RU2255196C1 - Device for drilling deep perforation channels in cased well - Google Patents

Device for drilling deep perforation channels in cased well Download PDF

Info

Publication number
RU2255196C1
RU2255196C1 RU2003134606/03A RU2003134606A RU2255196C1 RU 2255196 C1 RU2255196 C1 RU 2255196C1 RU 2003134606/03 A RU2003134606/03 A RU 2003134606/03A RU 2003134606 A RU2003134606 A RU 2003134606A RU 2255196 C1 RU2255196 C1 RU 2255196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
housing
engine
pipes
cavity
Prior art date
Application number
RU2003134606/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.Т. Захаренко (RU)
Л.Т. Захаренко
С.Н. Лисовский (RU)
С.Н. Лисовский
Н.В. Степанов (RU)
Н.В. Степанов
В.Н. Коршунов (RU)
В.Н. Коршунов
К.А. Бугаев (RU)
К.А. Бугаев
А.Д. Жариков (RU)
А.Д. Жариков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК")
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 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") filed Critical Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК")
Priority to RU2003134606/03A priority Critical patent/RU2255196C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2255196C1 publication Critical patent/RU2255196C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: device has body, provided with anchor, lowered on pipes to given depth, having guide and ring-shaped compaction of hydro-drive, and also made with possible displacement inside pipes and body by displacement means, hydraulic engine, passing through compaction, hollow of which is connected to destroying tool hollow, consisting of flexible shaft, provided with destroying head. Device also has tool for destroying casing column and tool for destroying rock, while hydro-drive consists of hollow leading and following shafts, made with possible rotation and longitudinal movement of the latter inside leading shaft until mounting in socket of leading shaft, forming non-pressurized couple cylinder-piston, while torque from leading shaft to following shaft is passed via ratchet gear, body has hydraulic channel, connecting guide hollow to ring-shaped well space, while on the side, opposite to output aperture of guide hydraulic deflector of piston-cylinder type is mounted on it, and in upper portion of body a cylindrical recess is present, made with possible hermetic mounting of leading shaft with rotation, while outside the body an anchor is mounted, being in threaded connection to sub connected to body, and engine is made with possible hermetic mounting in ring-shaped compaction, mounted above recess in body at a distance, lesser than total length of engine and leading shaft, while on the inner surface of body a stop is mounted made with possible interaction with shelves on outer surface of engine body. For making perforation channels in abrasive rocks rock-destroying tool is used, consisting of flexible shaft and chisel. As movement means flexible pipes are used, hollow of which connects to engine hollow.
EFFECT: higher reliability, higher efficiency.
7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и может быть использовано для вторичного вскрытия продуктивных пластов обсаженных скважин.The invention relates to the field of oil and gas production and can be used for the secondary opening of productive formations of cased wells.

Известно устройство для бурения глубоких перфорационных каналов в абразивных горных породах, включающее блок сверления, состоящий из гидравлического двигателя и сверла, блок бурения, состоящий из гибкого вала и долота, и поршневой гидропривод.A device is known for drilling deep perforation channels in abrasive rocks, including a drilling unit consisting of a hydraulic motor and a drill, a drilling unit consisting of a flexible shaft and a bit, and a piston hydraulic actuator.

Устройство спускают на трубах на требуемую глубину, заякоривают, а разрушение обсадной колонны производят вращением сверла гидравлическим двигателем с продольным перемещением при помощи поршня. Затем производят втягивание сверла в исходное положение, перемещение блока сверления вниз и установку на его место блока бурения, в котором соединенное с гибким валом долото позиционируется соосно с полученным отверстием в обсадной колонне. Производят бурение канала в горной породе с промывкой вращением гибкого вала, снабженного долотом, гидравлическим двигателем с поршневым гидроприводом продольного перемещения. После окончания бурения втягивают гибкий вал с долотом в корпус устройства и перемещают блоки бурения и сверления вверх в исходное положение. Все операции по сверлению и бурению осуществляются семью последовательными циклами нагнетания и сброса давления на устье скважины, воздействующими на клапаны блока управления, запрограммированного на определенную последовательность операций и выдающего гидравлические сигналы на соответствующие исполнительные механизмы.The device is lowered onto the pipes to the required depth, anchored, and the casing is destroyed by rotating the drill with a hydraulic motor with longitudinal movement by means of a piston. Then the drill is retracted to its original position, the drilling unit is moved down and a drilling unit is installed in its place, in which the bit connected to the flexible shaft is positioned coaxially with the hole obtained in the casing. A channel is drilled in rock with flushing by rotation of a flexible shaft equipped with a chisel, a hydraulic motor with a piston hydraulic drive for longitudinal movement. After drilling is completed, a flexible shaft with a chisel is pulled into the device body and the drilling and drilling blocks are moved up to their initial position. All drilling and drilling operations are carried out in seven successive cycles of injection and pressure relief at the wellhead, acting on the valves of the control unit, programmed for a specific sequence of operations and issuing hydraulic signals to the appropriate actuators.

Для получения каждого последующего канала освобождают якорь, перемещают колонну в требуемое положение и вновь заякоривают [1].To obtain each subsequent channel, the anchor is released, the column is moved to the required position and anchored again [1].

Устройство имеет следующие недостатки:The device has the following disadvantages:

1. Ввиду того, что возврат сверла и гибкого вала с долотом осуществляется по командам с поверхности подачей и снятием избыточного давления при отсутствии информации у оператора о достижении сверлом и долотом заданной глубины сверления и бурения, может произойти сверление обсадной колонны на глубину, меньшую заданной. Так как для бурения применяется специализированное долото, оно может не обеспечить разрушение обсадной колонны.1. Due to the fact that the drill and the flexible shaft with the bit are returned by commands from the surface by applying and removing excess pressure in the absence of information from the operator about the drill and bit reaching the specified drilling and drilling depth, drilling of the casing to a depth less than the specified one can occur. Since a specialized bit is used for drilling, it may not provide for the destruction of the casing string.

2. Для замены сверла и долота необходимо поднять и спустить на трубах устройство, что требует значительных затрат времени.2. To replace the drill and bit, it is necessary to raise and lower the device on the pipes, which requires a significant investment of time.

3. Для получения каждого перфорационного канала необходимо произвести позиционирование корпуса перемещением колонны труб, что не позволяет на больших глубинах получать равномерно расположенные по пласту каналы.3. To obtain each perforation channel, it is necessary to position the body by moving the pipe string, which does not allow obtaining channels evenly spaced along the formation at great depths.

Известно также устройство для получения глубоких каналов в обсаженной скважине, сложенной абразивными горными породами. Устройство, снабженное направляющей, спускается до требуемой глубины на колонне труб. Затем производят спуск на гибких трубах внутри колонны труб забойного двигателя, соединенного с разрушающим инструментом, состоящим из гибкого вала, снабженного разрушающим элементом. Прикладывают нагрузку и создают избыточное давление жидкости в полости гибких труб, обеспечивающих вращение и продольное перемещение разрушающего инструмента, производят разрушение обсадной колонны и подъем двигателя с разрушающим инструментом. Внутри колонны труб в направляющую в полученное отверстие в обсадной колонне спускают на гибких трубах гидромониторное сопло. Создают высокое избыточное давление (до 70 МПа) воды с добавлением ПАВ и производят разрушение горной породы и получение канала с помощью гидромониторного эффекта, после чего трубы с соплом поднимают. Для получения следующего канала необходимо сбросить давление и переместить колонну труб вместе с корпусом [2].A device is also known for producing deep channels in a cased hole, folded by abrasive rocks. A device equipped with a guide descends to the required depth on the pipe string. Then, descend on flexible pipes inside the pipe string of the downhole motor connected to a destructive tool consisting of a flexible shaft provided with a destructive element. They apply a load and create excess fluid pressure in the cavity of the flexible pipes, providing rotation and longitudinal movement of the destructive tool, and the casing string is destroyed and the engine is lifted with the destructive tool. Inside the pipe string, a hydraulic monitor nozzle is lowered onto flexible pipes in the guide into the hole obtained in the casing. They create a high overpressure (up to 70 MPa) of water with the addition of a surfactant and produce rock destruction and obtaining a channel using the hydromonitor effect, after which the pipes with a nozzle are lifted. To obtain the next channel, it is necessary to relieve pressure and move the pipe string together with the housing [2].

Недостатки указанного устройства следующие:The disadvantages of this device are as follows:

1. При разрушении продуктивного пласта гидромониторной струей высокого давления в пласт фильтруется очень большое количество воды, снижающей его коллекторские свойства.1. When a productive formation is destroyed by a high pressure jet of water, a very large amount of water is filtered into the formation, which reduces its reservoir properties.

2. При разрушении обсадной колонны нагрузка на разрушающий инструмент регулируется с поверхности при помощи гибких труб, что при малых создаваемых нагрузках (порядка 2000 Н), не позволяет точно ее контролировать. Это может привести к слому вала при превышении нагрузки максимально допустимой величины или медленному разрушению обсадной колонны при малой нагрузке.2. When the casing is destroyed, the load on the destructive tool is regulated from the surface with the help of flexible pipes, which, with small created loads (about 2000 N), does not allow to precisely control it. This can lead to shaft fracture when exceeding the maximum permissible load or slow casing failure at low load.

3. Отсутствует индикация окончания операции разрушения обсадной колонны, что может привести к неполному ее разрушению.3. There is no indication of the end of the casing collapse, which may lead to incomplete destruction.

4. Использование гидромониторной струи с высокими скоростями истечения может, вследствие неравномерности взаимодействия струи с горной породой и наличия реактивной силы, привести к значительным отклонениям канала в любом направлении, в том числе выход канала за пределы продуктивного пласта.4. The use of a jet jet with high flow rates can, due to the uneven interaction of the jet with the rock and the presence of reactive force, lead to significant deviations of the channel in any direction, including the channel exit beyond the reservoir.

5. Производимое на поверхности продольное и угловое перемещения труб, необходимые для получения каждого последующего канала в пласте, не соответствует перемещениям корпуса в скважине, в особенности искривленной. Это не позволяет получить равномерное по окружности и высоте распределение каналов в околоскважинной зоне пласта.5. The longitudinal and angular displacements of pipes produced on the surface, which are necessary to obtain each subsequent channel in the formation, do not correspond to the displacements of the body in the well, especially the curved one. This does not allow to obtain a uniform distribution of channels in the near-wellbore zone of the formation along the circumference and height.

6. В неабразивных горных породах, например меловых отложениях, перфорационные каналы достаточной глубины могут быть получены инструментом, используемым для разрушения обсадной колонны. В этих условиях в операции спуска инструмента для разрушения горной породы нет необходимости.6. In non-abrasive rocks, such as Cretaceous deposits, perforation channels of sufficient depth can be obtained with the tool used to break the casing. Under these conditions, the operation of lowering the tool to destroy the rock is not necessary.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому является устройство для осуществления способа формирования глубоких каналов в обсаженной скважине, которое может быть использовано для неабразивных горных пород. Устройство включает спускаемый на трубах до требуемой глубины корпус с направляющей и кольцевым уплотнением гидропривода и спускаемый на грузонесущем кабеле внутри труб и проходящий через кольцевое уплотнение гидравлический двигатель, соединенный с полым гибким валом, снабженным режущей головкой, используемых для получения отверстия в обсадной колонне и канала в неабразивной горной породе. Для фиксации корпуса устройства в обсадной колонне используется анкер [3].The closest technical solution (prototype) to the proposed is a device for implementing the method of forming deep channels in a cased hole, which can be used for non-abrasive rocks. The device includes a housing that is run on pipes to the required depth with a guide and an o-ring of the hydraulic actuator and a hydraulic motor that runs through an annular seal and connected to a hollow flexible shaft equipped with a cutting head and used to make holes in the casing and channel non-abrasive rock. An anchor is used to fix the device casing in the casing [3].

Недостатки устройства следующие:The disadvantages of the device are as follows:

1. Нагрузка на гибкий вал и разрушающую головку зависит не только от давления в колонне труб, но и от веса грузонесущего кабеля, а также степени его натяжения. Последние два параметра взаимосвязаны и с трудом поддаются регулировке с поверхности.1. The load on the flexible shaft and the destructive head depends not only on the pressure in the pipe string, but also on the weight of the load-carrying cable, as well as its degree of tension. The last two parameters are interconnected and are difficult to adjust from the surface.

2. В процессе работы при незафиксированном корпусе двигателя, вследствие собственных колебаний двигателя и различного направления перемещения двигателя в кольцевом уплотнении и изогнутого гибкого вала, может произойти разгерметизация уплотнения гидропривода и, как следствие, остановка вращения двигателя, а возникающий реактивный момент будет вращать его и весь инструмент в противоположную сторону.2. In the process of operation with an unsecured engine casing, due to the natural vibrations of the engine and the different directions of movement of the engine in the annular seal and a bent flexible shaft, the hydraulic drive seal may depressurize and, as a result, the rotation of the engine will stop, and the resulting reactive moment will rotate it and the whole tool in the opposite direction.

3. Отсутствует механизм предохранения вала от перегрузки, которая может возникнуть при заклинке режущей головки и гибкого вала частицами выбуренной породы, что может привести к слому вала.3. There is no mechanism to protect the shaft from overload, which can occur when the cutting head and flexible shaft are stuck by particles of cuttings, which can lead to shaft breakage.

4. Устройство не обеспечивает контроль за окончанием процесса бурения перфорационного канала, что может привести к получению канала глубиной, меньшей заданной, или работе вхолостую.4. The device does not provide control over the end of the drilling process of the perforation channel, which can lead to a channel with a depth less than the specified one, or idling.

5. Вследствие растяжения труб и их взаимодействия со стенками скважины, перемещения труб на поверхности могут не соответствовать перемещениям корпуса, поэтому перемещение корпуса с поверхности колонной труб не позволяет получить равномерно расположенные каналы.5. Due to the stretching of the pipes and their interaction with the walls of the well, the movement of the pipes on the surface may not correspond to the movements of the body, so moving the body from the surface of the pipe string does not allow to obtain evenly spaced channels.

6. Так как корпус устройства не плотно прижат к обсадной колонне, возможно отклонение гибкого вала и бурящегося канала от нормали к поверхности обсадной колонны.6. Since the casing of the device is not tightly pressed against the casing string, a deviation of the flexible shaft and the drilling channel from the normal to the surface of the casing string is possible.

7. Устройство может быть использовано только для получения каналов в неабразивных горных породах, тогда как большинство продуктивных пластов сложены абразивными песчаниками. Как известно, использующийся для разрушения обсадной колонны инструмент быстро стачивается и не может эффективно использоваться в абразивных горных породах, а инструмент, использующийся для разрушения абразивных горных пород, например, алмазный, не может быть эффективно использован для разрушения металла обсадной колонны.7. The device can only be used to obtain channels in non-abrasive rocks, while most productive formations are composed of abrasive sandstones. As is known, the tool used to break the casing string quickly grinds and cannot be used effectively in abrasive rocks, and the tool used to break the abrasive rocks, for example, diamond, cannot be used effectively to break the metal of the casing string.

Задачей изобретения является получение с высокой надежностью и управляемостью равномерно расположенных по винтовой линии каналов заданной глубины в горных породах любой абразивности.The objective of the invention is to obtain with high reliability and controllability evenly spaced along the helix of the channels of a given depth in the rocks of any abrasiveness.

Для успешного решения указанной задачи устройство для получения глубоких перфорационных каналов в обсаженной скважине, включающее спускаемый на трубах на заданную глубину снабженный анкером корпус с направляющей и кольцевым уплотнением гидропривода, а также выполненный с возможностью перемещения внутри труб и корпуса средствами перемещения, проходящий через уплотнение гидравлический двигатель, полость которого сообщается с полостью разрушающего инструмента, состоящего из гибкого вала, снабженного режущей головкой, содержит инструмент для разрушения обсадной колонны и инструмент для разрушения горной породы, а гидропривод состоит из полых ведущего и ведомого валов, выполненных с возможностью вращения и продольного перемещения последнего внутри ведущего вала до посадки в гнездо ведущего вала, образуя негерметизированную пару цилиндр - поршень, причем момент вращения от ведущего вала к ведомому валу передается через храповой механизм, корпус содержит гидравлический канал, сообщающий полость направляющей с кольцевым пространством скважины, при этом со стороны противоположной выходному отверстию направляющей в нем установлен гидравлический отклонитель типа поршень-цилиндр, а в верхней части корпуса имеется цилиндрическое углубление, выполненное с возможностью герметичной посадки с вращением ведущего вала, причем вне корпуса установлен анкер, находящийся в резьбовом соединении с переводником, соединенным с корпусом, а двигатель выполнен с возможностью герметичной посадки в кольцевое уплотнение, установленное выше углубления в корпусе на расстоянии, меньшем суммарной длины двигателя и ведущего вала, при этом на внутренней поверхности корпуса установлен стопор, выполненный с возможностью взаимодействия с выступами на внешней поверхности корпуса двигателя, причем для получения перфорационных каналов в абразивных горных породах используют инструмент для разрушения горной породы, состоящий из гибкого вала и долота, а в качестве средств перемещения используются гибкие трубы, полость которых сообщается с полостью двигателя.To successfully solve this problem, a device for producing deep perforation channels in a cased hole, including a housing equipped with an anchor with a guide and an annular seal of a hydraulic actuator, lowered on pipes to a predetermined depth, and also a hydraulic motor made to move inside the pipes and housing through the seal, passes through the seal the cavity of which communicates with the cavity of the destructive tool, consisting of a flexible shaft provided with a cutting head, contains instr a casing string breaker and a rock breaking tool, and the hydraulic actuator consists of hollow drive and driven shafts that are capable of rotation and longitudinal movement of the latter inside the drive shaft prior to landing in the drive shaft socket, forming an unsealed cylinder-piston pair, and the rotation moment from the drive shaft to the driven shaft is transmitted through a ratchet mechanism, the housing contains a hydraulic channel communicating the cavity of the guide with the annular space of the well, while from the side a piston-cylinder type hydraulic deflector is installed therein opposite to the guide outlet, and in the upper part of the housing there is a cylindrical recess made with the possibility of tight fit with rotation of the drive shaft, and an anchor is installed outside the housing, which is in threaded connection with an adapter connected to the housing, and the engine is made with the possibility of tight fit in the annular seal installed above the recess in the housing at a distance less than the total length of the engine and leading of the shaft, while a stopper is installed on the inner surface of the casing, configured to interact with protrusions on the outer surface of the engine casing, and to obtain perforation channels in abrasive rocks, a rock destruction tool consisting of a flexible shaft and a bit is used, and as the means of movement are flexible pipes whose cavity communicates with the engine cavity.

Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, за счет использования гидропривода подачи инструмента, обеспечивающего приложение заданной нагрузки на разрушающий инструмент, герметичную фиксацию двигателя и передачу момента и нагрузки с предохранением инструмента от перегрузки и с индикацией окончания формирования перфорационного канала.These signs can eliminate the disadvantages inherent in the prototype through the use of a hydraulic feed of the tool, providing the specified load on the destructive tool, hermetic fixation of the engine and transmission of torque and load, protecting the tool from overload and indicating the end of the formation of the perforation channel.

При этом резьбовое соединение анкера с хвостовиком корпуса обеспечивает равномерное перемещение последнего по винтовой линии.In this case, the threaded connection of the anchor with the shank of the housing ensures uniform movement of the latter along the helix.

Нам не известны устройства, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого устройства требованиям, предъявляемым к изобретениям.We are not aware of devices having a combination of the above characteristics, which means that the proposed device meets the requirements for inventions.

На фиг.1 схематично изображен корпус устройства после заякоривания. На фиг.2 и 3 схематично изображено разрушение обсадной колонны и бурение канала в горных породах с использованием троса для проведения спуско-подъемных операций. На фиг.4, 5 представлен вариант осуществления устройства в абразивных горных породах с использованием гибких труб.Figure 1 schematically shows the body of the device after anchoring. Figure 2 and 3 schematically shows the destruction of the casing string and drilling the channel in the rocks using a cable for hoisting operations. Figure 4, 5 shows an embodiment of the device in abrasive rocks using flexible pipes.

Устройство для бурения глубоких перфорационных каналов в обсадной скважине (фиг.1) содержит установленный на колонне труб 1 корпус 2 с направляющей 3, верхняя часть которого имеет соосное направляющей 3 цилиндрическое углубление 4, герметизированное уплотнением 5. Полость направляющей 3 сообщается гидравлическим каналом 6 с кольцевым пространством скважины. В корпусе 2 со стороны противоположной выходному отверстию направляющей 3 установлен также гидравлический отклонитель 7, имеющий конструкцию поршень - цилиндр, причем последний сообщается с полостью труб 1 (не показано). Корпус 2 неподвижно соединен с хвостовиком (переводником) 8, находящимся в резьбовом соединении с большим шагом с анкером 9. В верхней части корпуса 2 соосно цилиндрическому углублению 4 установлено кольцевое уплотнение 10 для герметичной посадки гидравлического двигателя.A device for drilling deep perforation channels in a casing well (FIG. 1) comprises a body 2 mounted on a pipe string 1 with a guide 3, the upper part of which has a coaxial guide 3 cylindrical recess 4, sealed with a seal 5. The cavity of the guide 3 communicates with an annular hydraulic channel 6 well space. In the housing 2 from the side opposite to the outlet of the guide 3 is also installed a hydraulic diverter 7 having a piston-cylinder design, the latter communicating with the pipe cavity 1 (not shown). The housing 2 is fixedly connected to the shank (sub) 8, which is in a threaded connection with a large pitch with the anchor 9. An annular seal 10 is installed in the upper part of the housing 2 coaxially to the cylindrical recess 4 for a tight fit of the hydraulic motor.

С помощью подъемника 11 с тросом 12 (фиг.2,3), производят спуско-подъемные операции внутри труб 1. Трос 12 соединен с гидравлическим двигателем 13, например, винтовым, соединенным с гидроприводом 14. Гидропривод 14 состоит из полых ведущего 15 и ведомого 16 валов, находящихся в шлицевом соединении посредством подпружиненного храпового механизма 17. Ведомый вал 16, имеющий утолщение 18, выполнен с возможностью продольного перемещения внутри ведущего вала 15 вплоть до посадки в гнездо 19 ведущего вала 15, образуя негерметизированную пару цилиндр - поршень. Ведомый вал 16 соединен с инструментом 20 (фиг.2) для разрушения обсадной колонны 22 и инструментом 21 (фиг.3) для разрушения горной породы 23. Инструмент 20 состоит из гибкого вала 24 и разрушающей головки 25, например сверла, а инструмент 21 состоит из полого гибкого вала 26 большей длины и долота 27 меньшего диаметра, например, алмазного для бурения абразивных горных пород. Требуемая глубина разрушения обсадной колонны 22 и горной породы 23 определяется длиной продольного перемещения ведомого вала 16 от верхней точки до посадки его утолщения 18 в гнездо 19. Для компенсации реактивного момента двигателя 13 на внутренней поверхности трубы имеется стопор 28, а на внешней поверхности двигателя 13 - выступы 29, выполненные с возможностью взаимодействия. Кольцевое уплотнение 10 установлено выше цилиндрического углубления 4 на расстоянии, меньшем суммарной длины двигателя и ведущего вала.Using a lift 11 with a cable 12 (Fig.2,3), carry out the hoisting operations inside the pipes 1. The cable 12 is connected to a hydraulic motor 13, for example, a screw connected to a hydraulic actuator 14. The hydraulic actuator 14 consists of a hollow lead 15 and a driven 16 shafts in a spline connection by a spring-loaded ratchet mechanism 17. The driven shaft 16 having a thickening 18 is arranged to longitudinally move inside the drive shaft 15 until it fits into the socket 19 of the drive shaft 15, forming an unsealed cylinder-piston pair. The driven shaft 16 is connected to a tool 20 (FIG. 2) for breaking the casing 22 and a tool 21 (FIG. 3) for breaking the rock 23. The tool 20 consists of a flexible shaft 24 and a breaking head 25, for example a drill, and the tool 21 consists from a hollow flexible shaft 26 of greater length and a bit 27 of a smaller diameter, for example, diamond for drilling abrasive rocks. The required fracture depth of the casing 22 and rock 23 is determined by the length of the longitudinal movement of the driven shaft 16 from the top point to the planting of its thickening 18 in the socket 19. To compensate for the reactive moment of the engine 13 there is a stopper 28 on the inner surface of the pipe, and 13 on the outer surface of the engine protrusions 29 made with the possibility of interaction. O-ring 10 is installed above the cylindrical recess 4 at a distance less than the total length of the engine and drive shaft.

Для проведения спуско-подъемных операций используются гибкие трубы 30 (фиг.4,5). Полость гибких труб 30 сообщается с гидронасосом (не показан) и с полостью двигателя 13. Остальные элементы конструкции: корпус 2, гидропривод 14, а также инструмент 20 и инструмент 21 соответствуют варианту устройства, изображенному на фиг.2 и 3.For tripping operations, flexible pipes 30 are used (Fig. 4,5). The cavity of the flexible pipes 30 communicates with the hydraulic pump (not shown) and with the cavity of the engine 13. The remaining structural elements: the housing 2, the hydraulic actuator 14, as well as the tool 20 and the tool 21 correspond to the embodiment of the device shown in figures 2 and 3.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На трубах 1 до глубины залегания абразивной горной породы 23 спускают корпус 2 устройства, соединенный хвостовиком 8 с анкером 9. Фиксируют корпус 2 и трубы 1 анкером 9.On the pipes 1, the device body 2 is lowered to the abrasive rock 23 depth, connected by the shank 8 with the anchor 9. The body 2 and the pipes 1 are fixed with the anchor 9.

При помощи подъемника 11 на тросе 12 внутри труб 1 спускают двигатель 13 с гидроприводом 14 и инструментом 20 (фиг.2). Спуск производят до упора ведущего вала 15 гидропривода 14 в герметизированное уплотнением 5 цилиндрическое углубление 4. В этом положении двигатель 13 герметизируется сверху кольцевым уплотнением 10, а стопор 28 и выступы 29 располагаются на одном уровне. Инструмент 20 упирается в обсадную колонну 22, а ведомый вал 16 занимает верхнее положение.Using the lift 11 on the cable 12 inside the pipes 1, the engine 13 is lowered with a hydraulic actuator 14 and a tool 20 (figure 2). The descent is made up to the stop of the drive shaft 15 of the hydraulic actuator 14 in a cylindrical recess sealed by a seal 5. In this position, the engine 13 is sealed from above by an annular seal 10, and the stopper 28 and the protrusions 29 are at the same level. The tool 20 abuts against the casing 22, and the driven shaft 16 is in the upper position.

В полости труб 1 нагнетают избыточное давление, обеспечивающее прижатие корпуса 2 устройства к обсадной колонне 22 отклонителем 7 и вращение ведущего вала 15 двигателем 13, передающим момент вращения посредством шлицевого соединения храпового механизма 17 от ведущего 15 к ведомому 16 валу. Давление с выкида двигателя 13 прикладывается к утолщению 18 ведомого вала 16, создавая продольную нагрузку. Соединенный с ведомым валом 16 гибкий вал 24 передает момент вращения и нагрузку на разрушающую головку 25, обеспечивая разрушение обсадной колонны 22. Часть потока жидкости проходит через полые валы 15, 16 и 24 и разрушающую головку 25 и выходит через кольцевое пространство бурящегося канала, а другая часть потока, проходя через кольцевой зазор между утолщением 18 ведомого вала 16 и внутренними стенками ведущего вала 15, выходит в кольцевое пространство скважины через гидравлический канал 6.Overpressure is pumped into the pipe cavity 1, which ensures that the housing 2 of the device is pressed against the casing 22 by the diverter 7 and the drive shaft 15 is rotated by the engine 13, which transmits the torque through the splined connection of the ratchet mechanism 17 from the drive 15 to the driven 16 shaft. Pressure from the engine overhead 13 is applied to the thickening 18 of the driven shaft 16, creating a longitudinal load. A flexible shaft 24 connected to the driven shaft 16 transmits a rotational moment and a load to the destructive head 25, thereby destroying the casing 22. A part of the fluid flow passes through the hollow shafts 15, 16 and 24 and the destructive head 25 and exits through the annular space of the drilling channel, and the other part of the flow, passing through the annular gap between the thickening 18 of the driven shaft 16 and the inner walls of the drive shaft 15, enters the annular space of the well through the hydraulic channel 6.

При превышении момента вращения предельно-допустимой величины срабатывает храповой механизм 17, прерывая шлицевое соединение между ведущим 15 и ведомым 16 валами и предотвращая слом гибкого вала 24.When the torque exceeds the maximum permissible value, the ratchet mechanism 17 is activated, interrupting the spline connection between the drive 15 and the driven 16 shafts and preventing the flexible shaft 24 from being broken.

После просверливания отверстия в обсадной колонне 22 утолщение 18 ведомого вала 16 садится в гнездо 19 ведущего вала 15, перекрывая поток жидкости, выходящий через гидравлический канал 6. Происходит резкое увеличение давления жидкости, фиксируемое на дневной поверхности. Это служит сигналом окончания разрушения обсадной колонны 22.After drilling a hole in the casing 22, the thickening 18 of the driven shaft 16 sits in the socket 19 of the driving shaft 15, blocking the fluid flow exiting through the hydraulic channel 6. A sharp increase in fluid pressure is observed, which is fixed on the day surface. This serves as a signal for the end of the destruction of the casing string 22.

Сбрасывают давление жидкости. Производят подъем внутри труб 1, двигателя 13 с приводом 14 инструмента 20 и его замену на инструмент 21 для разрушения горной породы, содержащий гибкий вал 26 большей длины с долотом 27 меньшего диаметра.Relieve fluid pressure. Lift inside the pipes 1, the engine 13 with the drive 14 of the tool 20 and replace it with a tool 21 for rock destruction, containing a flexible shaft 26 of greater length with a bit 27 of a smaller diameter.

Производят спуск на тросе 12 внутри труб 1 двигателя 13 с приводом 14 и инструментом 21 до посадки ведущего вала 15 в углубление 4. Долото 27 входит в отверстие в обсадной колонне 22, упираясь в горную породу 23, а ведомый вал 16 занимает верхнее положение. Создают избыточное давление в полости труб 1, обеспечивая прижатие корпуса 2 устройства к обсадной колонне 22, привод во вращение двигателем 13 и продольное перемещение гидроприводом 14 инструмента 21 и бурение с промывкой канала в горной породе 23.Make a descent on the cable 12 inside the pipes 1 of the engine 13 with the drive 14 and the tool 21 until the drive shaft 15 fits into the recess 4. The bit 27 enters the hole in the casing 22, abutting the rock 23, and the driven shaft 16 is in the upper position. Excess pressure is created in the pipe cavity 1, ensuring that the device body 2 is pressed against the casing 22, rotationally driven by the engine 13 and longitudinally moved by the hydraulic actuator 14 of the tool 21 and drilling with flushing the channel in the rock 23.

После пробуривания канала заданной глубины утолщение 18 ведомого вала 16 садится в гнездо 19 ведущего вала 15, давление резко возрастает, сигнализируя окончание бурения. Сбрасывают давление жидкости и поднимают двигатель 13 с приводом 14 инструмента 21 на поверхность.After drilling a channel of a given depth, a thickening 18 of the driven shaft 16 sits in the socket 19 of the driving shaft 15, the pressure increases sharply, signaling the end of drilling. Relieve fluid pressure and raise the engine 13 with the drive 14 of the tool 21 to the surface.

Для получения следующего перфорационного канала поворачивают колонну труб 1. Хвостовик 8, свободно вращаясь по резьбе анкера 9 с соответствующим шагом, перемещается по винтовой линии вместе с корпусом 2, что позволяет получать перфорационные каналы, расположенные по винтовой линии.To obtain the next perforation channel, the pipe string 1 is rotated. The shank 8, freely rotating along the thread of the anchor 9 with the corresponding step, moves along the helix along with the housing 2, which allows one to obtain perforation channels located along the helix.

Перфорационный канал в неабразивных горных породах, например меловых отложениях, может быть получен за один рейс инструментом 20 для разрушения обсадной колонны.The perforation channel in non-abrasive rocks, such as Cretaceous deposits, can be obtained in one run with a tool 20 for the destruction of the casing string.

При использовании гибких труб 30 (фиг.4, 5), нагнетаемое в их полости избыточное давление передается в полость двигателя 13 и гидропривода 14, обеспечивая привод во вращение и продольное перемещение инструмента 20 или инструмента 21. Порядок проведения операций по формированию перфорационного канала соответствует изложенному выше. С помощью гибких труб 30 производят также спуско-подъемные операции.When using flexible pipes 30 (Figs. 4, 5), the excess pressure pumped into their cavities is transferred to the cavity of the engine 13 and hydraulic actuator 14, providing a drive for rotation and longitudinal movement of the tool 20 or tool 21. The procedure for perforating channel formation is as described higher. Using flexible pipes 30 also carry out tripping.

После завершения работы устройства создают натяжение колонны труб 1 и при определенной нагрузке (около 5 тонн) происходит срыв анкера 9, приобретающего свой первоначальный транспортный диаметр.After the device is completed, the pipe string 1 is tensioned and, at a certain load (about 5 tons), the anchor 9 breaks down, acquiring its original transport diameter.

Источники информации.Information sources.

1. Патент Канады СА 2238782.1. Canadian Patent CA 2238782.

2. Патент США № 5853056.2. US Patent No. 5853056.

3. Патент РФ № 2190089, опубл. 09.04.2002, Бюл. № 27.3. RF patent No. 2190089, publ. 04/09/2002, Bull. Number 27.

Claims (7)

1. Устройство для бурения глубоких перфорационных каналов в обсаженной скважине, включающее спускаемый на трубах на заданную глубину снабженный анкером корпус с направляющей, выполненный с возможностью перемещения внутри труб и корпуса средством перемещения, проходящий через кольцевое уплотнение корпуса, гидравлический двигатель, полость которого сообщается с полостью разрушающего инструмента, отличающийся тем, что гидропривод включает полые ведущий и ведомый валы, выполненные с возможностью вращения и продольного перемещения ведомого вала внутри ведущего до посадки в гнездо последнего, образуя негерметизированную пару цилиндр-поршень, и передачи момента вращения от ведущего к ведомому валу через храповой механизм, корпус имеет гидравлический канал для сообщения полости направляющей с кольцевым пространством скважины, при этом со стороны, противоположной выходному отверстию направляющей, в корпусе установлен гидравлический отклонитель типа поршень-цилиндр, а в верхней его части имеется цилиндрическое углубление, выполненное с возможностью герметичной посадки с вращением ведущего вала, причем анкер размещен вне корпуса и связан с ним резьбовым соединением посредством переводника, а гидравлический двигатель выполнен с возможностью герметичной посадки в кольцевое уплотнение, установленное выше цилиндрического углубления в корпусе на расстоянии, меньшем суммарной длины двигателя и ведущего вала, при этом на внутренней поверхности корпуса установлен стопор, выполненный с возможностью взаимодействия с выступами на внешней поверхности корпуса гидравлического двигателя.1. A device for drilling deep perforation channels in a cased hole, including a housing with a guide provided with an anchor, run on pipes to a predetermined depth, made with the ability to move inside the pipes and the housing by a moving means passing through the ring seal of the housing, a hydraulic motor, the cavity of which communicates with the cavity destructive tool, characterized in that the hydraulic actuator includes hollow drive and driven shafts, made with the possibility of rotation and longitudinal movement of the lead of the shaft inside the drive shaft before landing into the socket of the latter, forming an unsealed cylinder-piston pair, and transmitting the torque from the drive shaft to the driven shaft via a ratchet mechanism, the housing has a hydraulic channel for communicating the guide cavity with the annular space of the well, from the side opposite to the output a guide hole, a piston-cylinder-type hydraulic deflector is installed in the housing, and in its upper part there is a cylindrical recess made with a tight fit with rotation of the drive shaft, wherein the anchor is placed outside the housing and connected to it by a threaded connection by means of an adapter, and the hydraulic motor is sealed to fit into the annular seal mounted above the cylindrical recess in the housing at a distance less than the total length of the engine and drive shaft, a stopper is installed on the inner surface of the housing, configured to interact with protrusions on the outer surface of the hydraulic motor housing. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для разрушения обсадной колонны разрушающий инструмент включает гибкий вал и разрушающую головку.2. The device according to claim 1, characterized in that for the destruction of the casing, the destructive tool includes a flexible shaft and a destructive head. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для получения перфорационных каналов в абразивных горных породах разрушающий инструмент включает полый гибкий вал и долото.3. The device according to claim 1, characterized in that to obtain perforation channels in abrasive rocks, the destructive tool includes a hollow flexible shaft and a bit. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство перемещения выполнено в виде троса, связанного с гидравлическим двигателем.4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the means of movement is made in the form of a cable connected with a hydraulic motor. 5. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что средство перемещения выполнено в виде троса, связанного с гидравлическим двигателем.5. The device according to claim 1 or 3, characterized in that the means of movement is made in the form of a cable connected with a hydraulic motor. 6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство перемещения выполнено в виде гибких труб, полость которых сообщается с полостью гидравлического двигателя.6. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the means of movement is made in the form of flexible pipes, the cavity of which communicates with the cavity of the hydraulic motor. 7. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что средство перемещения выполнено в виде гибких труб, полость которых сообщается с полостью гидравлического двигателя.7. The device according to claim 1 or 3, characterized in that the means of movement is made in the form of flexible pipes, the cavity of which communicates with the cavity of the hydraulic motor.
RU2003134606/03A 2003-12-08 2003-12-08 Device for drilling deep perforation channels in cased well RU2255196C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134606/03A RU2255196C1 (en) 2003-12-08 2003-12-08 Device for drilling deep perforation channels in cased well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134606/03A RU2255196C1 (en) 2003-12-08 2003-12-08 Device for drilling deep perforation channels in cased well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2255196C1 true RU2255196C1 (en) 2005-06-27

Family

ID=35836682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003134606/03A RU2255196C1 (en) 2003-12-08 2003-12-08 Device for drilling deep perforation channels in cased well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2255196C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009137923A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-19 Petrojet Canada Inc. Hydraulic drilling method with penetration control
CN102635310A (en) * 2012-04-11 2012-08-15 中国石油集团长城钻探工程有限公司 Oil well down-hole casing drilling device
RU2470147C1 (en) * 2011-09-19 2012-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтепромысловые технологии АлойлСервис" Method of cased well deep perforation
RU2498051C2 (en) * 2012-01-31 2013-11-10 Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" Device for making of deep filtration channel
RU2569648C1 (en) * 2014-12-16 2015-11-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Installation for oriented perforation of cased wells
RU2678252C2 (en) * 2015-01-16 2019-01-24 Сергей Георгиевич Фурсин Perforation channels in the cased well development method
RU2689454C1 (en) * 2018-09-11 2019-05-28 Общество с ограниченной ответственностью "ГОРИЗОНТАЛЬ" Cased well perforation system
RU2704155C1 (en) * 2019-04-23 2019-10-24 Хармен Йоханнес Антониус Елсма Хендрикус System and method of drilling a pilot hole through a well wall
US10724302B2 (en) 2014-06-17 2020-07-28 Petrojet Canada Inc. Hydraulic drilling systems and methods
RU2806388C1 (en) * 2023-03-27 2023-10-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for completing a well in difficult conditions

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102084081B (en) * 2008-05-13 2014-03-05 佩特捷德加拿大有限责任公司 Hydraulic drilling method with penetration control
US8925651B2 (en) 2008-05-13 2015-01-06 Petrojet Canada, Inc. Hydraulic drilling method with penetration control
WO2009137923A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-19 Petrojet Canada Inc. Hydraulic drilling method with penetration control
RU2470147C1 (en) * 2011-09-19 2012-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтепромысловые технологии АлойлСервис" Method of cased well deep perforation
RU2498051C2 (en) * 2012-01-31 2013-11-10 Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" Device for making of deep filtration channel
CN102635310B (en) * 2012-04-11 2014-04-16 中国石油集团长城钻探工程有限公司 Oil well down-hole casing drilling device
CN102635310A (en) * 2012-04-11 2012-08-15 中国石油集团长城钻探工程有限公司 Oil well down-hole casing drilling device
US10724302B2 (en) 2014-06-17 2020-07-28 Petrojet Canada Inc. Hydraulic drilling systems and methods
US11391094B2 (en) 2014-06-17 2022-07-19 Petrojet Canada Inc. Hydraulic drilling systems and methods
RU2569648C1 (en) * 2014-12-16 2015-11-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Installation for oriented perforation of cased wells
RU2678252C2 (en) * 2015-01-16 2019-01-24 Сергей Георгиевич Фурсин Perforation channels in the cased well development method
RU2689454C1 (en) * 2018-09-11 2019-05-28 Общество с ограниченной ответственностью "ГОРИЗОНТАЛЬ" Cased well perforation system
RU2704155C1 (en) * 2019-04-23 2019-10-24 Хармен Йоханнес Антониус Елсма Хендрикус System and method of drilling a pilot hole through a well wall
RU2806388C1 (en) * 2023-03-27 2023-10-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for completing a well in difficult conditions
RU2825795C1 (en) * 2024-03-07 2024-08-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for construction of multi-hole well in unstable reservoirs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2502866C2 (en) Hydraulic fracturing method of underground formations during their drilling
CA1061709A (en) Subterranean mining apparatus and method
CA2553236C (en) Downhole drilling of a lateral hole
US10012023B2 (en) Rotatable wireline tool of enhanced hydraulic drive consistency
US7775304B2 (en) Apparatus and method for driving casing or conductor pipe
US4505341A (en) Combination clean-out and drilling tool
CA2724182C (en) Hydraulic drilling method with penetration control
EA034040B1 (en) Pressure equalization valve for a treatment tool
PL196155B1 (en) Method and apparatus for stimulation of multiple formation intervals
RU2255196C1 (en) Device for drilling deep perforation channels in cased well
CN105298421B (en) Continuous pipe abradant jet speed limit rotary cutting tool
CN104169514A (en) Drill bit for use in boring wellbore and subterranean fracturing
CN102124180A (en) Dual bha drilling system
NO329560B1 (en) Procedure for completing borehole operations in a borehole
US5307886A (en) Method for casing a hole drilled in a formation
CA2725858A1 (en) T-frac system run in system
CN106703728A (en) Reciprocating rotating bidirectional replacement device
CN111101884A (en) Device and method for extracting cannula
RU2137915C1 (en) Device for perforation of cased well
RU2703013C1 (en) Method for drilling of process equipment elements in well
RU2178071C1 (en) Method of formation hydraulic fracturing from cased well and device for method embodiment
US11519235B1 (en) Downhole ceramic disk rupture by jetting with fluids and solids
RU2230183C1 (en) Device for perforation of cased well (variants)
EA019699B1 (en) Method for secondary drilling of productive formation with creation of system of extended drain channels and device for its implementation
RU2254450C2 (en) Method for opening productive beds and device for realization of said method