких колонн труб, сворачиваемых на устье в рулоны (Колтюбинговых агрегатов). На такие участки забоя трудно доставить традиционные перфораторные устройства, спускаемые на кабель-канате. В связи с этими обстоятельствами авторам представляется весьма перспективным использование описанного устройства и при заканчивании скважин с применением гибких колонн труб, в том числе с созданием циркуляции с помощью газообразного азота, когда вскрытие пласта производится с обеспечением (поддержанием) необходимой депрессии на призабойную зону. Важно отметить, что авторы не противопоставляют описанный инструмент традиционным перфораторам, т.к. чем богаче арсенал технических средств, тем успешнее решение тех или иных технологических проблем. Тем не менее, здесь считаем возможным указать, что согласно нашим проработкам уже сегодня для обсадных труб 168•10 мм и более можно разработать пробойники описанной конструкции и развивающие на наконечнике до 50-70 тонн. Простейшие расчеты показывают, что работа воздействия инструмента при таких показателях даже за одно внедрение превышает кинетическую энергию пули калибра 12,7 мм (0,5 дюйма) скважинного перфоратора. Принимая во внимание, что предложенный пробойник пробивает каждое отверстие путем нескольких внедрений своего рабочего наконечника, можно ожидать высокую эффективность патентуемого заявляемого устройства в ряде условий его использования. В настоящее время предложенный (непрерывного действия) пробойник разработан авторами для труб 89•6,5, в т.ч. высоких групп прочности (конкретные цифры по некоторым параметрам устройства, приведенные по ходу описания, относятся именно к пробойнику указанного размера). Опыт разработки, изготовления и эксплуатации пробойников "разового" действия для труб 48•4,0-114•7,0 (различного типа и принципа привода) дает основания ожидать, что нет принципиальных трудностей и при разработке предложенных пробойников для труб 73•5,5, а в последующем после уточнения некоторых вопросов "ноу-хау" и для труб 60•5,0 (при необходимости). Despite the fact that the authors have been working intensively over a quarter of a century on the development of punches of various types and purposes, as well as new technologies based on their use (our first A. S. 673724 refers to 1975), they do not know the device , similar to those described in this application, in particular continuous punches, as proposed. As you know, in recent years, the development and further development of oil and gas fields has been widely developed by drilling horizontal sections of wells in the reservoir, which at the same time have a horizontal bottom hole length of hundreds of meters. Often these "horizontal" wells have even ascending sections. As a rule, they are carried out using the latest technologies, for example, based on the use of flexible pipe columns that are rolled at the mouth into coils (coiled tubing units). It is difficult to deliver traditional punching devices that are lowered onto the cable to such sections of the face. In connection with these circumstances, the authors find it very promising to use the described device when completing wells using flexible pipe columns, including creating circulation with the help of gaseous nitrogen, when the formation is opened to ensure (maintaining) the necessary depression on the bottom-hole zone. It is important to note that the authors do not contrast the described tool with traditional perforators, as the richer the arsenal of technical means, the more successful the solution of certain technological problems. Nevertheless, we consider it possible to indicate here that according to our studies even today for casing pipes of 168 • 10 mm and more it is possible to develop punches of the described design and developing up to 50-70 tons on the tip. The simplest calculations show that the operation of the tool with such indicators, even for one implementation, exceeds the kinetic energy of a 12.7 mm (0.5 inch) bullet of a downhole perforator. Considering that the proposed punch punches each hole by several implementations of its working tip, we can expect high efficiency of the patented inventive device in a number of conditions for its use. Currently, the proposed (continuous operation) punch is developed by the authors for pipes 89 • 6.5, incl. high strength groups (specific figures for some parameters of the device, given along the description, relate specifically to the punch of the specified size). The experience in the development, manufacture and operation of single-shot punches for 48 • 4.0-114 • 7.0 pipes (of various types and drive principles) gives reason to expect that there are no fundamental difficulties in the development of the proposed punches for pipes 73 • 5, 5, and subsequently, after clarification of certain “know-how” issues, for pipes 60 • 5.0 (if necessary).

Источники информации
1. Сверлящий перфоратор типа "ППС 112-60", НПП "Азимут" при Уфимском государственном нефтяном техническом университете.
Sources of information
1. Drilling punch type "PPS 112-60", NPP "Azimut" at the Ufa State Oil Technical University.

2. Патент РФ 2057894. 2. RF patent 2057894.

3. Патент РФ 673724. 3. RF patent 673724.

Claims (1)

Скважинный пробойник для труб и спуска в скважину на рабочей колонне, содержащий полый заполненный жидкостью корпус с боковыми каналами, сообщающимися с полостью корпуса, установленный в боковом канале корпуса поршень с рабочим органом, жестко связанный с корпусом полый цилиндр, шток, установленный в полости корпуса и цилиндра с возможностью осевого перемещения, связанный со штоком полый плунжер, установленный в полости цилиндра и образующий с ним штоковую и рабочую камеры, переводник, жестко связанный с цилиндром, отличающийся тем, что в качестве рабочей использована колонна труб с гидравлическим каналом для подачи силовой жидкости - энергоносителя от насоса, полость которой гидравлически связана с рабочей камерой и пространством скважины через дроссели, штоковая камера через отверстия в цилиндре сообщена с пространством скважины, плунжер выполнен со сквозным каналом, сообщающим рабочую и штоковую камеры, на котором установлен нормально открытый клапан, шток и плунжер соединены между собой жестко и подпружинены для обеспечения штоку положения, выдвинутого из корпуса и для обеспечения закрытия клапана на канале плунжера, шток снабжен поршнем для взаимодействия с жидкостью, содержащейся в корпусе, при выдвижении штока из него, а в переводнике установлен сообщающий рабочую камеру с пространством скважины нормально закрытый золотник, запорный элемент которого связан с поршнем гидравлического реле выдержки времени, причем последнее снабжено обратным клапаном, каналами и возвратной пружиной для обеспечения открывания золотника после выдержки некоторого заданного времени и ускоренного закрытия с возвратом реле в исходное состояние. Downhole punch for pipes and descent into the borehole on the working string, containing a hollow fluid-filled housing with side channels communicating with the housing cavity, a piston installed in the side channel of the housing with a working body, a hollow cylinder rigidly connected to the housing, a rod installed in the housing cavity and axially displaceable cylinder, a hollow plunger connected to the rod installed in the cylinder cavity and forming the rod and working chambers with it, an adapter rigidly connected to the cylinder, characterized in that as a working pipe string was used with a hydraulic channel for supplying a power fluid - an energy carrier from the pump, the cavity of which is hydraulically connected to the working chamber and the space of the well through throttles, the rod chamber is in communication with the space of the well through the holes in the cylinder, the plunger is made with a through channel communicating the working and the rod chamber, on which the normally open valve is installed, the rod and plunger are rigidly connected to each other and spring-loaded to provide the rod with a position extended from the housing and to ensure that the valve closes on the plunger channel, the stem is equipped with a piston for interacting with the fluid contained in the housing when the stem is extended from it, and a normally closed spool communicating with the working chamber with the well space is installed in the sub, the shut-off element of which is connected to the hydraulic relay piston time delay, the latter being equipped with a check valve, channels and a return spring to ensure the opening of the spool after holding a certain predetermined time and accelerated closing with return the relay to its initial state.
RU2001117254A 2001-06-19 2001-06-19 Downhole drift for pipes RU2202035C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001117254A RU2202035C2 (en) 2001-06-19 2001-06-19 Downhole drift for pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001117254A RU2202035C2 (en) 2001-06-19 2001-06-19 Downhole drift for pipes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2202035C2 true RU2202035C2 (en) 2003-04-10

Family

ID=20251010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001117254A RU2202035C2 (en) 2001-06-19 2001-06-19 Downhole drift for pipes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2202035C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2373382C1 (en) * 2008-04-03 2009-11-20 Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть- Ноябрьскнефтегазгеофизика" Method for mechanical perforation and device for its realisation
RU2420656C1 (en) * 2009-12-21 2011-06-10 Игорь Александрович Гостев Perforator with multiplier for secondary exposure of beds
RU2679235C1 (en) * 2018-05-03 2019-02-06 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Punch

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3062294A (en) * 1959-11-13 1962-11-06 Gulf Research Development Co Apparatus for fracturing a formation
RU2057894C1 (en) * 1993-08-10 1996-04-10 Юнир Гафурович Вагапов Borehole punch for pipes
RU2087685C1 (en) * 1994-02-16 1997-08-20 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегазгеофизика" Method and device for mechanical perforation of oil and gas wells
SU1391204A1 (en) * 1986-08-25 1998-06-27 Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт Perforator for pump-compressor pipes
RU2126496C1 (en) * 1998-03-19 1999-02-20 Дябин Александр Геннадьевич Method of operation of well and perforator for oil well tubing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3062294A (en) * 1959-11-13 1962-11-06 Gulf Research Development Co Apparatus for fracturing a formation
SU1391204A1 (en) * 1986-08-25 1998-06-27 Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт Perforator for pump-compressor pipes
RU2057894C1 (en) * 1993-08-10 1996-04-10 Юнир Гафурович Вагапов Borehole punch for pipes
RU2087685C1 (en) * 1994-02-16 1997-08-20 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегазгеофизика" Method and device for mechanical perforation of oil and gas wells
RU2126496C1 (en) * 1998-03-19 1999-02-20 Дябин Александр Геннадьевич Method of operation of well and perforator for oil well tubing

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2373382C1 (en) * 2008-04-03 2009-11-20 Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть- Ноябрьскнефтегазгеофизика" Method for mechanical perforation and device for its realisation
RU2420656C1 (en) * 2009-12-21 2011-06-10 Игорь Александрович Гостев Perforator with multiplier for secondary exposure of beds
RU2679235C1 (en) * 2018-05-03 2019-02-06 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Punch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2401936C1 (en) Procedure and device for intrawell selective communication by means of fluid medium
RU2411352C2 (en) Systems and methods for forming cavities and perforation channels in well
US4339000A (en) Method and apparatus for a bridge plug anchor assembly for a subsurface well
EP2006486A2 (en) Single trip well abandonment with dual permanent packers and perforating gun
US20210108475A1 (en) Impact Resistant Material in Setting Tool
US6712158B2 (en) Apparatus and method for coring and/or drilling
US9228413B2 (en) Multi-stage setting tool with controlled force-time profile
SA111320192B1 (en) Expandable Ball Seat
WO2021113758A1 (en) Impact resistant material in setting tool
US11834939B2 (en) Method for treating intervals of a producing formation
US7766087B2 (en) Methods and apparatus for placement of well equipment
RU2202035C2 (en) Downhole drift for pipes
RU2069740C1 (en) Piercing perforator for formation of channels in casing strings of oil-gas wells
US10781677B2 (en) Pyrotechnic initiated hydrostatic/boost assisted down-hole activation device and method
US10753177B2 (en) Method and apparatus for actuating downhole tools
US11448025B2 (en) Impact resistant material in setting tool
RU2211310C1 (en) Well punch-perforator
RU19086U1 (en) DEVICE FOR DEEP PUNCHING OF CUTTING WELLS AND EXECUTIVE PUNCH BODY
RU2299316C2 (en) Method and device for deep well perforation
RU2206707C2 (en) Downhole pipe punch
RU2316644C2 (en) Mechanical-hydraulic perforator
RU2777043C1 (en) Downhole electrovalve (options)
RU2817925C1 (en) Method and device for destruction of cement stone behind casing pipe
RU2539087C2 (en) Downhole pulsator
CN112855092B (en) Downhole operation method and perforation short joint for separate production and separate injection

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080620