RU2397317C1 - Procedure for making borehole slit-like perforated holes of casing and facility for implementation of this procedure - Google Patents

Procedure for making borehole slit-like perforated holes of casing and facility for implementation of this procedure Download PDF

Info

Publication number
RU2397317C1
RU2397317C1 RU2009115036/03A RU2009115036A RU2397317C1 RU 2397317 C1 RU2397317 C1 RU 2397317C1 RU 2009115036/03 A RU2009115036/03 A RU 2009115036/03A RU 2009115036 A RU2009115036 A RU 2009115036A RU 2397317 C1 RU2397317 C1 RU 2397317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casing
perforator
piston
string
trajectory
Prior art date
Application number
RU2009115036/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Зюрин (RU)
Владимир Михайлович Зюрин
Станислав Алексеевич Терентьев (RU)
Станислав Алексеевич Терентьев
Original Assignee
Владимир Михайлович Зюрин
Станислав Алексеевич Терентьев
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 Владимир Михайлович Зюрин, Станислав Алексеевич Терентьев filed Critical Владимир Михайлович Зюрин
Priority to RU2009115036/03A priority Critical patent/RU2397317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2397317C1 publication Critical patent/RU2397317C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: according to procedure slits in casing are cut in wall of casing, in cement ring behind casing and in producer by means of rotating cutting tool in form of disk cutter. Slits are cut in an interval of the borehole perforation with slit-like sections arranged along a spiral line at a specified step relative to one another around axis of the string. To form a slit in each section axle of the mill travels in plane of slit-forming along a specified trajectory and simultaneously a perforator performs reciprocal motions in a vertical direction relative to the casing. From an upper end position the perforator is lowered to a lower end position at a specified rate; when the perforator is lowered, the axle of the mill rotation is simultaneously transferred in the beginning from an upper initial point of the trajectory at angle to generatrix of the casing. Also at a dosed feed the mill smoothly cuts into the wall of the casing, the cement ring beyond the casing and the producer of the well to the point of the trajectory, whereat mill cutting is stopped. Further, transfer of the axle of the mill is continued in the vertical direction to the lower end point of the trajectory with simultaneous milling the wall of the casing, the cement ring beyond the casing and the producer at depth of the slit made with cutting. The perforator is lifted from its lower end position to the upper end position at independent rate. When the perforator is lifted, the axle of the mill does not rotate, but simultaneously is transferred from the lower end point of the trajectory to the upper initial point of the trajectory at accelerated feed away from the wall of the casing. In the procedure there is used the perforator with a hydro-cylinder. The piston of the hydro-cylinder is mechanically coupled with the disk cutter and hydraulically on a sub-piston side - with the cavity of working pressure, on an over-piston side - with tube space via hydraulic resistance and a one-way valve of big port area. Hydraulic resistance functions as metering device for feed from the above-piston cavity of the hydro-cylinder into tube space, when working pressure of fluid actuates the piston on the sub-piston side. After pressure release in the perforator fluid is quickly supplied from tube space into the sub-piston cavity via the one-way-valve. Changes of string length due to flexible properties of the production string facilitate reciprocal travels of the perforator during operation. Metered axial load facilitated by metered feed of pressure in the production string actuates perforator lowering, while lifting is achieved by unloading after pressure release.
EFFECT: facilitating stable and reliable operation at forming slit in casing.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности при вскрытии пластов в обсаженных скважинах.The invention relates to the oil and gas industry during the opening of formations in cased wells.

Известен скважинный перфоратор (см. патент РФ №2007549, 15.02.1994 г.), где описан способ образования щелевого канала в обсадной колонне, включающий создание давления рабочей жидкости в трубах для обеспечения работы механизмов фиксации корпуса перфоратора, привода режущего инструмента и подачи режущего узла и образование щели путем прорезания колонны и цементного кольца за колонной с помощью вращающейся цепной фрезы, размещенной на станине.A well-known perforator (see RF patent No. 20057549, 02/15/1994), which describes a method of forming a slotted channel in the casing, including the creation of pressure of the working fluid in the pipes to ensure the functioning of the mechanisms of fixation of the body of the drill, the drive of the cutting tool and the supply of the cutting unit and the formation of a gap by cutting through the column and the cement ring behind the column using a rotating chain cutter placed on the bed.

К недостаткам способа относятся:The disadvantages of the method include:

а) ненадежность осуществления дозированной подачи режущего инструмента в сторону стенки обсадной колонны из-за продолговатой формы цепной фрезы, помещенной на плоской станине. В этом случае при постоянной дозированной угловой скорости вращения станины вокруг своей оси, которая в устройстве обеспечивается гидравлическим реле времени, окружные скорости любых точек на станине относительно оси вращения будут неодинаковыми, поэтому на самой отдаленной точке станины от его оси линейная скорость будет максимальной, где возможно при резании заклинивание инструмента.a) the unreliability of the dosage of the cutting tool to the side of the casing wall due to the elongated shape of the chain cutter placed on a flat bed. In this case, at a constant dosed angular velocity of rotation of the bed around its axis, which is provided in the device by a hydraulic time relay, the peripheral speeds of any points on the bed relative to the axis of rotation will be unequal, therefore, at the most distant point of the bed from its axis, the linear speed will be maximum, where possible when cutting, jamming the tool.

б) конструкция цепной фрезы, выполненная в виде связанных между собой режущих элементов и замкнутой цепи, является достаточно сложной конструкцией. Кроме этого, цепь как гибкий элемент не может обеспечить стабильность работы фрезы.b) the design of the chain cutter, made in the form of interconnected cutting elements and a closed chain, is a rather complex structure. In addition, the chain as a flexible element cannot ensure the stability of the cutter.

Известен другой способ и устройство для щелевой перфорации обсадной колонны нефтяных и газовых скважин, принятых за прототип (см. патент РФ №2315177, 20.01.2008 г.)There is another method and device for slotted perforation of a casing string of oil and gas wells adopted as a prototype (see RF patent No. 2315177, 01/20/2008)

В этом способе скважинной щелевой перфорации обсадной колонны образование щели в стенке обсадной колонны, цементном кольце за обсадной колонной и продуктивном пласте осуществляют вращающимся режущим инструментом в виде дисковой фрезы последовательным перемещением последнего, в начале - в радиальном направлении относительно обсадной колонны с дозированной подачей режущего инструмента, а затем - в вертикальном направлении перемещением перфоратора с расчетной скоростью его подачи на заданное расстояние, для чего используют перфоратор с гидроцилиндром, поршень которого связан механически с вращающимся режущим инструментом и гидравлически - с полостью рабочего давления через гидравлическое сопротивление, при этом перфоратор имеет возможность перемещения в вертикальном направлении относительно обсадной колонны с расчетной скоростью на заданное расстояние за счет устьевого подъемного механизма. Устройство для скважинной щелевой перфорации содержит составной корпус, в котором расположены режущий узел, состоящий из двух плоских коромысел, подвижно установленных на оси корпуса, цепной передачи и кинематически связанной с ней дисковой фрезы, механизмы привода и подачи режущего узла, опорные элементы корпуса, имеющие возможность взаимодействия со стенкой обсадной колонны во время работы перфоратора.In this method of borehole slotted perforation of the casing string, the formation of a gap in the casing wall, the cement ring behind the casing string and the reservoir is carried out by a rotating cutting tool in the form of a disk cutter by sequential movement of the latter, at the beginning in the radial direction relative to the casing string with a metered feed of the cutting tool, and then - in the vertical direction by moving the puncher with the estimated speed of its feed at a predetermined distance, for which a punch is used with a hydraulic cylinder, the piston of which is connected mechanically with a rotating cutting tool and hydraulically - with a working pressure cavity through hydraulic resistance, while the perforator has the ability to move in the vertical direction relative to the casing with a design speed for a given distance due to the wellhead lifting mechanism. A device for borehole slotted perforation comprises a composite housing in which a cutting unit is located, consisting of two flat rockers, movably mounted on the axis of the housing, a chain transmission and a kinematically associated disk cutter, drive and supply mechanisms of the cutting unit, supporting elements of the housing with the possibility interactions with the wall of the casing during punch operation.

К недостаткам способа относятся:The disadvantages of the method include:

а) первый этап последовательного перемещения вращающейся дисковой фрезы - дозированная радиальная подача фрезы в сторону стенки обсадной колонны - является ненадежным, т.к. врезание фрезы в стенку обсадной колонны предполагается осуществлять при неподвижном положении корпуса перфоратора относительно обсадной колонны;a) the first stage of the sequential movement of the rotating disk cutter - dosed radial feed of the cutter in the direction of the casing wall - is unreliable, because it is proposed that the cutter is inserted into the wall of the casing when the casing body is stationary relative to the casing;

б) применение устьевого подъемного механизма для обеспечения дозированной подачи перфоратора при его возвратно-поступательном перемещении технически невозможно.b) the use of a wellhead lifting mechanism to provide a metered feed of a perforator during its reciprocating movement is technically impossible.

К недостаткам устройства относятся:The disadvantages of the device include:

а) жесткая связь корпуса с колонной подъемных труб во время работы перфоратора не обеспечивает надежности ориентированного положения перфоратора в стволе обсадной колонны по азимуту, в частности, в глубоких скважинах;a) the rigid connection of the casing with the string of lifting pipes during the operation of the perforator does not ensure the reliability of the oriented position of the perforator in the casing stem in azimuth, in particular, in deep wells;

б) подпружиненные поршни-лапы, взаимодействующие со стенкой обсадной колонны как опорные элементы трения, недолговечны из-за быстрого износа.b) spring-loaded piston-paws interacting with the casing wall as supporting friction elements are short-lived due to rapid wear.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков с помощью создания способа и устройства для скважинной щелевой перфорации обсадной колонны, обеспечивающих надежность формообразования щели и работы устройства.The aim of the invention is to remedy these disadvantages by creating a method and device for downhole slotted perforation of the casing, ensuring the reliability of the formation of the slit and the operation of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе скважинной щелевой перфорации обсадной колонны, включающем резание стенки обсадной колонны, цементного кольца за обсадной колонной и продуктивного пласта скважины вращающимся режущим инструментом, выполненным в виде дисковой фрезы и имеющим возможность перемещения с дозированной подачей в сторону стенки обсадной колонны и в вертикальном направлении относительно обсадной колонны на заданное расстояние, в отличие от прототипа резание стенки обсадной колонны, цементного кольца за обсадной колонной и продуктивного пласта скважины осуществляют в интервале перфорации скважины щелеобразными участками, расположенными относительно друг друга с заданным шагом по спиральной линии вокруг оси колонны, причем на каждом участке образование щели осуществляют перемещением оси дисковой фрезы в плоскости щелеобразования по заданной траектории с одновременным возвратно-поступательным перемещением перфоратора в вертикальном направлении относительно обсадной колонны, при этом спуск перфоратора от его верхнего конечного положения до нижнего конечного положения осуществляют с дозированной скоростью, а ось дисковой фрезы, вращающейся при спуске перфоратора, одновременно перемещают от ее верхней исходной точки траектории в начале - под углом к образующей стенки обсадной колонны, осуществляя при этом плавное врезание фрезы последовательно в стенку обсадной колонны, цементное кольцо за обсадной колонной и продуктивный пласт скважины, до точки траектории, на которой врезание фрезы завершают одновременно с окончанием ее дозированной подачи и от которой в дальнейшем ось фрезы продолжают перемещать в вертикальном направлении до нижней конечной точки траектории, осуществляя при этом фрезерование одновременно стенки обсадной колонны, цементного кольца за обсадной колонной и продуктивного пласта на полученной после врезания глубине щели, а подъем перфоратора от его нижнего конечного положения до верхнего конечного положения осуществляют с независимой скоростью перемещения, при которой ось фрезы, невращающейся при подъеме перфоратора, одновременно перемещают по независимой траектории с ускоренной подачей от стенки обсадной колонны от ее нижней конечной точки траектории до верхней исходной точки траектории, для чего используют перфоратор с гидроцилиндром, поршень которого связан механически с дисковой фрезой и гидравлически с подпоршневой стороны - с полостью рабочего давления, с надпоршневой стороны - с межтрубной полостью через гидравлическое сопротивление, служащее для дозированной подачи жидкости из надпоршневой полости гидроцилиндра в межтрубную полость во время воздействия рабочего давления жидкости на поршень с подпоршневой стороны, и через клапан одностороннего действия с большим проходом, служащим для быстрой подачи жидкости из межтрубной полости в надпоршневую полость гидроцилиндра после сброса давления жидкости в перфораторе, причем возвратно-поступательное перемещение перфоратора во время его работы осуществляют изменением длины колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) за счет упругих свойств материала колонны, при этом для перемещения перфоратора вниз на колонну воздействуют дозированной осевой нагрузкой за счет дозированной подачи давления в НКТ, а для перемещения вверх - снятием нагрузки после сброса давления. Кроме того, поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для скважинной щелевой перфорации обсадной колонны, содержащем корпус с продольным вырезом, узел подвески корпуса, размещенные в корпусе режущий узел с вращающимся режущим элементом, выполненным в виде дисковой фрезы, механизмы привода и подачи режущего узла, опорные элементы корпуса, расположенные на двух опорных участках - в верхней и нижней части корпуса - с противоположной стороны от режущего узла и выполненные в виде роликов, подвижно установленных на осях корпуса, механизм фиксации корпуса в обсадной колонне с отжимным элементом, выполненным в виде отжимного ролика, расположенного на одной стороне с режущим узлом и имеющим возможность взаимодействия одновременно с опорными роликами во время работы перфоратора, при этом механизм подачи режущего узла содержит гидроцилиндр с подпружиненным поршнем со штоком, рычаг, шарнирно связанный одним концом со штоком, а другим - с режущим узлом, и гидравлическое сопротивление, выполненное в виде дроссельного отверстия с возможностью дозированной подачи жидкости из надпоршневой полости гидроцилиндра в межтрубную полость во время работы перфоратора, в отличие от прототипа узел подвески корпуса выполнен в виде комбинированного подвижного соединения корпуса с колонной НКТ, на каждом опорном участке корпуса дополнительно размещен второй опорный ролик на оптимальном расстоянии от первого опорного ролика с возможностью обязательного взаимодействия одного из двух роликов опорного участка со стенкой обсадной колонны на стыках муфтовых соединений обсадной колонны, в гидроцилиндре механизма подачи режущего узла дополнительно размещен клапан одностороннего действия с большим проходом с возможностью быстрой подачи жидкости из межтрубной полости в надпоршневую полость.This goal is achieved by the fact that in the proposed method of borehole slotted perforation of the casing string, including cutting the casing wall, cement ring behind the casing string and the productive formation of the well with a rotary cutting tool made in the form of a disk cutter and having the ability to move with a dosed feed to the side of the casing wall the columns and in the vertical direction relative to the casing at a predetermined distance, in contrast to the prototype, cutting the wall of the casing, cement lakes behind the casing string and the productive formation of the well are carried out in the interval of perforation of the well with slit-like sections located relative to each other with a given step in a spiral line around the axis of the column, and at each site, the formation of a slit is carried out by moving the axis of the disk cutter in the slotting plane along a given path along with - translational movement of the punch in the vertical direction relative to the casing, while the descent of the punch from its upper horse position to the lower end position is carried out at a metered speed, and the axis of the disk cutter, rotating during the descent of the punch, is simultaneously moved from its upper starting point of the trajectory at the beginning - at an angle to the generatrix of the casing string, while smoothly cutting the cutter sequentially into the casing wall the columns, the cement ring behind the casing and the production layer of the well, to the point of the trajectory at which the insertion of the cutter is completed simultaneously with the end of its metered supply and from which in the future, the cutter axis continues to be moved in the vertical direction to the lower end point of the trajectory, while simultaneously milling the walls of the casing, the cement ring behind the casing and the productive formation at the slot depth obtained after cutting, and raising the punch from its lower end position to the upper end positions are carried out with an independent speed of movement, at which the axis of the cutter, which does not rotate when the hammer is raised, is simultaneously moved along an independent path with accelerated feed from the casing wall from its lower end point to the upper starting point of the trajectory, for which a hammer drill is used with a hydraulic cylinder, the piston of which is mechanically connected to the disk mill and hydraulically from the piston side - with the working pressure cavity, from the piston side - with the annulus cavity through hydraulic resistance, which serves for dosed supply of fluid from the supra-piston cavity of the hydraulic cylinder into the annulus during the action of the working fluid pressure on the pore piston from the piston side, and through a single-acting valve with a large passage that serves to quickly supply fluid from the annulus to the supra-piston cavity of the hydraulic cylinder after depressurizing the fluid in the perforator, and the reciprocating movement of the perforator during its operation is carried out by changing the length of the tubing string pipes (tubing) due to the elastic properties of the material of the column, while to move the punch down on the column, a metered axial load is applied due to the metered pressure supply to the tubing, and to move up - by removing the load after depressurizing. In addition, the goal is achieved by the fact that in the known device for borehole slotted perforation of the casing, comprising a housing with a longitudinal cutout, a housing suspension assembly, a cutting assembly located in the housing with a rotating cutting element made in the form of a disk cutter, drive and feeding mechanisms of the cutting the node, the supporting elements of the housing located on two supporting sections - in the upper and lower parts of the housing - on the opposite side of the cutting unit and made in the form of rollers, movably mounted on the axes of the core a mustache, a casing fixing mechanism in the casing with a squeezing element made in the form of a squeezing roller located on one side with the cutting unit and having the ability to interact simultaneously with the support rollers during the operation of the perforator, while the cutting unit supply mechanism comprises a hydraulic cylinder with a spring-loaded piston with a rod, a lever pivotally connected at one end to the rod, and the other to the cutting unit, and hydraulic resistance, made in the form of a throttle hole with the possibility of metered supply fluids from the over-piston cavity of the hydraulic cylinder into the annular cavity during the operation of the perforator, in contrast to the prototype, the housing suspension assembly is made in the form of a combined movable connection of the housing with the tubing string, a second support roller is additionally placed on each support section of the body at an optimal distance from the first support roller with the possibility obligatory interaction of one of the two rollers of the support section with the casing wall at the joints of the coupling joints of the casing, in the hydraulic cylinder and the supply of the cutting unit is additionally placed a single-acting valve with a large passage with the possibility of quick supply of fluid from the annular cavity into the supra-piston cavity.

На фиг.1 представлено устройство для щелевой перфорации обсадной колонны в исходном положении, на фиг.2 и 3 - траектория перемещения оси режущего узла и оси дисковой фрезы относительно стенки обсадной колонны, соответственно, сверху вниз и снизу вверх, где позициями указано:Figure 1 shows the device for slotted perforation of the casing in the initial position, figure 2 and 3 - the trajectory of the axis of the cutting unit and the axis of the disk cutter relative to the wall of the casing, respectively, from top to bottom and bottom to top, where the positions indicate:

1 - подвеска НКТ; 2 - муфта НКТ шарнирного узла; 3 - корпус; 4 - муфта корпуса; 5 - дисковая фреза; 6 - режущий узел; 7 - привод фрезы; 8 - кинематическая связь от привода 7 к фрезе 5; 9 - ось режущего узла 6; 10 - ось фрезы; 11 - отжимной ролик; 12 - механизм подачи отжимного ролика; 13 - гидроцилиндр механизма подачи режущего узла 6; 14 - поршень со штоком гидроцилиндра 13; 15 - тяга от штока к режущему узлу; 16 - клапан одностороннего действия; 17 - дроссельное отверстие; 18 - канал гидравлической связи подпоршневой полости гидроцилиндра 13 с рабочей полостью; 19 и 20 - ролики верхнего и нижнего опорных участков корпуса 3 соответственно; 21 - оси роликов; 22 - обсадная колонна.1 - tubing suspension; 2 - tubing coupling of the hinge assembly; 3 - case; 4 - housing coupling; 5 - disk mill; 6 - cutting unit; 7 - cutter drive; 8 - kinematic connection from the drive 7 to the mill 5; 9 - axis of the cutting unit 6; 10 - axis of the cutter; 11 - squeezing roller; 12 - feeding mechanism of the squeezing roller; 13 - the hydraulic cylinder of the feed mechanism of the cutting unit 6; 14 - a piston with a rod of a hydraulic cylinder 13; 15 - thrust from the rod to the cutting unit; 16 - one-way valve; 17 - a throttle aperture; 18 - channel hydraulic connection piston cavity of the hydraulic cylinder 13 with the working cavity; 19 and 20 - rollers of the upper and lower supporting sections of the housing 3, respectively; 21 - axis of the rollers; 22 - casing string.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На колонне НКТ 1 устройство спускают в скважину к месту перфорации. Все механизмы устройства находятся в исходном положении, как показано на фиг.1. В колонне НКТ создают давление жидкости начальной рабочей величины, от которой начинают дозированное повышение давления, которое, в свою очередь, передается одновременно на гидродвигатель привода 7 и по каналу 18 в подпоршневые полости гидроцилиндров 13 механизма подачи режущего узла 6 и механизма подачи отжимного ролика 11. От воздействия давления жидкости начинают работу гидродвигатель привода 7, от которого через кинематическую связь 8 получает вращение дисковая фреза 5. Поршень 14, воздействуя через шток тяги 15, осуществляет дозированную подачу режущего узла 6 с дисковой фрезой 5 в сторону стенки обсадной колонны. Дозированное перемещение режущего узла 6 обеспечивается за счет дозированного перетока жидкости из надпоршневой полости гидроцилиндра 13 в межтрубную полость через дроссельное отверстие 17. Клапан одностороннего действия 16 в это время находится в закрытом положении под воздействием давления в надпоршневой полости гидроцилиндра 13. Механизм подачи 12 осуществляет перемещение отжимного ролика 11 до его взаимодействия со стенкой обсадной колонны с последующим фиксированием совместно с опорными роликами 19 и 20 перфоратора в обсадной колонне.On the tubing string 1, the device is lowered into the well to the perforation site. All mechanisms of the device are in the initial position, as shown in figure 1. A liquid pressure of the initial working value is created in the tubing string, from which a metered increase in pressure begins, which, in turn, is transmitted simultaneously to the hydraulic motor of the actuator 7 and through the channel 18 to the piston cavities of the hydraulic cylinders 13 of the feed mechanism of the cutting unit 6 and the feed mechanism of the squeeze roller 11. From the influence of the fluid pressure, the hydraulic motor of the drive 7 begins to work, from which the disk mill 5 receives rotation through the kinematic connection 8. The piston 14, acting through the rod of the rod 15, performs a dosed the supply of the cutting unit 6 with a disk cutter 5 in the direction of the casing wall. The metered movement of the cutting unit 6 is ensured by the metered flow of fluid from the over-piston cavity of the hydraulic cylinder 13 to the annulus through the throttle hole 17. The single-acting valve 16 is at that time in the closed position under pressure in the over-piston cavity of the hydraulic cylinder 13. The feed mechanism 12 moves the squeeze the roller 11 until it interacts with the casing wall with subsequent fixing together with the support rollers 19 and 20 of the perforator in the casing.

Во время дозированной подачи давления жидкости в НКТ увеличивается также в дозированном режиме осевая нагрузка на колонну НКТ, которая в соответствии с этим постепенно увеличивает свою длину за счет упругих свойств материала колонны, при этом перфоратор в этом же режиме осуществляет перемещение относительно обсадной колонны вниз.During a metered supply of fluid pressure in the tubing, the axial load on the tubing string also increases in a metered mode, which, in accordance with this, gradually increases its length due to the elastic properties of the string material, while the hammer drill moves downward relative to the casing in the same mode.

Во время дозированного перемещения перфоратора от верхнего конечного положения до нижнего конечного положения в вертикальном направлении с одновременной дозированной подачей вращающейся дисковой фрезы 5 в сторону стенки обсадной колонны ось 10 фрезы перемещается по траектории под углом к образующей стенки обсадной колонны 22 от точки А до точки А1 (см. фиг.2). При этом осуществляют врезание фрезы последовательно в стенку обсадной колонны, цементное кольцо за обсадной колонной и продуктивный пласт на заданную глубину. Дозированная подача дисковой фрезы в сторону стенки обсадной колонны на этом завершается. На следующем этапе перемещения перфоратора ось 10 дисковой фрезы 5 перемещают по траектории от точки А1 до точки А2 с фрезерованием одновременно стенки обсадной колонны, цементного кольца за обсадной колонной и продуктивного пласта на той же глубине. Ось 9 режущего узла 6 одновременно перемещается вертикально вниз от точки О до точки O1. При прохождении опорных участков корпуса 3 через стыки муфтовых соединений обсадной колонны в состоянии взаимодействия со стенкой обсадной колонны будет находиться обязательно один из пары роликов данного участка. Этим обеспечивается устойчивое фиксированное положение перфоратора в обсадной колонне.During the metered movement of the punch from the upper end position to the lower end position in the vertical direction with the simultaneous dosed feed of the rotating disk cutter 5 towards the casing wall, the milling axis 10 moves along the path at an angle to the generatrix of the casing wall 22 from point A to point A 1 (see figure 2). At the same time, the cutter is injected sequentially into the casing wall, the cement ring behind the casing and the producing formation to a predetermined depth. The dosed feed of the disk cutter towards the casing wall ends here. In the next step of moving the punch, the axis 10 of the disk cutter 5 is moved along the path from point A 1 to point A 2 with milling of the casing wall, cement ring behind the casing and the reservoir at the same depth. The axis 9 of the cutting unit 6 simultaneously moves vertically downward from point O to point O 1 . When passing the supporting sections of the casing 3 through the joints of the coupling joints of the casing in the state of interaction with the wall of the casing will be necessarily one of a pair of rollers of this section. This ensures a stable fixed position of the punch in the casing.

При достижении давления в рабочей полости НКТ конечной рабочей величины подачу жидкости прекращают с полным сбросом давления в гидросистемах перфоратора. За счет тех же упругих свойств материала колонны НКТ последняя укорачивается до исходной длины и, соответственно, перфоратор также возвращается в колонне НКТ на исходную позицию. В исходное положение одновременно возвращаются под действием своих пружин поршни гидроцилиндра механизма подачи 12 отжимного ролика 11, освобождая его от воздействия со стенкой обсадной колонны, и гидроцилиндра 13. При этом ось уже не вращающейся фрезы перемещается от нижней конечной точки А2 (см. фиг.2) до верхней исходной точки А по независимой траектории теперь с ускоренной подачей от стенки обсадной колонны 22, а ось 9 режущего узла 6 одновременно перемещается вертикально вверх от точки О1 до точки О с независимой скоростью. Ускоренную подачу в исходное положение режущего узла 6 осуществляют быстрой подачей жидкости из межтрубной полости в надпоршневую полость гидроцилиндра 13 через клапан одностороннего действия 16 с большим проходом, который открывается за счет перепада давлений в смежных полостях.When the pressure in the working cavity of the tubing reaches the final working value, the fluid supply is stopped with a complete release of pressure in the hydraulic systems of the perforator. Due to the same elastic properties of the material of the tubing string, the latter is shortened to the original length and, accordingly, the perforator also returns to the initial position in the tubing string. Under the action of their springs, the pistons of the hydraulic cylinder of the feed mechanism 12 of the squeeze roller 11 return at the same time, freeing it from exposure to the casing wall, and the hydraulic cylinder 13. In this case, the axis of the non-rotating mill moves from the lower end point A 2 (see Fig. 2) to the upper starting point A along an independent trajectory now with accelerated feed from the wall of the casing 22, and the axis 9 of the cutting unit 6 simultaneously moves vertically upward from point O 1 to point O with independent speed. The accelerated supply to the initial position of the cutting unit 6 is carried out by the rapid supply of fluid from the annulus to the piston cavity of the hydraulic cylinder 13 through a single-acting valve 16 with a large passage, which opens due to the differential pressure in adjacent cavities.

Шарнирное соединение корпуса 3 перфоратора с колонной НКТ 1 посредством муфт 4 и 2 обеспечивает стабильное осевое перемещение перфоратора в фиксированном положении в обсадной колонне с помощью отжимного ролика 11 и опорных роликов 19 и 20 во время резания щели по заданному азимуту.The swivel connection of the housing 3 of the drill with the tubing string 1 by means of couplings 4 and 2 ensures stable axial movement of the hammer in a fixed position in the casing using the squeeze roller 11 and the support rollers 19 and 20 while cutting the slit in a given azimuth.

После окончания работ по щелеобразованию на первом участке обсадной колонны перфоратор перемещают на следующую позицию интервала перфорации с поворотом НКТ вокруг оси колонны на заданный угол. Таким образом посредством элементов паз-выступ на муфтах 4 и 2 осуществляют следующее ориентирование перфоратора относительно обсадной колонны на новый азимут.After completion of the work of crevice formation in the first section of the casing string, the punch is moved to the next position of the perforation interval with rotation of the tubing around the axis of the string by a predetermined angle. Thus, by means of the groove-protrusion elements on the couplings 4 and 2, the following orientation of the punch relative to the casing to the new azimuth is performed.

Длина получаемой щели на каждом участке колонны зависит от следующих факторов: модуля продольной упругости материала подъемных труб, размера поперечного сечения труб, длины колонны НКТ и величины осевой нагрузки.The length of the obtained gap in each section of the column depends on the following factors: the modulus of longitudinal elasticity of the material of the lifting pipes, the size of the pipe cross-section, the length of the tubing string and the magnitude of the axial load.

Таким образом, способ и устройство для его осуществления позволяют обеспечивать стабильную и надежную работу при образовании щели в обсадной колонне скважины.Thus, the method and device for its implementation can provide stable and reliable operation during the formation of a gap in the casing of the well.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2007549, кл. Е21В 43/114.1. RF patent No.2007549, cl. ЕВВ 43/114.

2. Патент РФ №2315177, кл. Е21В 43/114.2. RF patent No. 2315177, cl. ЕВВ 43/114.

Claims (3)

1. Способ скважинной щелевой перфорации обсадной колонны, включающий резание стенки обсадной колонны, цементного кольца за обсадной колонной и продуктивного пласта скважины вращающимся режущим инструментом, выполненным в виде дисковой фрезы и имеющим возможность перемещения с дозированной подачей в сторону стенки обсадной колонны и в вертикальном направлении относительно обсадной колонны на заданное расстояние, отличающийся тем, что резание стенки обсадной колонны, цементного кольца за обсадной колонной и продуктивного пласта скважины осуществляют в интервале перфорации скважины щелеобразными участками, расположенными относительно друг друга с заданным шагом по спиральной линии вокруг оси колонны, причем на каждом участке образование щели осуществляют перемещением оси дисковой фрезы в плоскости щелеобразования по заданной траектории с одновременным возвратно-поступательным перемещением перфоратора в вертикальном направлении относительно обсадной колонны, при этом спуск перфоратора от его верхнего конечного положения до нижнего конечного положения осуществляют с дозированной скоростью, а ось дисковой фрезы, вращающейся при спуске перфоратора, одновременно перемещают от ее верхней исходной точки траектории в начале - под углом к образующей стенки обсадной колонны, осуществляя при этом плавное врезание с дозированной подачей фрезы последовательно в стенку обсадной колонны, цементное кольцо за обсадной колонной и продуктивный пласт скважины, до точки траектории, на которой врезание фрезы завершают и от которой в дальнейшем ось фрезы продолжают перемещать в вертикальном направлении до нижней конечной точки траектории, осуществляя при этом фрезерование одновременно стенки обсадной колонны, цементного кольца за обсадной колонной и продуктивного пласта на полученной после врезания глубине щели, а подъем перфоратора от его нижнего конечного положения до верхнего конечного положения осуществляют с независимой скоростью перемещения, при которой ось фрезы, невращающейся при подъеме перфоратора, одновременно перемещают по независимой траектории с ускоренной подачей от стенки обсадной колонны от ее нижней конечной точки траектории до верхней исходной точки траектории, для чего используют перфоратор с гидроцилиндром, поршень которого связан механически с дисковой фрезой и гидравлически с подпоршневой стороны - с полостью рабочего давления, с надпоршневой стороны - с межтрубной полостью через гидравлическое сопротивление, служащее для дозированной подачи жидкости из надпоршневой полости гидроцилиндра в межтрубную полость во время воздействия рабочего давления жидкости на поршень с подпоршневой стороны, и через клапан одностороннего действия с большим проходом, служащим для быстрой подачи жидкости из межтрубной полости в надпоршневую полость гидроцилиндра после сброса давления жидкости в перфораторе, причем возвратно-поступательное перемещение перфоратора во время его работы осуществляют изменением длины колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) за счет упругих свойств материала колонны, при этом для перемещения перфоратора вниз на колонну НКТ воздействуют дозированной осевой нагрузкой за счет дозированной подачи давления в НКТ, а для перемещения вверх - снятием нагрузки после сброса давления.1. The method of borehole slotted perforation of the casing string, including cutting the wall of the casing string, cement ring behind the casing string and the productive formation of the well with a rotary cutting tool made in the form of a disk cutter and having the ability to move with a dosed feed to the side of the casing string and in the vertical direction relative to the casing string at a predetermined distance, characterized in that the cutting of the wall of the casing string, the cement ring behind the casing string and the reservoir in the interval of perforation of the well, slit-like sections located relative to each other with a given step in a spiral line around the axis of the column, and at each site, the formation of a slit is carried out by moving the axis of the disk cutter in the plane of the slotting along a predetermined path with the simultaneous reciprocating movement of the punch in the vertical direction relative to the casing, while the descent of the punch from its upper end position to the lower end position they are injected at a metered speed, and the axis of the disk cutter rotating during the descent of the puncher is simultaneously moved from its upper starting point of the trajectory at the beginning - at an angle to the generatrix of the casing string, while smoothly cutting with a metered feed of the cutter sequentially into the casing wall, cement the ring behind the casing string and the production layer of the well, to the point of the trajectory at which the insertion of the cutter is completed and from which the axis of the cutter is continued to move in the vertical direction to the bottom the end point of the trajectory, while simultaneously milling the walls of the casing string, the cement ring behind the casing string and the productive formation at the slot depth obtained after cutting, and the perforator is raised from its lower end position to the upper end position with an independent speed of movement at which the axis milling cutters that do not rotate when the punch is raised are simultaneously moved along an independent trajectory with accelerated feed from the casing wall from its lower end point up to the top starting point of the trajectory, for which a perforator with a hydraulic cylinder is used, the piston of which is connected mechanically to the disk cutter and hydraulically from the piston side to the working pressure cavity, from the supra-piston side to the annular cavity through the hydraulic resistance, which serves for dosed supply of fluid from the over-piston the cavity of the hydraulic cylinder into the annular cavity during the action of the working fluid pressure on the piston from the piston side, and through a single-acting valve with a large a stroke that serves to quickly supply fluid from the annulus to the piston cavity of the hydraulic cylinder after depressurizing the fluid in the perforator, and the reciprocating movement of the perforator during its operation is carried out by changing the length of the tubing string due to the elastic properties of the string material, with this, to move the drill down on the tubing string, a metered axial load is applied due to the metered pressure supply to the tubing, and to move up - by removing the load after dumping pressure. 2. Устройство для скважинной щелевой перфорации обсадной колонны, содержащее корпус с продольным вырезом, узел подвески корпуса, размещенные в корпусе режущий узел с вращающейся дисковой фрезой, механизмы привода и подачи режущего узла, опорные элементы корпуса, расположенные на двух опорных участках в верхней и нижней части корпуса с противоположной стороны от режущего узла и выполненные в виде роликов, подвижно установленных на осях корпуса, механизм фиксации корпуса в обсадной колонне с отжимным элементом, выполненным в виде отжимного ролика, расположенного на одной стороне с режущим узлом и имеющим возможность взаимодействия одновременно с опорными роликами во время работы перфоратора, при этом механизм подачи режущего узла содержит гидроцилиндр с подпружиненным поршнем со штоком, рычаг, шарнирно связанный одним концом со штоком, а другим - с режущим узлом, и гидравлическое сопротивление, выполненное в виде дроссельного отверстия с возможностью дозированной подачи жидкости из надпоршневой полости гидроцилиндра в межтрубную полость во время работы перфоратора, отличающееся тем, что узел подвески корпуса выполнен в виде комбинированного подвижного соединения корпуса с колонной НКТ, на каждом опорном участке корпуса дополнительно размещен второй опорный ролик на оптимальном расстоянии от первого опорного ролика с возможностью обязательного взаимодействия одного из двух роликов опорного участка со стенкой обсадной колонны на стыках муфтовых соединений обсадной колонны, в гидроцилиндре механизма подачи режущего узла дополнительно размещен клапан одностороннего действия с большим проходом с возможностью быстрой подачи жидкости из межтрубной полости в надпоршневую полость.2. A device for borehole slotted perforation of a casing string, comprising a housing with a longitudinal cutout, a housing suspension assembly, a cutting assembly with a rotating disk cutter housed in the housing, drive and supply mechanisms of the cutting assembly, support members of the housing located on two support sections in the upper and lower parts of the casing on the opposite side of the cutting unit and made in the form of rollers movably mounted on the axes of the casing, the mechanism for fixing the casing in the casing with a squeezing element made in the form of squeezing about a roller located on one side with the cutting unit and having the ability to interact simultaneously with the support rollers during the operation of the puncher, while the feeding mechanism of the cutting unit contains a hydraulic cylinder with a spring-loaded piston with a rod, a lever pivotally connected at one end to the rod, and the other with cutting unit, and hydraulic resistance, made in the form of a throttle hole with the possibility of dosed supply of fluid from the over-piston cavity of the hydraulic cylinder into the annular cavity during operation of the perforator, from characterized in that the suspension unit of the housing is made in the form of a combined movable connection of the housing with the tubing string, each supporting section of the housing additionally has a second supporting roller at an optimal distance from the first supporting roller with the possibility of mandatory interaction of one of the two rollers of the supporting section with the casing wall on the joints of the couplings of the casing string, in the hydraulic cylinder of the feed mechanism of the cutting unit is additionally placed a one-way valve with a large passage with zmozhnostyu fast feed fluid from the shell side of the cavity in the cavity above the piston. 3. Устройство по п.2, отличающийся тем, что комбинированное подвижное соединение корпуса с колонной НКТ имеет вид подвижного сопряжения сферических поверхностей внутренней и наружной, одна из которых выполнена на муфте корпуса, а другая - на муфте труб, и сопряжения по торцам муфт, при этом на торце муфты корпуса выполнен поперечный паз, в котором с зазором размещен поперечный выступ муфты труб. 3. The device according to claim 2, characterized in that the combined movable connection of the housing with the tubing string has the form of a movable coupling of the spherical surfaces of the inner and outer, one of which is made on the coupling of the housing, and the other on the pipe coupling, and the coupling at the ends of the couplings, at the same time, a transverse groove is made at the end of the housing coupling, in which a transverse protrusion of the pipe coupling is placed with a gap.
RU2009115036/03A 2009-04-20 2009-04-20 Procedure for making borehole slit-like perforated holes of casing and facility for implementation of this procedure RU2397317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009115036/03A RU2397317C1 (en) 2009-04-20 2009-04-20 Procedure for making borehole slit-like perforated holes of casing and facility for implementation of this procedure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009115036/03A RU2397317C1 (en) 2009-04-20 2009-04-20 Procedure for making borehole slit-like perforated holes of casing and facility for implementation of this procedure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2397317C1 true RU2397317C1 (en) 2010-08-20

Family

ID=46305520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009115036/03A RU2397317C1 (en) 2009-04-20 2009-04-20 Procedure for making borehole slit-like perforated holes of casing and facility for implementation of this procedure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2397317C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482266C1 (en) * 2011-09-16 2013-05-20 Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин" (ОАО НПП "ВНИИГИС") Method for formation drilling using drilling perforator, and device for its implementation
RU2562639C1 (en) * 2014-07-25 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method of secondary drilling of productive formations
CN105793519A (en) * 2014-07-25 2016-07-20 螺旋面有限责任公司 Method for re-opening productive formations using helicoid perforation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482266C1 (en) * 2011-09-16 2013-05-20 Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин" (ОАО НПП "ВНИИГИС") Method for formation drilling using drilling perforator, and device for its implementation
RU2562639C1 (en) * 2014-07-25 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method of secondary drilling of productive formations
CN105793519A (en) * 2014-07-25 2016-07-20 螺旋面有限责任公司 Method for re-opening productive formations using helicoid perforation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1297242B1 (en) Drill bits
RU2418147C1 (en) Calibrating device of extension-type well shaft
CA2575060C (en) System and method for forming cavities in a well
CN105556056B (en) Well tool, drilling equipment and the method for controlling drill string tool
CN201106404Y (en) Reaming machine special for casing tube welldrilling
US9328584B2 (en) Debris anti-compaction system for ball valves
GB2417745A (en) Expandable bit with pressure activated release member
RU2397317C1 (en) Procedure for making borehole slit-like perforated holes of casing and facility for implementation of this procedure
CN107407139A (en) The hydraulic control of downhole tool
CA2443140C (en) Internal pressure indicator and locking mechanism for a downhole tool
RU2369728C2 (en) Sector method of fissure hydro-mechanical perforation of well
RU2327859C1 (en) Double-ended hydromechanical slot perforator
CN105888558B (en) Downhole reamer
RU142089U1 (en) WEDGE HYDROMECHANICAL PERFORATOR
RU2315177C1 (en) Method and device for slot hole forming in casing pipe
RU2401380C1 (en) Method of in-well casing string slit perforation and device to this end
CN203808841U (en) Tool used for enlarging wellbore diameter
RU19086U1 (en) DEVICE FOR DEEP PUNCHING OF CUTTING WELLS AND EXECUTIVE PUNCH BODY
RU138707U1 (en) HYDROMECHANICAL PERFORATOR
RU2355862C2 (en) Orientator of flexible pipe
RU2612392C1 (en) Device for making perforation holes
CN104929524A (en) Tool for enlarging wellbore diameter
RU2766968C1 (en) Hydraulic circulation valve
EP2812528B1 (en) Debris anti-compaction system for ball valves
RU69915U1 (en) DEVICE FOR GETTING DEEP PERFORATION CHANNELS IN A CASED WELL

Legal Events

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

Effective date: 20130421