RU2373382C1 - Method for mechanical perforation and device for its realisation - Google Patents

Method for mechanical perforation and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2373382C1
RU2373382C1 RU2008112959/03A RU2008112959A RU2373382C1 RU 2373382 C1 RU2373382 C1 RU 2373382C1 RU 2008112959/03 A RU2008112959/03 A RU 2008112959/03A RU 2008112959 A RU2008112959 A RU 2008112959A RU 2373382 C1 RU2373382 C1 RU 2373382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
perforation
tool
piercing tool
instrumental
Prior art date
Application number
RU2008112959/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Петрович Пасечник (RU)
Михаил Петрович Пасечник
Валерий Иванович Ковалев (RU)
Валерий Иванович Ковалев
Евгений Петрович Молчанов (RU)
Евгений Петрович Молчанов
Анатолий Степанович Коряков (RU)
Анатолий Степанович Коряков
Петр Васильевич Гаценко (BY)
Петр Васильевич Гаценко
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть- Ноябрьскнефтегазгеофизика"
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 "Газпромнефть- Ноябрьскнефтегазгеофизика" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть- Ноябрьскнефтегазгеофизика"
Priority to RU2008112959/03A priority Critical patent/RU2373382C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373382C1 publication Critical patent/RU2373382C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: group of inventions is related to the field of oil and gas production and may be used for perforation in flow strings in oil or gas well. Device comprises vessel 1 with a support protrusion 7 on external surface, which is arranged at the level of instrumental piston 5. It comprises hydraulic booster in the form of piston 2 with stem 3 and chamber 4 underneath, which communicates to above-piston space of instrumental piston 5. Support piston 8 is installed coaxially to instrumental piston 5 with spherical external surface 9. Piercing tool 6 is installed on instrumental piston 5. Body 1 and base of piercing tool 6 are arranged as conical. End surface of piercing element 6 is arranged as conical, or flat, or spherical. In lower part of device there is an oil collector 13, which communicates to chamber 4 of hydraulic booster via throttling opening 14 and space created between instrumental 5 and support 8 pistons, and has piston 15, which interacts with screw 16.
EFFECT: improved efficiency and quality of perforation, improved reliability of perforator.
8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи нефти и газа и может быть использовано для перфорации насосно-компрессорных труб (НКТ) в нефтяной или газовой скважине.The invention relates to the field of oil and gas production and can be used for perforating tubing (tubing) in an oil or gas well.

Широко известна взрывная перфорация колонны труб, используемая при вторичном вскрытии пластов (см. Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник. Под ред. Л.Я.Фридляндера. М.: Недра, 1990).The explosive perforation of a pipe string used in the secondary opening of formations is widely known (see Rifle-blasting equipment. Handbook. Edited by L. Ya. Fridlyander. M .: Nedra, 1990).

Однако взрывная перфорация в некоторых случаях неприменима. Например, при ремонтных работах, проводимых после удаления гидрато-парафиновых образований из НКТ, когда для последующей промывки этих труб требуется выполнять в них отверстия, применяется только механическая перфорация ввиду ее единичности и недопустимости проведения взрывных работ рядом с силовым кабелем, проходящим с наружной стороны колонны НКТ. Наиболее применяемыми видами механической перфорации являются сверлящая и прокалывающая (см. патенты РФ №№2070959, 2087685, 2069741, 2069740, 2133821, 2129655, 2381929, 2070279, 2172394, 21414, 27148, 27149, 31257, 46297).However, explosive perforation is not applicable in some cases. For example, during repair work carried out after removal of hydrate-paraffin formations from the tubing, when holes are required for subsequent washing of these pipes, only mechanical perforation is used due to its singularity and the inadmissibility of blasting next to the power cable passing from the outside of the column Tubing. The most used types of mechanical perforation are drilling and piercing (see RF patents Nos. 2070959, 2087685, 2069741, 2069740, 2133821, 2129655, 2381929, 2070279, 2172394, 21414, 27148, 27149, 31257, 46297).

Известным способом механической перфорации трубы в нефтяной или газовой скважине, принятым за прототип, является прокалывающая перфорация с использованием энергии гидростатического давления рабочей жидкости в скважине. Известный способ включает увеличение давления рабочей жидкости гидроусилителем, воздействие рабочей жидкостью на инструментальный поршень, формирование перфорационного отверстия прокалывающим инструментом. Для осуществления известного способа используется устройство (перфоратор), которое содержит корпус, гидроусилитель в виде поршня со штоком и камерой под ним, инструментальный поршень, надпоршневое пространство которого связано с камерой гидроусилителя, прокалывающий инструмент, размещенный на инструментальном поршне (патент РФ №2069742, 19.05.1993, МПК Е21В 43/112).A known method of mechanical perforation of a pipe in an oil or gas well, adopted as a prototype, is piercing perforation using the energy of hydrostatic pressure of the working fluid in the well. The known method includes increasing the pressure of the working fluid with a hydraulic booster, exposing the working fluid to the tool piston, forming a perforation hole with a piercing tool. To implement the known method, a device (perforator) is used, which contains a housing, a hydraulic booster in the form of a piston with a rod and a chamber under it, an instrumental piston, the over-piston space of which is connected to the hydraulic booster chamber, a piercing tool placed on the instrumental piston (RF patent No. 2069742, 19.05 .1993, IPC Е21В 43/112).

Недостатком прототипа в части способа является появление в процессе формирования перфорационного отверстия дополнительных усилий прокалывания, а также возможность заклинивания прокалывающего инструмента в отверстии после прокалывания и возникновение неустранимых деформаций в стенках НКТ, что снижает производительность, надежность и качество перфорации.The disadvantage of the prototype in terms of the method is the appearance in the process of forming a perforation hole of additional piercing forces, as well as the possibility of jamming of the piercing tool in the hole after piercing and the occurrence of unrecoverable deformations in the walls of the tubing, which reduces productivity, reliability and quality of perforation.

Недостатки прототипа в части устройства снижают его надежность и производительность и состоят в следующем:The disadvantages of the prototype in terms of the device reduce its reliability and performance and are as follows:

- закрепление корпуса перед перфорацией не всегда происходит вдоль поперечной оси НКТ, что создает поперечные нагрузки на прокалывающий инструмент;- fixing the case before perforation does not always occur along the transverse axis of the tubing, which creates lateral loads on the piercing tool;

- корпус перфоратора часто подвергается изгибу и повреждениям, так как прижимается по всей длине к стенке НКТ, которая имеет заусенцы и изгибы;- the puncher body is often subjected to bending and damage, as it is pressed along the entire length to the tubing wall, which has burrs and bends;

- при возврате прокалывающего инструмента возможно его заклинивание в проколотом отверстии;- when returning the piercing tool, it is possible to jam in the punctured hole;

- для возврата рабочей жидкости в камеру гидроусилителя в процессе перезарядки необходимо разбирать перфоратор.- to return the working fluid to the hydraulic booster chamber during reloading, it is necessary to disassemble the hammer drill.

Задачей изобретения является создание способа механической перфорации и устройства для его осуществления, лишенных перечисленных недостатков.The objective of the invention is to provide a method of mechanical perforation and a device for its implementation, devoid of the above disadvantages.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенной группы изобретений, является повышение производительности и качества перфорации, повышение надежности перфоратора.The technical result achieved by using the proposed group of inventions is to increase the productivity and quality of perforation, increase the reliability of the perforator.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе механической перфорации трубы, включающем увеличение давления рабочей жидкости в гидроусилителе устройства, воздействие рабочей жидкостью через инструментальный поршень на прокалывающий инструмент и формирование перфорационного отверстия в трубе, возврат рабочей жидкости в камеру гидроусилителя после перфорации, согласно изобретению перед формированием перфорационного отверстия осуществляют прижим устройства к стенкам трубы, прокалывающим инструментом создают упругие деформации, направленные от формируемого перфорационного отверстия в тело трубы, расширяют вход в перфорационное отверстие, в процессе перфорации отводят излишнюю рабочую жидкость в маслосборник, откуда после перфорации ее возвращают в камеру гидроусилителя.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of mechanical perforation of the pipe, including increasing the pressure of the working fluid in the hydraulic booster of the device, exposing the working fluid through the tool piston to the piercing tool and forming a perforation hole in the pipe, returning the working fluid to the hydraulic booster chamber after perforation according to the invention before by forming a perforation hole, the device is pressed against the pipe walls, a piercing tool creates an elastic ue deformation directed from the perforation formed in the tube body extend entrance to perforation during perforation of excess working fluid discharged to the sump where it is recycled after perforation in the vane chamber.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для осуществления способа механической перфорации трубы в нефтяной или газовой скважине, содержащем корпус, гидроусилитель в виде поршня со штоком и камерой под ним, инструментальный поршень, надпоршневое пространство которого сообщается с камерой гидроусилителя, прокалывающий инструмент, размещенный на инструментальном поршне, согласно изобретению наружная поверхность корпуса на уровне инструментального поршня выполнена с опорным выступом, соосно инструментальному поршню установлен опорный поршень со сферической наружной поверхностью и диаметром, большим диаметра инструментального поршня, прокалывающий инструмент имеет корпус, выполненный обратно коническим, с торцовой поверхностью, выполненной конической, или плоской, или сферической, и основанием, выполненным коническим, в нижней части корпуса устройства выполнен маслосборник, который сообщается с камерой гидроусилителя через дроссельное отверстие и пространство, образуемое между инструментальным и опорным поршнями, и имеет поршень, взаимодействующий с винтом. Высота опорного выступа наружной поверхности корпуса составляет 2-3 мм. Радиус сферической поверхности опорного поршня выполнен близким радиусу перфорируемой трубы. Диаметр опорного поршня выполнен большим диаметра инструментального поршня на величину, максимально допустимую конструкцией устройства. Конус корпуса прокалывающего инструмента выполнен с углом 1-2 градуса. Конус торцевой поверхности прокалывающего инструмента выполнен с углом, большим угла трения материала прокалывающего инструмента по материалу перфорируемой трубы. Конус основания прокалывающего инструмента выполнен с углом, большим угла трения материала прокалывающего инструмента по материалу перфорируемой трубы.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for implementing the method of mechanical perforation of a pipe in an oil or gas well containing a housing, a hydraulic booster in the form of a piston with a rod and a chamber under it, an instrumental piston, the over-piston space of which communicates with the hydraulic booster chamber, a piercing tool placed on the tool piston, according to the invention, the outer surface of the housing at the level of the tool piston is made with a supporting protrusion, coaxial to the tool the piston has a supporting piston with a spherical outer surface and a diameter larger than the diameter of the tool piston, the piercing tool has a body made conically back, with an end surface made conical, or flat, or spherical, and the base made conical in the lower part of the device the oil sump, which communicates with the hydraulic booster chamber through the throttle bore and the space formed between the instrumental and reference pistons, and has a piston, inter operating with a screw. The height of the support protrusion of the outer surface of the housing is 2-3 mm. The radius of the spherical surface of the support piston is made close to the radius of the perforated pipe. The diameter of the supporting piston is made larger than the diameter of the instrumental piston by an amount maximum permissible by the design of the device. The cone of the body of the piercing tool is made with an angle of 1-2 degrees. The cone of the end surface of the piercing tool is made with an angle greater than the friction angle of the material of the piercing tool on the material of the perforated pipe. The cone of the base of the piercing tool is made with an angle greater than the angle of friction of the material of the piercing tool on the material of the perforated pipe.

Прижим устройства к стенкам трубы перед формированием перфорационного отверстия обеспечивает фиксацию положения прокалывающего инструмента в продольном и поперечном относительно стенки трубы направлениях, что устраняет дополнительные усилия прокалывания, приводит к повышению качества перфорации.Clamping the device to the pipe walls before forming the perforation hole provides a fixation of the position of the piercing tool in the longitudinal and transverse directions relative to the pipe wall, which eliminates additional piercing forces and improves the quality of perforation.

Создание упругих деформаций прокалывающим инструментом, направленных от формируемого перфорационного отверстия в тело трубы, обеспечивает увеличение диаметра отверстия на величину упругой деформации после окончания перфорации, что обеспечивает выход инструмента из отверстия без заклинивания. Это повышает надежность и производительность работы инструмента. Создаваемые концентраторы напряжений в материале трубы также снижают усилие прокалывания.The creation of elastic deformations by a piercing tool directed from the formed perforation hole into the pipe body provides an increase in the diameter of the hole by the amount of elastic deformation after the end of the perforation, which ensures that the tool leaves the hole without jamming. This increases the reliability and productivity of the tool. The stress concentrators created in the pipe material also reduce the piercing force.

Расширение входа в отверстие приводит к расширению всего отверстия и уменьшению вероятности заклинивания инструмента при обратном ходе после прокалывания, тем самым увеличивая надежность и производительность работы устройства.The expansion of the entrance to the hole leads to the expansion of the entire hole and reduces the likelihood of jamming of the tool during the reverse stroke after piercing, thereby increasing the reliability and productivity of the device.

Отвод излишней рабочей жидкости в маслосборник в процессе перфорации с последующим возвратом ее в камеру гидроусилителя исключает операцию перезарядки всего устройства, что сокращает время подготовки устройства для дальнейшего использования, повышая производительность.The removal of excess working fluid into the oil sump during the perforation process and its subsequent return to the hydraulic booster chamber excludes the operation of recharging the entire device, which reduces the preparation time of the device for further use, increasing productivity.

Выполнение опорного выступа на наружной поверхности корпуса обеспечивает прижим корпуса к стенке трубы только этим ограниченным участком поверхности (при одновременном упоре в противоположную стенку трубы сферической поверхности опорного поршня). Тем самым снижается вероятность опоры на неровности и заусенцы трубы и, следовательно, деформации и корпуса и трубы. Надежность работы перфоратора возрастает.The implementation of the support protrusion on the outer surface of the housing provides the housing against the pipe wall only by this limited surface area (while at the same time abutting the spherical surface of the supporting piston against the opposite wall of the pipe). This reduces the likelihood of reliance on bumps and burrs of the pipe and, consequently, deformation of both the body and the pipe. The reliability of the drill increases.

Выполнение опорного выступа на уровне инструментального поршня необходимо для надежной фиксации прокалывающего инструмента относительно стенки трубы и, как следствие, для качественной перфорации.The implementation of the reference protrusion at the level of the instrumental piston is necessary for reliable fixation of the piercing tool relative to the pipe wall and, as a result, for high-quality perforation.

Установка опорного поршня на одной оси с инструментальным поршнем устраняет их перекосы и заклинивания, от чего возрастает надежность работы перфоратора и его производительность. Также это обеспечивает фиксацию положения прокалывающего инструмента, установленного на инструментальном поршне, относительно стенки перфорируемой трубы, что приводит к повышению качества перфорации. Кроме того, упрощается конструкция устройства, обеспечивается компактность.The installation of the supporting piston on the same axis as the tool piston eliminates their distortions and jamming, which increases the reliability of the drill and its performance. This also provides a fixation of the position of the piercing tool mounted on the tool piston relative to the wall of the perforated pipe, which leads to an increase in the quality of perforation. In addition, the design of the device is simplified, compactness is ensured.

Выполнение наружной поверхности опорного поршня сферической обеспечивает ее базирование путем самоустановки благодаря значительной площади контакта со стенкой трубы и небольшим удельным контактным нагрузкам. Это повышает надежность, а, значит, и производительность работы устройства. Выполнение радиуса сферической поверхности опорного поршня близким радиусу перфорируемой трубы повышает надежность базирования.The execution of the outer surface of the support piston spherical ensures its basing by self-installation due to the significant contact area with the pipe wall and small specific contact loads. This increases the reliability, and, therefore, the performance of the device. Performing the radius of the spherical surface of the support piston close to the radius of the perforated pipe increases the reliability of the base.

Выполнение диаметра опорного поршня большим диаметра инструментального поршня на максимальную величину, допустимую конструктивными возможностями устройства, обеспечивает максимальную величину силы прижима корпуса к стенке трубы, так как величина этой силы определяется разностью площадей опорного и инструментального поршней, на которую будет воздействовать давление рабочей жидкости. При надежном прижиме корпуса перфоратора возрастают надежность и производительность его работы.Making the diameter of the supporting piston larger than the diameter of the tool piston by the maximum value allowed by the design capabilities of the device provides the maximum value of the clamping force of the housing against the pipe wall, since the value of this force is determined by the difference in the areas of the supporting and tool pistons, which will be affected by the pressure of the working fluid. With reliable clamping of the punch body, the reliability and productivity of its work increase.

Выполнение торцевой поверхности прокалывающего инструмента конической создает дополнительные сжимающие напряжения в стенке трубы, уплотняя и наклепывая металл, в результате чего режущая кромка создает при срезе растягивающие упругие напряжения в теле трубы в зоне режущей кромки и ниже ее. Создаваемые концентраторы напряжений снижают усилие прокола. После среза упругие напряжения от среза возвращают верхний слой металла в исходное состояние, делая диаметр отверстия по размеру большим диаметра режущей кромки прокалывающего инструмента.The execution of the end surface of the piercing tool conical creates additional compressive stresses in the pipe wall, compacting and riveting the metal, as a result of which the cutting edge creates tensile elastic stresses in the pipe body in the zone of the cutting edge and below it when shearing. The stress concentrators created reduce the puncture force. After the cut, the elastic stresses from the cut return the upper metal layer to its original state, making the hole diameter larger than the diameter of the cutting edge of the piercing tool.

Выполнение торцевой поверхности прокалывающего инструмента плоской уменьшает усилия прокалывания трубы, так как заостренная режущая кромка подрезает корень удаляемого столбика металла, что увеличивает производительность прокалывания.Making the end surface of the piercing tool flat reduces the tube piercing forces, since the sharp cutting edge cuts the root of the metal to be removed, which increases the piercing performance.

Выполнение торцевой поверхности прокалывающего инструмента сферической предохраняет режущую кромку, так как сфера создает растягивающие напряжения в столбике удаляемого из формируемого отверстия металла, а режущая кромка лишь подрезает металл в зоне его растяжения.The execution of the end surface of the piercing tool spherical protects the cutting edge, since the sphere creates tensile stresses in the column of metal removed from the formed hole, and the cutting edge only cuts the metal in the zone of its extension.

Выполнение корпуса прокалывающего инструмента обратно коническим необходимо, во-первых, для уменьшения трения задней поверхности режущей кромки инструмента об идущую за ней упругую волну поверхности отверстия, а во-вторых, для уменьшения площади контакта инструмента и трубы. Это облегчает выход инструмента из отверстия после прокалывания, повышая надежность и производительность работы.The execution of the body of the piercing tool back conical is necessary, firstly, to reduce the friction of the rear surface of the cutting edge of the tool against the elastic wave of the hole surface following it, and secondly, to reduce the contact area of the tool and pipe. This facilitates the exit of the tool from the hole after piercing, increasing reliability and productivity.

Выполнение основания прокалывающего инструмента коническим обеспечивает дополнительное расширение отверстия при силовом перемещении инструмента в процессе прокалывания. Это уменьшает вероятность заклинивания прокалывающего инструмента при возврате после перфорации, тем самым увеличивая надежность и производительность работы устройства.The implementation of the base of the piercing tool conical provides additional expansion of the hole during the force movement of the tool during the piercing. This reduces the likelihood of jamming of the piercing tool when returning after perforation, thereby increasing the reliability and performance of the device.

Таким образом, выполнение элементов прокалывающего инструмента указанной формы обеспечивает увеличение диаметра отверстия и улучшение возврата инструмента после прокалывания, а это увеличивает и надежность, и производительность работы устройства.Thus, the implementation of the elements of the piercing tool of the specified shape provides an increase in the diameter of the hole and an improvement in the return of the tool after piercing, and this increases both the reliability and productivity of the device.

Выполнение в нижней части корпуса маслосборника предложенной конструкции, а именно, сообщаемого с камерой гидроусилителя через дроссельное отверстие и пространство, образуемое между опорным и инструментальным поршнями, и имеющего поршень, который взаимодействует с винтом, исключает необходимость полной разборки устройства после его подъема на поверхность. Время перезарядки сокращается, а значит увеличивается производительность работы.The implementation of the proposed design in the lower part of the oil pan housing, namely, connected to the hydraulic booster chamber through the throttle hole and the space formed between the supporting and tool pistons, and having a piston that interacts with the screw, eliminates the need for complete disassembly of the device after it is raised to the surface. Recharge time is reduced, which means increased productivity.

Предложенное устройство показано на чертеже, где изображены: на фиг.1 - продольный разрез устройства, на фиг.2 - увеличенный вид I на фиг.1 с прокалывающим инструментом с конической торцевой поверхностью, на фиг.3 - вариант прокалывающего инструмента на фиг.2 с плоской или сферической (показано пунктиром) торцевой поверхностью.The proposed device is shown in the drawing, which shows: in Fig. 1 is a longitudinal section of the device, in Fig. 2 is an enlarged view of I in Fig. 1 with a piercing tool with a tapered end surface, in Fig. 3 is a variant of the piercing tool in Fig. 2 with a flat or spherical (shown by dashed) end surface.

Устройство содержит корпус 1, гидроусилитель в виде поршня 2, штока 3 и камеры 4, расположенной под штоком 3. Инструментальный поршень 5, надпоршневое пространство которого сообщается с камерой 4 гидроусилителя, имеет на конце прокалывающий инструмент 6 для формирования перфорационного отверстия. На наружной поверхности корпуса 1 на уровне инструментального поршня 5 выполнен опорный выступ 7 высотой 2-3 мм. Соосно инструментальному поршню 5 установлен опорный поршень 8, наружная поверхность которого выполнена в виде сферы 9.The device comprises a housing 1, a hydraulic booster in the form of a piston 2, a rod 3 and a chamber 4 located under the rod 3. The instrumental piston 5, the supra-piston space of which communicates with the hydraulic booster chamber 4, has a piercing tool 6 at the end for forming a perforation hole. On the outer surface of the housing 1 at the level of the instrumental piston 5, a support protrusion 7 is made with a height of 2-3 mm. Coaxial to the instrumental piston 5, a support piston 8 is installed, the outer surface of which is made in the form of a sphere 9.

Прокалывающий инструмент 6 выполнен в виде корпуса 10 с торцевой поверхностью 11 и основанием 12. Корпус 10 имеет форму обратного конуса с углом 1-2 градуса. Торцевая поверхность 11 может быть выполнена конической с углом, большим угла трения материала прокалывающего инструмента по материалу перфорируемой трубы, или плоской, или сферической. Основание 12 выполнено коническим с углом, большим угла трения материала прокалывающего инструмента по материалу перфорируемой трубы.The piercing tool 6 is made in the form of a housing 10 with an end surface 11 and a base 12. The housing 10 has the shape of an inverse cone with an angle of 1-2 degrees. The end surface 11 can be made conical with an angle greater than the angle of friction of the material of the piercing tool on the material of the perforated pipe, either flat or spherical. The base 12 is made conical with an angle greater than the angle of friction of the material of the piercing tool on the material of the perforated pipe.

В нижней части корпуса 1 выполнен маслосборник 13, который сообщается с камерой 4 гидроусилителя через дроссельное отверстие 14 и межпоршневое пространство, образуемое между инструментальным 5 и опорным поршнями 8. В маслосборнике 13 размещен поршень 15, взаимодействующий с винтом 16.An oil sump 13 is made in the lower part of the housing 1, which communicates with the hydraulic booster chamber 4 through the throttle hole 14 and the inter-piston space formed between the tool 5 and the supporting pistons 8. A piston 15 is placed in the oil sump 13 and interacts with the screw 16.

Предложенное устройство, позволяющее реализовать предложенный способ механической перфорации трубы, работает следующим образом. Устройство опускают на кабеле или на трубах в заданную точку скважины. Затем насосным агрегатом на устье скважины создают расчетное давление рабочей жидкости в скважине, от действия которого поршень 2 гидроусилителя срезает шпонки и начинает перемещаться вниз. Шток 3, перемещаясь под воздействием поршня 2, создает в камере 4, заполненной рабочей жидкостью, повышенное давление, величина которого пропорциональна отношению площадей поршня 2 и штока 3. Указанное повышенное давление передается в пространство между инструментальным 5 и опорным 8 поршнями, в результате чего начинается перемещение поршней 5 и 8 в противоположные стороны. Опорный поршень 8, выполненный с диаметром, большим диаметра инструментального поршня 5, первым упирается в стенку перфорируемой трубы сферической поверхностью 9. Затем к противоположной стенке перфорируемой трубы прижимается опорный выступ 7. Корпус 1 останавливается, а инструментальный поршень 5 продолжает двигаться и перемещать размещенный на нем прокалывающий инструмент 6. Прокалывающий инструмент 6 торцевой поверхностью 11, выполненной конической, или плоской, или сферической, формирует отверстие в стенке трубы, перемещаясь до упора основания 12 в кромку отверстия. Конус основания 12 расширяет кромку отверстия и само отверстие.The proposed device, which allows to implement the proposed method of mechanical perforation of a pipe, works as follows. The device is lowered by cable or pipe to a given point in the well. Then, the pump unit at the wellhead creates the calculated pressure of the working fluid in the well, from the action of which the piston 2 of the hydraulic booster cuts the keys and starts to move down. The rod 3, moving under the influence of the piston 2, creates an increased pressure in the chamber 4 filled with the working fluid, the magnitude of which is proportional to the ratio of the areas of the piston 2 and the rod 3. The specified increased pressure is transferred to the space between the tool 5 and the supporting 8 pistons, as a result of which the movement of the pistons 5 and 8 in opposite directions. The support piston 8, made with a diameter larger than the diameter of the tool piston 5, first abuts against the wall of the perforated pipe with a spherical surface 9. Then, the support ledge 7 is pressed against the opposite wall of the perforated pipe. The housing 1 stops, and the tool piston 5 continues to move and move placed on it piercing tool 6. The piercing tool 6 with an end surface 11 made of conical, or flat, or spherical, forms a hole in the pipe wall, moving to the stop warping 12 hole edge. The cone of the base 12 expands the edge of the hole and the hole itself.

В процессе перфорации излишние объемы рабочей жидкости поступают через дроссельное отверстие 14 в маслосборник 13. Вследствие падения давления рабочей жидкости опорный поршень 8 и инструментальный поршень 5 с инструментом 6 начинают обратный ход вглубь корпуса 1 в исходное положение и выдавливают из пространства между ними в маслосборник 13 остатки рабочей жидкости.In the process of perforation, excess volumes of the working fluid flow through the throttle hole 14 into the oil sump 13. Due to the pressure drop of the working fluid, the support piston 8 and the tool piston 5 with the tool 6 begin to retreat deep into the housing 1 to their original position and the residues are squeezed out of the space between them into the oil sump 13. working fluid.

После возврата поршней (опорного 5 и инструментального 8) в исходное положение устройство извлекают из скважины.After the pistons (reference 5 and instrumental 8) return to their original position, the device is removed from the well.

На поверхности с помощью хомута зажимают опорный 8 и инструментальный 5 поршни. Вращением винта 16 возвращают поршень 15 маслосборника 13 в исходное верхнее положение. При этом рабочая жидкость поступает через дроссельное отверстие 14 в камеру 4 мультипликатора и возвращает шток 3 и поршень 2 в исходное положение.On the surface using a clamp clamp support 8 and tool 5 pistons. The rotation of the screw 16 returns the piston 15 of the oil sump 13 to its original upper position. When this working fluid enters through the throttle hole 14 in the chamber 4 of the multiplier and returns the rod 3 and the piston 2 to its original position.

Устройство готово для следующего спуска в скважину.The device is ready for the next descent into the well.

Предложенная группа изобретений для механической перфорации трубы в нефтяной или газовой скважине выполняет указанное назначение и обеспечивает повышение производительности, надежности и качества перфорации.The proposed group of inventions for mechanical perforation of a pipe in an oil or gas well fulfills the specified purpose and provides increased productivity, reliability and quality of perforation.

Claims (8)

1. Способ механической перфорации трубы, включающий увеличение давления рабочей жидкости в гидроусилителе устройства, воздействие рабочей жидкостью через инструментальный поршень на прокалывающий инструмент и формирование перфорационного отверстия в трубе, возврат рабочей жидкости в камеру гидроусилителя после перфорации, отличающийся тем, что перед формированием перфорационного отверстия осуществляют прижим устройства к стенкам трубы, прокалывающим инструментом создают упругие деформации, направленные от формируемого перфорационного отверстия в тело трубы, расширяют вход в перфорационное отверстие, в процессе перфорации отводят излишнюю рабочую жидкость в маслосборник, откуда после перфорации ее возвращают в камеру гидроусилителя.1. The method of mechanical perforation of the pipe, including increasing the pressure of the working fluid in the hydraulic booster of the device, exposing the working fluid through the tool piston to the piercing tool and forming a perforation hole in the pipe, returning the working fluid to the hydraulic booster chamber after perforation, characterized in that before forming the perforation hole clamping the device to the walls of the pipe with a piercing tool creates elastic deformations directed from the formed perforation a hole in the body of the pipe, expand the entrance to the perforation hole, in the process of perforation, excess working fluid is diverted to the oil sump, from where it is returned to the hydraulic booster chamber after perforation. 2. Устройство для осуществления способа механической перфорации, содержащее корпус, гидроусилитель в виде поршня со штоком и камерой под ним, инструментальный поршень, надпоршневое пространство которого сообщается с камерой гидроусилителя, прокалывающий инструмент, размещенный на инструментальном поршне, отличающееся тем, что наружная поверхность корпуса на уровне инструментального поршня выполнена с опорным выступом, соосно инструментальному поршню установлен опорный поршень со сферической наружной поверхностью и диаметром, большим диаметра инструментального поршня, прокалывающий инструмент имеет корпус, выполненный обратно коническим, с торцовой поверхностью, выполненной конической, или плоской, или сферической, и основанием, выполненным коническим, в нижней части корпуса устройства выполнен маслосборник, который сообщается с камерой гидроусилителя через дроссельное отверстие и пространство, образуемое между инструментальным и опорным поршнями, и имеет поршень, взаимодействующий с винтом.2. A device for implementing the method of mechanical perforation, comprising a housing, a hydraulic booster in the form of a piston with a rod and a chamber below it, an instrumental piston, the over-piston space of which communicates with the hydraulic booster chamber, a piercing tool placed on the instrumental piston, characterized in that the outer surface of the housing is the level of the tool piston is made with a support protrusion, coaxial to the tool piston there is a support piston with a spherical outer surface and a diameter greater than with the diameter of the tool piston, the piercing tool has a body made back conical, with an end surface made conical, or flat, or spherical, and a base made conical, an oil pan is made in the lower part of the device casing, which communicates with the hydraulic booster chamber through a throttle hole and the space formed between the instrumental and reference pistons, and has a piston interacting with the screw. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что высота опорного выступа наружной поверхности корпуса составляет 2-3 мм.3. The device according to claim 2, characterized in that the height of the support protrusion of the outer surface of the housing is 2-3 mm 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что радиус сферической поверхности опорного поршня выполнен близким радиусу перфорируемой трубы.4. The device according to claim 2, characterized in that the radius of the spherical surface of the support piston is made close to the radius of the perforated pipe. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что диаметр опорного поршня выполнен большим диаметра инструментального поршня на величину, максимально допустимую конструкцией устройства.5. The device according to claim 2, characterized in that the diameter of the reference piston is made larger than the diameter of the instrumental piston by an amount maximum permissible by the design of the device. 6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что конус корпуса прокалывающего инструмента выполнен с углом 1-2°.6. The device according to claim 2, characterized in that the cone of the body of the piercing tool is made with an angle of 1-2 °. 7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что конус торцевой поверхности прокалывающего инструмента выполнен с углом, большим угла трения материала прокалывающего инструмента по материалу перфорируемой трубы.7. The device according to claim 2, characterized in that the cone of the end surface of the piercing tool is made with an angle greater than the friction angle of the material of the piercing tool on the material of the perforated pipe. 8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что конус основания прокалывающего инструмента выполнен с углом, большим угла трения материала прокалывающего инструмента по материалу перфорируемой трубы. 8. The device according to claim 2, characterized in that the base cone of the piercing tool is made with an angle greater than the friction angle of the material of the piercing tool on the material of the perforated pipe.
RU2008112959/03A 2008-04-03 2008-04-03 Method for mechanical perforation and device for its realisation RU2373382C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112959/03A RU2373382C1 (en) 2008-04-03 2008-04-03 Method for mechanical perforation and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112959/03A RU2373382C1 (en) 2008-04-03 2008-04-03 Method for mechanical perforation and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2373382C1 true RU2373382C1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41477912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112959/03A RU2373382C1 (en) 2008-04-03 2008-04-03 Method for mechanical perforation and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373382C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU231578U1 (en) * 2024-08-13 2025-01-31 Хамит Гарипович Абдуллин Hydromechanical wedge drill

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2069742C1 (en) * 1993-05-19 1996-11-27 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегеофизика" Device for mechanical perforation of wells
RU2069740C1 (en) * 1992-07-07 1996-11-27 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегазгеофизика" Piercing perforator for formation of channels in casing strings of oil-gas wells
RU2069741C1 (en) * 1993-05-19 1996-11-27 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегеофизика" Device for mechanical perforation of wells
RU2087685C1 (en) * 1994-02-16 1997-08-20 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегазгеофизика" Method and device for mechanical perforation of oil and gas wells
RU2129655C1 (en) * 1997-07-21 1999-04-27 Открытое акционерное общество "Ноябрьскнефтегазгеофизика" Puncturing perforator
RU2172394C1 (en) * 2000-03-20 2001-08-20 ОАО "Сибнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика" Puncturing perforator
RU2202035C2 (en) * 2001-06-19 2003-04-10 Вагапов Самат Юнирович Downhole drift for pipes
RU2211310C1 (en) * 2002-03-11 2003-08-27 Вагапов Самат Юнирович Well punch-perforator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2069740C1 (en) * 1992-07-07 1996-11-27 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегазгеофизика" Piercing perforator for formation of channels in casing strings of oil-gas wells
RU2069742C1 (en) * 1993-05-19 1996-11-27 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегеофизика" Device for mechanical perforation of wells
RU2069741C1 (en) * 1993-05-19 1996-11-27 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегеофизика" Device for mechanical perforation of wells
RU2087685C1 (en) * 1994-02-16 1997-08-20 Акционерное общество открытого типа "Ноябрьскнефтегазгеофизика" Method and device for mechanical perforation of oil and gas wells
RU2129655C1 (en) * 1997-07-21 1999-04-27 Открытое акционерное общество "Ноябрьскнефтегазгеофизика" Puncturing perforator
RU2172394C1 (en) * 2000-03-20 2001-08-20 ОАО "Сибнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика" Puncturing perforator
RU2202035C2 (en) * 2001-06-19 2003-04-10 Вагапов Самат Юнирович Downhole drift for pipes
RU2211310C1 (en) * 2002-03-11 2003-08-27 Вагапов Самат Юнирович Well punch-perforator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU231578U1 (en) * 2024-08-13 2025-01-31 Хамит Гарипович Абдуллин Hydromechanical wedge drill

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2416018C2 (en) System for positioning drill holes from main borehole of well
EP1092080B1 (en) Method and tool for fracturing an underground formation
RU2557281C2 (en) Cumulative charge
US7712522B2 (en) Expansion cone and system
JP2008002065A (en) Intrusive ground sampling device
CN101427003A (en) Apparatus and method for severing a wellbore tubular
CN103628480A (en) Construction method and device for guide displacement pressure precast pile
CN108222873B (en) Composite vibration impactor
Aleksandrovich Bottomhole formation zone completion through ultra deep multibranch channels: experimental research of a new technology
RU2373382C1 (en) Method for mechanical perforation and device for its realisation
RU2633596C1 (en) Complex hydraulic wedge perforator (versions)
EP3212879B1 (en) Cutting tool
US11280146B2 (en) Fluid driven jarring device
KR101701892B1 (en) Splitting method for tunnel excavation
RU2255208C2 (en) Perforator for oil well (variants) and method for concurrent perforation of apertures in casing string of oil well and in an area, surrounding oil well (variants)
CN207920589U (en) A kind of oil pipe hydraulic pressure perforating device
RU2342515C1 (en) Method of patching in casing pipes
RU2244806C1 (en) Method for hydromechanical slit perforation of cased wells and device for realization of said method
CN108119108B (en) Oil pipe hydraulic pressure perforating device
RU2365743C1 (en) Method of repeated producing formation exposing and device for its implementation
RU30159U1 (en) Hydro-Mechanical Downhole Hammer
KR101733217B1 (en) Drilling apparatus for constructing jacket of offshore equipment and drilling method using the same
RU2258796C1 (en) Casing pipe repair device
RU2316644C2 (en) Mechanical-hydraulic perforator
RU62981U1 (en) HYDROMONITOR NOZZLE FOR HYDROMECHANICAL PERFORATOR