RU2327859C1 - Double-ended hydromechanical slot perforator - Google Patents
Double-ended hydromechanical slot perforator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327859C1 RU2327859C1 RU2006146356/03A RU2006146356A RU2327859C1 RU 2327859 C1 RU2327859 C1 RU 2327859C1 RU 2006146356/03 A RU2006146356/03 A RU 2006146356/03A RU 2006146356 A RU2006146356 A RU 2006146356A RU 2327859 C1 RU2327859 C1 RU 2327859C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- disks
- cutting
- balance arm
- disk
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к устройству для вторичного вскрытия пластов путем создания продольных перфорационных щелей в обсадных (эксплуатационных) колоннах и формирования фильтрационных каналов в призабойной зоне пласта.The invention relates to the field of drilling and operation of oil, gas and injection wells, and in particular to a device for the secondary opening of formations by creating longitudinal perforations in the casing (production) columns and the formation of filtration channels in the bottomhole formation zone.
Из уровня техники известны устройства для щелевой перфорации обсадных колонн, основанные на использовании выдвижного накатного режущего инструмента. Такое устройство раскрыто, например, в RU 2151858 С1, 27.06.2000, RU 2180038 C1, 27.02.2002, в US 4119151 A1, 10.10.1978. Описываемые устройства отличаются в основном конструкцией механизма крепления и выдвижения режущего инструмента.The prior art devices for slotted perforation of casing strings based on the use of a retractable rolling cutting tool. Such a device is disclosed, for example, in RU 2151858 C1, 06/27/2000, RU 2180038 C1, 02/27/2002, in US 4119151 A1, 10/10/1978. The described devices differ mainly in the design of the mechanism of attachment and extension of the cutting tool.
Основным недостатком приведенных устройств является быстрый износ рабочих деталей, в том числе элементов, на которых крепится накатный ролик, а также сложность замены режущего инструмента, при которой требуется полная разборка устройства.The main disadvantage of these devices is the rapid wear of working parts, including the elements on which the rolling roller is mounted, as well as the difficulty of replacing the cutting tool, which requires complete disassembly of the device.
Известен гидромеханический скважинный перфоратор по патенту RU 2182221 C1, МПК 7 Е21В 43/114, 10.05.2002. Перфоратор содержит корпус, режущий инструмент в виде накатного диска, гидромониторную насадку, полый шток-фильтр, расположенный в двух гидроцилиндрах, поршень-толкатель с гидроканалами, связанный с осью накатного диска, расположенной в направляющих пазах боковых пластин, которые охватывают клиновой паз, содержащий съемные пластины. Его составные детали просты в изготовлении и легко заменяемы.Known hydromechanical downhole drill according to patent RU 2182221 C1, IPC 7 ЕВВ 43/114, 05/10/2002. The drill includes a housing, a cutting tool in the form of a rolling disk, a hydraulic nozzle, a hollow rod filter located in two hydraulic cylinders, a piston-pusher with hydraulic channels associated with the axis of the rolling disk located in the guide grooves of the side plates, which cover the wedge groove containing removable plates. Its components are easy to manufacture and easy to replace.
Однако при одностороннем воздействии режущего инструмента на эксплуатационную колонну возникает усилие прижима устройства к ней, требующее дополнительных усилий на преодоление силы трения при перемещении устройства вверх-вниз и приводящее к его быстрому износу. Кроме того, конструкция устройства довольно сложна, что снижает его надежность и технологичность при эксплуатации.However, when the cutting tool acts on the production casing unilaterally, a pressure is applied to the device against it, requiring additional efforts to overcome the frictional force when moving the device up and down and leading to its rapid wear. In addition, the design of the device is quite complex, which reduces its reliability and manufacturability during operation.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого устройства можно считать гидромеханический щелевой перфоратор, раскрытый в RU 2249678 С1, 10.04.2005, содержащий выдвижной режущий инструмент в виде установленных на оси двух режущих дисков с механизмом их выдвижения, с возможностью выполнения дисками двух диаметрально расположенных щелей в колонне, при этом механизм выдвижения режущих дисков выполнен в виде смонтированного на центральной оси коромысла, в плечах которого в отверстиях установлены оси дисков с возможностью поворота при перемещении поршня-толкателя.The closest analogue (prototype) of the proposed device can be considered a hydromechanical slotted drill, disclosed in RU 2249678 C1, 04/10/2005, containing a retractable cutting tool in the form of two cutting disks mounted on the axis with a mechanism for their extension, with the possibility of making two diametrically located slots in the disks the column, while the mechanism of the extension of the cutting discs is made in the form of a beam mounted on the central axis, in the shoulders of which the axes of the discs are mounted in the holes with the possibility of rotation when changing enii piston-pusher.
Работа перфоратора основана на принципе пластической деформации металла от нагрузки в каждой точке. В качестве вскрывающего элемента, в используемых устройствах, применяют накатные диски, закрепленные на коромысле и имеющие два положения - рабочее и транспортное.The work of the hammer is based on the principle of plastic deformation of the metal from the load at each point. As an opening element, in the devices used, rolling disks are used, mounted on the beam and having two positions - working and transport.
Однако при выходе дисков в рабочее положение один диск располагается выше другого, что вызывает перекос перфоратора относительно оси скважины и изменение плеча нагрузки на коромысло. Вскрытие колонны происходит неравномерно, что увеличивает нагрузку на верхний накатный диск и ось и может привести к их преждевременному износу. Кроме того, за счет того что верхний накатный диск быстрее вскрывает стенку колонны и выходит за нее, существенно снижается радиальное усилие на нижний диск, что приводит к недовскрытию им эксплуатационной колонны и снижению качества выполняемой работы.However, when the disks reach the working position, one disk is located above the other, which causes the perforator to skew relative to the axis of the well and change the load arm on the beam. Opening of the column occurs unevenly, which increases the load on the upper rolling disk and the axis and can lead to premature wear. In addition, due to the fact that the upper rolling disk quickly opens the column wall and extends beyond it, the radial force on the lower disk is significantly reduced, which leads to under-opening of the production casing and lowering the quality of the work performed.
Задачей изобретения является повышение надежности и технологичности перфоратора, обеспечение повышения эффективности и производительности процесса.The objective of the invention is to increase the reliability and manufacturability of the punch, providing increased efficiency and productivity of the process.
Технический результат, который обеспечивает решение указанной задачи, заключается в возможности гарантированного вскрытия эксплуатационной колонны одновременно двумя дисками. Усовершенствованная конструкция коромысла распределяет создаваемое усилие равномерно на каждый диск и ось, что увеличивает их износостойкость и время работы перфоратора без замены режущего узла.The technical result that provides a solution to this problem lies in the possibility of guaranteed opening of the production casing simultaneously with two disks. The improved design of the rocker distributes the generated force evenly on each disc and axis, which increases their wear resistance and runtime without changing the cutting unit.
Данный технический результат достигается за счет того, что в перфораторе гидромеханическом щелевом, содержащем корпус, размещенный в нем поршень-толкатель и выдвижной режущий инструмент в виде верхнего и нижнего режущих дисков для выполнения двух диаметрально расположенных щелей в колонне, каждый из которых установлен на своей оси, а также механизм их выдвижения в виде коромысла, смонтированного на центральной оси, в плечах которого установлены оси режущих дисков, и выполненного с возможностью поворота при перемещении поршня-толкателя, согласно предлагаемому изобретению диски установлены на разном расстоянии своих осей от центральной оси коромысла, при этом длина плеча коромысла до оси верхнего диска меньше, чем длина плеча коромысла до оси нижнего диска.This technical result is achieved due to the fact that in the perforator hydromechanical slotted, containing a housing, a plunger-piston placed therein and a retractable cutting tool in the form of upper and lower cutting disks for making two diametrically located slots in the column, each of which is mounted on its axis , as well as the mechanism of their extension in the form of a beam mounted on a central axis, in the shoulders of which the axes of the cutting discs are installed, and made with the possibility of rotation when moving the piston-pusher , according to the invention, the disks are mounted at different distances of their axes from the central axis of the rocker arm, while the length of the arm of the rocker arm to the axis of the upper disc is less than the length of the arm of the rocker arm to the axis of the lower disc.
На фиг.1 показано расположение верхнего 1 и нижнего 2 накатных дисков при выходе в рабочее положение в соответствии с прототипом. При равных плечах коромысла происходит небольшой перекос перфоратора относительно оси скважины и изменение плеча нагрузки на коромысло. В данном положении между перфоратором и внутренним диаметром колонны образуется односторонний зазор t, который определяется по формуле: t=Dвн.к-Dп., где Dвн.к - внутренний диаметр колонны, Dп - наружный диаметр перфоратора.Figure 1 shows the location of the upper 1 and lower 2 knob disks at the exit to the working position in accordance with the prototype. With equal arms of the rocker arm, there is a slight skew of the punch relative to the axis of the well and a change in the shoulder load on the rocker arm. In this position, a unilateral gap t is formed between the punch and the inner diameter of the column, which is determined by the formula: t = Din.k-Dp., Where Dvn.k is the inner diameter of the column, Dp is the outer diameter of the perforator.
Например, при наружном диаметре обсадной колонны Dн.к=146 мм, диаметре перфоратора Dп=115 мм, толщине стенки колонны δ=10 мм и рабочем ходе диска - 28 мм, выход дисков h за стенку колонны составит:For example, with the outer diameter of the casing string Dн.к = 146 mm, the diameter of the perforator Dп = 115 mm, the wall thickness of the column δ = 10 mm and the working stroke of the disk is 28 mm, the output of the disks h behind the column wall will be:
Для верхнего диска: h=(28-δ)=28-10=18 мм.For the upper disk: h = (28-δ) = 28-10 = 18 mm.
Для нижнего диска: h1=(28-δ-t)=28-10-11=7 мм,For the lower disk: h 1 = (28-δ-t) = 28-10-11 = 7 mm,
где t=Dвн.к-Dп.=(146-2×δ)-115=126-115=11 мм.where t = D int.-Dp. = (146-2 × δ) -115 = 126-115 = 11 mm.
Разная длина плеч коромысла (разный радиус поворота верхнего и нижнего дисков) позволяет уменьшить приведенную разницу выхода дисков за стенку обсадной колонны.Different lengths of the arms of the rocker arm (different turning radius of the upper and lower disks) can reduce the reduced difference in the exit of the disks beyond the casing wall.
На фиг.2 показано расположение верхнего 1 и нижнего 2 накатных дисков при выходе в рабочее положение в соответствии с предлагаемой конструкцией перфоратора. При данных условиях работы перфоратора рабочий ход верхнего диска составляет 28 мм, а нижнего диска - 33,3 мм. Выход дисков за пределы колонны составляет для верхнего диска h=18 мм, а для нижнего - h1=13 мм.Figure 2 shows the location of the upper 1 and lower 2 knurled disks when entering the working position in accordance with the proposed design of the perforator. Under these operating conditions, the working stroke of the upper disk is 28 mm, and the lower disk is 33.3 mm. The output of the disks outside the column is h = 18 mm for the upper disk, and h 1 = 13 mm for the lower one .
Приведенные расчеты показывают, что в случае использования перфоратора с разной длиной плеч коромысла значительно уменьшается его перекос относительно оси скважины.The above calculations show that in the case of using a perforator with different lengths of the arms of the rocker arm, its skew relative to the axis of the well is significantly reduced.
На фиг.3 и фиг.4 схематично представлено устройство в сборе в исходном положении и рабочем положении (пунктиром): соответственно, прототип и предлагаемая конструкция.Figure 3 and figure 4 schematically shows the complete assembly in the initial position and operating position (dotted line): respectively, the prototype and the proposed design.
Перфоратор содержит корпус 3, в котором размещена муфта (не показана) для присоединения насосно-компрессорных труб (НКТ), гидроцилиндры с поршнем-толкателем, имеющем гидравлические каналы с гидромониторными насадками (не показаны). С нижним гидроцилиндром соединен корпус режущего узла, на центральной оси 4 которого расположено коромысло 5, выполненное, например, в виде двух фигурных пластин, между которыми на осях 6 расположены верхний 1 и нижний 2 режущие диски.The perforator includes a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
На колонне НКТ перфоратор опускается в скважину к месту разрезки. Установив устройство в скважине, проводят прямую промывку полости труб и полости устройства от окалины и механических примесей, которые попадают в полость труб во время геофизических работ по привязке устройства к интервалу резки. Затем в полость труб опускают шарик диаметром 19 мм, который, проходя через элементы перфоратора перекрывает центральный канал поршня-толкателя, после чего в НКТ создается рабочее давление.On the tubing string, the perforator is lowered into the well to the cutting site. Having installed the device in the well, a direct washing of the pipe cavity and the device cavity is carried out from scale and mechanical impurities that enter the pipe cavity during geophysical work on binding the device to the cutting interval. Then, a ball with a diameter of 19 mm is lowered into the pipe cavity, which, passing through the elements of the perforator, blocks the central channel of the piston-pusher, after which working pressure is created in the tubing.
При создании рабочего давления в полости труб жидкость воздействует на поршень-толкатель. Передвигаясь поступательно вдоль оси устройства, он поворачивает коромысло 5, между пластинами которого на осях 6 расположены режущие диски 1 и 2, и выталкивает их до упора с эксплуатационной колонной 7.When creating a working pressure in the pipe cavity, the fluid acts on the plunger piston. Moving progressively along the axis of the device, he turns the
Создавая ступенчатое давление в полости НКТ от 10 до 80 атмосфер, увеличивают силу вдавливания режущих дисков 1 и 2 в противоположные стороны эксплутационной колонны 7.Creating step pressure in the tubing cavity from 10 to 80 atmospheres, increase the force of indentation of the
Накат щели двумя режущими дисками производится попеременным перемещением устройства, находящегося под давлением, вверх и вниз на длину щели. После образования щелей в эксплуатационной колонне 7 давление в полости труб поднимают, и реализуется гидромониторный эффект струи. Две струи жидкости, выходящие через гидромониторные насадки, с большой скоростью разрушают своим напором цементный камень и породу за эксплуатационной колонной, намывают каверну по всей длине щелей. После намыва каверны давление в трубах сбрасывается до атмосферного. Поршень-толкатель втягивается в нижний гидроцилиндр и возвращает в исходное положение весь режущий узел в сборе. После этого в полость НКТ опускается шар большого диаметра - 40 мм, который садится в гнездо срезного циркуляционного клапана. Подняв давление в трубах, открывают промывочное устройство в корпусе. После чего производят освоение, или глушение эксплуатационной скважины, или подъем устройства из нее.The slit is rolled by two cutting discs by alternately moving the device under pressure up and down the length of the slit. After the formation of cracks in the
Технико-экономические преимущества предложенного перфоратора заключаются в следующем.The technical and economic advantages of the proposed perforator are as follows.
1. Использование коромысла с разной длиной плеч позволяет гарантированно вскрывать эксплуатационную колонну одновременно двумя роликами;1. The use of a rocker with different lengths of shoulders allows you to guaranteedly open the production casing simultaneously with two rollers;
2. Данная конструкция коромысла распределяет создаваемое усилие равномерно на каждый ролик и ось, что увеличивает их износостойкость и время работы перфоратора без замены режущего узла.2. This design of the rocker distributes the generated force evenly on each roller and axis, which increases their wear resistance and the operating time of the punch without replacing the cutting unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146356/03A RU2327859C1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Double-ended hydromechanical slot perforator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146356/03A RU2327859C1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Double-ended hydromechanical slot perforator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2327859C1 true RU2327859C1 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006146356/03A RU2327859C1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Double-ended hydromechanical slot perforator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2327859C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459932C1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Cutting unit of hydromechanic slot-type perforator |
RU2459933C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Hydromechanical slot-type perforator (versions) |
RU2459931C1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Cutting unit of slot-type perforator (versions) |
RU2490434C2 (en) * | 2011-11-28 | 2013-08-20 | Пассербай Инк | Hydromechanical slot-type puncher (versions) |
EA027000B1 (en) * | 2013-05-21 | 2017-06-30 | Игорь Александрович Гостев | Formation perforating device and method therefor |
-
2006
- 2006-12-26 RU RU2006146356/03A patent/RU2327859C1/en active IP Right Revival
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459932C1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Cutting unit of hydromechanic slot-type perforator |
RU2459931C1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Cutting unit of slot-type perforator (versions) |
RU2459933C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Hydromechanical slot-type perforator (versions) |
RU2490434C2 (en) * | 2011-11-28 | 2013-08-20 | Пассербай Инк | Hydromechanical slot-type puncher (versions) |
EA027000B1 (en) * | 2013-05-21 | 2017-06-30 | Игорь Александрович Гостев | Formation perforating device and method therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2327859C1 (en) | Double-ended hydromechanical slot perforator | |
RU86654U1 (en) | HYDROMECHANICAL PERFORATOR MULTOGASEL CUTTING ACTION | |
RU2369728C2 (en) | Sector method of fissure hydro-mechanical perforation of well | |
RU2182221C1 (en) | Hydromechanical well perforator | |
RU68586U1 (en) | HYDROMECHANICAL PUNCH PERFORATOR | |
RU2321728C1 (en) | System for cased well wall perforation | |
RU2302515C2 (en) | Mechanical-hydraulic slit-type perforator | |
RU2249678C2 (en) | Hydromechanical slit perforator | |
RU2403380C1 (en) | Device for development of perforation channels of deep penetration in oil and gas wells | |
RU62655U1 (en) | BILATERAL HYDROMECHANICAL PUNCH PUNCH | |
RU2270330C1 (en) | Hydromechanical slotted perforator | |
RU51098U1 (en) | PERFORATOR FOR SECONDARY OPENING OF PRODUCTIVE LAYERS WITH FORMATION OF LONG FILTERING CHANNELS | |
RU60132U1 (en) | DEVICE FOR PUNCHING WELLS | |
RU2487990C1 (en) | Device for making perforation tunnels in well | |
RU41336U1 (en) | HYDROMECHANICAL PUNCH PERFORATOR | |
RU2550629C1 (en) | Hydromechanical slot-type perforator | |
RU2393341C2 (en) | Hydromechanical slit perforator | |
RU2244806C1 (en) | Method for hydromechanical slit perforation of cased wells and device for realization of said method | |
RU78519U1 (en) | HYDROMECHANICAL PUNCH PERFORATOR | |
RU2247226C1 (en) | Hydromechanical slit perforator (variants) | |
RU141755U1 (en) | HYDROMECHANICAL PUNCH PERFORATOR | |
RU2546687C1 (en) | Two-disc slotted hydro mechanical perforator | |
RU49551U1 (en) | HYDROMECHANICAL SLOT PUNCH PERFORATOR | |
RU67631U1 (en) | HYDRO-MECHANICAL HOLE PUNCH PERFORATOR | |
EA009905B1 (en) | Hydromechanical slotted perforator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20090430 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120827 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150410 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171219 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191111 |