RU2550709C2 - Hydraulic probing perforator - Google Patents
Hydraulic probing perforator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2550709C2 RU2550709C2 RU2013136060/03A RU2013136060A RU2550709C2 RU 2550709 C2 RU2550709 C2 RU 2550709C2 RU 2013136060/03 A RU2013136060/03 A RU 2013136060/03A RU 2013136060 A RU2013136060 A RU 2013136060A RU 2550709 C2 RU2550709 C2 RU 2550709C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- hollow rod
- hydraulic cylinder
- probe
- piston
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для получения глубоких перфорационных каналов в открытом продуктивном пласте.The invention relates to the oil and gas industry and is intended to produce deep perforation channels in an open reservoir.
Известен гидравлический зондовый перфоратор (см. а.с. №916744, Мкл. Е21В 43/114, заявл. 28.11.1980 г., заявка №321036/22-03, опубликован 30.03.1982 г., БИ №12.Known hydraulic probe punch (see AS No. 916744, Mcl. E21B 43/114, declared. 11.28.1980, application No. 321036 / 22-03, published 03.30.1982, BI No. 12.
Перфоратор состоит из корпуса, связанного с гидроцилиндром с тормозным поршнем внутри, регулятора движения зонда с насадкой на конце и разделительной перегородкой с жиклером. Зонд пропущен через разделительную перегородку с выходом в повторно-направляющий канал корпуса. На внешней стороне корпуса выполнен паз, в котором на пальце установлен пробойник с опорой на внешнюю поверхность силового поршня с осевым каналом, который образует с корпусом герметичную камеру и подвижное соединение с нижним концом поворотно-направляющего канала. Ход силового поршня в цилиндрической расточке корпуса ограничен стопорным кольцом.The hammer drill consists of a housing connected to a hydraulic cylinder with a brake piston inside, a probe movement regulator with a nozzle at the end and a dividing wall with a nozzle. The probe is passed through a dividing wall with access to the re-directing channel of the housing. A groove is made on the outer side of the housing, in which a punch is mounted on the finger with support on the outer surface of the power piston with an axial channel, which forms an airtight chamber and a movable connection with the lower end of the rotary-guide channel. The stroke of the power piston in the cylindrical bore of the housing is limited by a retaining ring.
На нижнем конце корпуса установлен мультипликатор, камера высокого давления которого связана каналом с герметичной камерой над силовым поршнем, а камера низкого давления соединена трубкой с внутренней полостью гидроцилиндра над тормозным поршнем.A multiplier is installed at the lower end of the housing, the high-pressure chamber of which is connected by a channel with a sealed chamber above the power piston, and the low-pressure chamber is connected by a tube to the internal cavity of the hydraulic cylinder above the brake piston.
Полость гидроцилиндра под разделительной перегородкой свободно сообщается с внешней средой - полостью обсадной колонны. Гидроцилиндр через переходник соединен с лифтовой колонной труб.The cavity of the hydraulic cylinder under the dividing wall freely communicates with the external environment - the cavity of the casing string. The hydraulic cylinder through the adapter is connected to the tubing string.
Спускают и устанавливают устройство на заданной глубине. Затем осуществляют подачу под давлением рабочей жидкости, откуда она подается к насадке зонда.Lower and install the device at a given depth. Then, the working fluid is supplied under pressure, from where it is supplied to the probe nozzle.
В камере высокого давления мультипликатора создается повышенное давление, достаточное для необходимого осевого усилия на силовом поршне, который перемещается в цилиндрической расточке корпуса и взаимодействует с пробойником с поворотом его на пальце и входом во взаимодействие с телом обсадной колонны. При расчетном осевом усилии пробойник внедряется в материал обсадной колонны с ее разрушением в месте контакта и образованием перфорационного канала, в который с регулируемой скоростью вводится зонд с насадкой на конце. Рабочая жидкость под давлением истекает из насадки с воздействием кинетической струей на горную породу и образованием перфорационного канала. Скорость перемещения зонда регулируется расходом жидкости через жиклер из-под тормозного поршня в полость гидроцилиндра под разделительной перегородкой и далее в скважину.In the high-pressure chamber of the multiplier, increased pressure is created, sufficient for the necessary axial force on the power piston, which moves in the cylindrical bore of the body and interacts with the punch with its rotation on the finger and entering into interaction with the casing string. When the axial force is calculated, the punch is introduced into the casing material with its destruction at the point of contact and the formation of a perforation channel into which a probe with a nozzle at the end is inserted at an adjustable speed. The working fluid under pressure flows out of the nozzle with the action of a kinetic jet on the rock and the formation of a perforation channel. The speed of the probe is controlled by the flow of fluid through the nozzle from under the brake piston into the cavity of the hydraulic cylinder under the dividing wall and further into the well.
Возврат зонда с насадкой в исходное положение осуществляется путем подачи под давлением рабочей жидкости в межтрубное пространство с подачей через радиальное отверстие в теле гидроцилиндра в полость над разделительной перегородкой, откуда с регулируемым расходом через жиклер подается под тормозной поршень.The probe with the nozzle is returned to its original position by applying working fluid to the annulus under pressure with a flow through a radial hole in the body of the hydraulic cylinder into the cavity above the dividing wall, from where it is supplied under the brake piston with an adjustable flow rate through the nozzle.
Тем самым зонд с насадкой извлекаются из перфорационного канала и по поворотно-направляющему каналу вводится внутрь устройства.Thus, the probe with the nozzle is removed from the perforation channel and is introduced into the device via the rotary-guide channel.
Осевым перемещением лифтовой колонны труб зондовый перфоратор устанавливают на новом месте.By axial movement of the tubing string, the probe punch is installed in a new location.
При подъеме устройства пробойник взаимодействует с отогнутым язычком металла в теле обсадной колонны, проворачивается на пальце и вводит силовой поршень в цилиндрическую расточку корпуса. Этим же действием поршень мультипликатора также возвращается в исходное положение.When lifting the device, the punch interacts with the bent metal tongue in the body of the casing, rotates on a finger and introduces a power piston into the cylindrical bore of the body. By the same action, the multiplier piston also returns to its original position.
К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:
- в случае остановки зонда с насадкой в перфорационном канале и продолжения перемещения тормозного поршня возможна деформация и даже поломка зонда;- if the probe with the nozzle stops in the perforation channel and the brake piston continues to move, deformation and even breakage of the probe are possible;
- проблематичен возврат зонда с насадкой в исходное положение за счет создания избыточного давления в межтрубном пространстве и перемещения вверх тормозного поршня;- it is problematic to return the probe with the nozzle to its original position by creating excessive pressure in the annulus and moving the brake piston upward;
- отсутствует сигнал о возврате зонда в исходное положение. - there is no signal to return the probe to its original position.
Известна конструкция устройства для гидроперфорации скважин, (см. а.с. №1051237, Мкл. Е21В 43/114, опубл. 30.10.1983 г., Бюл. №40.A known design of a device for hydroperforation of wells, (see AS No. 1051237, Mcl. E21B 43/114, publ. 10/30/1983, Bull. No. 40.
Устройство состоит из корпуса, внутри которого размещен с возможностью осевого перемещения полый шток с трубкой и насадкой, подпружиненной дифференциальной втулкой с фиксатором. Муфта связана с разгрузочной камерой. Под муфтой установлен поршень, над которым находится полость, заполненная жидкостью.The device consists of a housing, inside of which a hollow rod with a tube and a nozzle, a spring-loaded differential sleeve with a clamp is placed with the possibility of axial movement. The coupling is connected to the discharge chamber. A piston is installed under the coupling, over which there is a cavity filled with liquid.
В нижней части корпуса выполнено калиброванное отверстие. В самой муфте выполнены радиальный канал, сообщающий полость насосно-компрессорных труб с затрубным пространством. Вертикальный канал, выполненный в теле муфты, сообщает полость насосно-компрессорной трубы с надпоршневой полостью. Через осевое отверстие муфты проходит полый шток, жестко связанный с трубкой, размещенной в отклонителе и снабженной насадкой. На лифтовой колонне труб устройство вводится в скважину с размещением в интервале продуктивного пласта и подачей под давлением гидроабразивной жидкости. При расчетном давлении, которое определяется по сохранению на месте установки дифференциальной втулки на фиксаторе, последняя остается в верхнем положении, перекрывая доступ жидкости в разгрузочную камеру. При этом вертикальный канал в муфте открыт. Рабочая жидкость воздействует на поршень под расчетным давлением с передачей в подпоршневую полость.A calibrated hole is made in the lower part of the housing. A radial channel is made in the coupling itself, which communicates the cavity of the tubing with the annulus. The vertical channel, made in the body of the coupling, communicates the cavity of the tubing with a piston cavity. A hollow rod passes through the axial bore of the coupling and is rigidly connected to a tube placed in the deflector and equipped with a nozzle. On an elevator pipe string, the device is introduced into the well with placement in the interval of the reservoir and the supply of hydroabrasive fluid under pressure. At the design pressure, which is determined by the preservation at the installation site of the differential sleeve on the retainer, the latter remains in the upper position, blocking the access of liquid to the discharge chamber. In this case, the vertical channel in the coupling is open. The working fluid acts on the piston under design pressure with transmission to the piston cavity.
Вследствие того что в разгрузочной камере давление ниже, равнодействующая сил на полом штоке направлена вверх, что препятствует выдвижению трубки из отклонителя. При переходе на большее давление дифференциальная втулка снимается с фиксатора и перемещается вниз с открытием подачи жидкости в разгрузочную камеру с перекрытием сечения вертикального канала и сжатием пружины.Due to the lower pressure in the discharge chamber, the resultant force on the hollow rod is directed upward, which prevents the tube from sliding out of the deflector. When switching to a higher pressure, the differential sleeve is removed from the clamp and moves downward with the opening of the fluid supply to the discharge chamber with the vertical section of the channel being blocked and the spring compressed.
Рабочая жидкость поступает в полый шток и далее в через трубку к насадке с воздействием струей на преграду. На верхний конец полого штока воздействует перепад давления с направлением вниз. В надпоршневой полости давление равно гидростатическому. При этом полый шток движется вниз с перемещением трубки в пласт. Жидкость в подпоршневой полости через калиброванное отверстие выбрасывается в затрубное пространство. При достижении верхнего конца полого штока радиального канала в муфте происходит резкий сброс прокачиваемой рабочей жидкости в затрубное пространство и снижение давления. При этом снижается нагрузка на дифференциальную втулку, которая усилием пружины возвращается в исходное положение. Также прекращается доступ жидкости в разгрузочную камеру и открывается вертикальный канал. Вновь поднимают давление нагнетания до расчетного с сохранением дифференциальной втулки на фиксаторе. Поршень перемещается вниз, а жидкость в надпоршневой полости выдавливает полый поршень вверх в разгрузочную камеру с возвратом трубки с насадкой в исходное положение.The working fluid enters the hollow rod and then through the tube to the nozzle with the action of a jet on the barrier. A pressure drop in the downward direction acts on the upper end of the hollow stem. In the supra-piston cavity, the pressure is hydrostatic. In this case, the hollow rod moves down with the movement of the tube into the reservoir. Fluid in the sub-piston cavity is ejected through the calibrated hole into the annulus. Upon reaching the upper end of the hollow rod of the radial channel in the coupling, there is a sharp discharge of the pumped working fluid into the annulus and the pressure decreases. This reduces the load on the differential sleeve, which by the force of the spring returns to its original position. Also, the liquid stops accessing the discharge chamber and a vertical channel opens. Again raise the discharge pressure to the design value while maintaining the differential sleeve on the retainer. The piston moves down, and the fluid in the supra-piston cavity squeezes the hollow piston up into the discharge chamber with the tube with the nozzle returning to its original position.
К недостаткам конструкции устройства следует отнести:The disadvantages of the design of the device include:
- применение рабочей жидкости с абразивом снижает резко надежность работы устройства, поскольку она попадает внутрь устройства с накоплением и негативным воздействием на сопрягаемые детали;- the use of a working fluid with an abrasive sharply reduces the reliability of the device, since it enters the device with accumulation and negative impact on mating parts;
- перемещение трубки с насадкой в канале отклонителя за счет воздействия перепада давления на полый шток не может быть в полной мере выполнено, поскольку при остановке перемещения трубки с насадкой внутри перфорационного канала не может произойти образование гидравлической связи полости разгрузочной камеры с затрубным пространством через радиальный канал. Тем самым вызывает сомнение работоспособность устройства в целом;- the movement of the tube with the nozzle in the diverter channel due to the pressure drop on the hollow rod cannot be fully performed, since when the tube and the nozzle stop moving inside the perforation channel, the hydraulic connection of the cavity of the discharge chamber with the annulus through the radial channel cannot occur. Thus, the operability of the device as a whole is doubtful;
- при перемещении полого штока с трубкой вниз происходит воздействие столба жидкости над поршнем, что приводит к его перемещению вверх с ростом давления в надпоршневой полости и истечение рабочей жидкости в затрубное пространство, то есть давление в подпоршневой полости не равно гидростатическому и при определенных условиях существует вероятность перемещения поршня до торцового контакта с муфтой и перекрытия сечения калиброванного отверстия. Тем самым существует вероятность прекращения движения полого штока с трубкой в канале отклонителя.- when the hollow rod with the tube moves down, the liquid column acts above the piston, which leads to its upward movement with increasing pressure in the supra-piston cavity and the expiration of the working fluid into the annulus, that is, the pressure in the sub-piston cavity is not hydrostatic and under certain conditions there is a possibility moving the piston to face contact with the coupling and overlapping the cross section of the calibrated hole. Thus, there is a likelihood of stopping the movement of the hollow rod with the tube in the diverter channel.
Это означает прекращение работы устройства и срыв процесса перфорации.This means the termination of the device and the disruption of the perforation process.
Известно устройство для перфорации обсаженной скважины (см. патент №2137915, Мкл. Е21В 43/114, опубликован 20.09.1999 г.), принятый за прототип.A device for perforating a cased hole is known (see patent No. 2137915, Mcl. EV 21/43, published September 20, 1999), adopted as a prototype.
Устройство выполнено в виде цилиндрического корпуса с центральным каналом, обводным каналом, отклонителем и радиальными каналами. В центральный канал введена втулка с наружным конусом, поршнем и боковым каналом. Снаружи на втулке установлен гидроцилиндр с поршнем и клиновыми плашками, взаимодействующими с наружным конусом. Они образуют механизм стопорения.The device is made in the form of a cylindrical body with a central channel, a bypass channel, a diverter and radial channels. A sleeve with an outer cone, a piston and a side channel is introduced into the central channel. Outside on the sleeve there is a hydraulic cylinder with a piston and wedge dies interacting with the outer cone. They form a locking mechanism.
В корпусе размещен механизм вырезки окна в теле обсадной колонны. Он состоит из двух пар шестерен, шпинделя, винта осевой подачи концевой фрезы, вала, гидродвигателя и реверса. В корпусе над механизмом вырезки окна размещен распорный механизм с гидроцилиндром, поршнем, клином и радиальными упорами. Механизм выдвижения гибкого рукава с гидромониторным соплом через вырезанное в обсадной колонне окно в продуктивный пласт содержит гидроцилиндр, поршень на полом штоке с радиальными отверстиями. Механизм осевого перемещения включает гидроцилиндр с поршнем. Ход поршня коррелирован с расстоянием между осями концевой среды и сопла и расстоянием от нижнего торца втулки до кольцевой канавки. Расстояние между радиальными отверстиями и радиальными каналами равны ходу поршня.In the housing there is a window clipping mechanism in the casing body. It consists of two pairs of gears, a spindle, an axial feed screw of the end mill, a shaft, a hydraulic motor and a reverse. In the case above the window cutting mechanism, a spacer mechanism with a hydraulic cylinder, piston, wedge and radial stops is placed. The mechanism for extending a flexible sleeve with a hydraulic nozzle through a window cut into the casing into the reservoir contains a hydraulic cylinder, a piston on a hollow rod with radial holes. The axial movement mechanism includes a hydraulic cylinder with a piston. The piston stroke is correlated with the distance between the axes of the end medium and the nozzle and the distance from the lower end of the sleeve to the annular groove. The distance between the radial holes and the radial channels is equal to the stroke of the piston.
Подача рабочей жидкости под давлением в каждый гидроцилиндр и гидродвигатель через гидравлическую систему с отсекателем и золотниками управления с взаимно тарированными пружинами, обеспечивает автономную и автоматическую работу каждого механизма. При этом существует возможность подачи сигнала на поверхность через жидкость о завершении проведения операции и возвратом механизмов в исходное положение.The supply of working fluid under pressure to each hydraulic cylinder and hydraulic motor through a hydraulic system with a shut-off valve and control spools with mutually calibrated springs ensures autonomous and automatic operation of each mechanism. At the same time, it is possible to send a signal to the surface through the liquid to complete the operation and return the mechanisms to their original position.
К недостаткам конструкции устройства следует отнести:The disadvantages of the design of the device include:
- сложность конструкции в целом и механизмов управления процессом вырезания окна в обсадной колонне и создания глубокого пефорационного канала;- the complexity of the design as a whole and the mechanisms for controlling the process of cutting the window in the casing and creating a deep perforation channel;
- практика применения якорящих устройств плашечного типа показывает, что существует вероятность страгивания плашек относительно обсадной колонны, поскольку имеет место многократное изменение условий подачи рабочей жидкости внутрь устройства. При этом имеет место наличие пульсаций давления внутри бурильной колонны труб с соответствующим удлинением-сокращением ее длины. Эти нагрузки воспринимаются якорящим узлом, что и может привести к перемещению на небольшое расстояние корпуса устройства в пределах нескольких миллиметров в тот момент, когда гибкий рукав находится за обсадной колонной;- the practice of using anchor devices of the die type shows that there is a possibility of breaking the dies relative to the casing, since there is a multiple change in the conditions for supplying the working fluid inside the device. In this case, there is a presence of pressure pulsations inside the drill pipe string with a corresponding elongation-reduction of its length. These loads are perceived by the anchor assembly, which can lead to a short distance movement of the device casing within a few millimeters at a time when the flexible sleeve is located behind the casing;
- при выходе гибкого рукава (зонда) за пределы окна, выполненного в теле трубы обсадной колонны, существуют условия, когда гибкий рукав (зонд) не может перемещаться в перфорационном канале, поскольку при струйном воздействии рабочей жидкости на горную породу продуктивного пласта диаметральные размеры перфорационного канала носят неопределенный характер. В этом случае гибкий рукав не может перемещаться вглубь продуктивного пласта.- when the flexible sleeve (probe) leaves the window made in the body of the casing pipe, there are conditions when the flexible sleeve (probe) cannot move in the perforation channel, since the diametrical dimensions of the perforation channel during the jet action of the working fluid on the rock of the producing formation are uncertain. In this case, the flexible sleeve cannot move deep into the reservoir.
При этом согласно конструктивному оформлению устройства осевая нагрузка на гибкий рукав создается за счет наличия перепада давления на поршне, с которым через полый шток связан гибкий рукав. При достаточно большом перепаде давления на поршне существуют условия потери целостности гибкого рукава и отказа устройства в целом, поскольку поршень с полым штоком не могут переместится в крайнее положение, когда возникает гидравлическая связь осевого канала полого штока, через радиальные каналы в теле корпуса с полостью скважины;Moreover, according to the design of the device, the axial load on the flexible sleeve is created due to the pressure drop across the piston, with which the flexible sleeve is connected through the hollow rod. With a sufficiently large pressure drop across the piston, there are conditions for the loss of integrity of the flexible sleeve and the failure of the device as a whole, since the piston with the hollow rod cannot move to the extreme position when the axial channel of the hollow rod is hydraulically connected through the radial channels in the body of the body to the well cavity;
- возврат гибкого рукава в исходное положение можно считать проблематичным, поскольку сложно переключить золотники на подачу рабочей жидкости в полость под поршнем, поскольку поршень с полым штоком не находится в крайнем положении.- returning the flexible sleeve to its original position can be considered problematic, since it is difficult to switch the spools to supply the working fluid to the cavity under the piston, since the piston with the hollow rod is not in the extreme position.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения, сводится к следующему:The technical result that can be obtained by implementing the invention is reduced to the following:
- возможность создания глубокого перфорационного канала в открытом пласте при воздействии струи рабочей жидкости, истекающей из насадки зонда с его регулируемым перемещением в поворотно-направляющем и перфорационном каналах;- the ability to create a deep perforation channel in an open formation when exposed to a jet of working fluid flowing out of the probe nozzle with its adjustable movement in the rotary-guide and perforation channels;
- возможность автоматического возврата зонда с насадкой из перфорационного канала в исходное положение даже в случае остановки зонда из-за непрофильного размера образованного перфорационного канала без прекращения подачи рабочей жидкости с поверхности в полость устройства;- the ability to automatically return the probe with the nozzle from the perforation channel to its original position even if the probe stops due to the non-core size of the formed perforation channel without stopping the supply of working fluid from the surface to the cavity of the device;
- возможность автоматического возврата зонда с насадкой из перфорационного канала в исходное положение с исключением возможности воздействия гидравлического удара на конструктивные элементы устройства при переключении его на режим возврата зонда с насадкой в корпус устройства;- the ability to automatically return the probe with the nozzle from the perforation channel to its original position with the exception of the possibility of the impact of water hammer on the structural elements of the device when switching it to the mode of returning the probe with the nozzle to the device body;
- возможность подготовки устройства к повторению процесса создания глубокого перфорационного канала на новом уровне после прекращения подачи под давлением рабочей жидкости в осевой канал лифтовой колонны труб.- the ability to prepare the device for the repetition of the process of creating a deep perforation channel at a new level after stopping the flow of pressurized working fluid into the axial channel of the pipe tubing.
Технический результат достигается тем, что гидравлический зондовый перфоратор содержит разъемный корпус с поворотно-направляющим каналом, связанный с гидроцилиндром, снабженным тормозным поршнем, зонд с насадкой и регулятором его движения в поворотно-направляющем канале и сформированном перфорационном канале, обводной канал с дросселем.The technical result is achieved by the fact that the hydraulic probe punch contains a detachable housing with a rotary guide channel connected to a hydraulic cylinder equipped with a brake piston, a probe with a nozzle and a regulator of its movement in the rotary guide channel and the formed perforation channel, a bypass channel with a throttle.
Регулятор движения зонда с насадкой выполнен в виде корпуса со ступенчатой расточкой внутри с расположенным в ней подпружиненным ступенчатым золотником, снабженным кольцевым поршнем на наружной поверхности в средней части и торцовым клапаном на нижнем конце, установленного с образованием кольцевой камеры с корпусом, гидравлически связанной дренажным каналом с полостью гидроцилиндра над тормозным поршнем. Полость гидроцилиндра под тормозным поршнем связана обводным каналом через дроссель с полостью над кольцевым поршнем ступенчатого золотника. Тормозной поршень снабжен полым штоком с гайкой в осевом канале, который пропущен в осевой канал разъемного корпуса. Зонд с насадкой снабжен фиксатором на верхнем конце, входящим в осевой канал полого штока и установленным с образованием подвижного соединения с гайкой. Полость гидроцилиндра над тормозным поршнем постоянно гидравлически связана перепускными отверстиями в его теле с осевым каналом полого штока.The probe movement regulator with the nozzle is made in the form of a housing with a stepped bore inside with a spring-mounted stepped spool located in it, equipped with an annular piston on the outer surface in the middle part and an end valve at the lower end mounted to form an annular chamber with a housing hydraulically connected by a drainage channel with the cavity of the hydraulic cylinder above the brake piston. The cavity of the hydraulic cylinder under the brake piston is connected by a channel through the throttle to the cavity above the annular piston of the stepped spool. The brake piston is equipped with a hollow stem with a nut in the axial channel, which is passed into the axial channel of the split housing. The probe with a nozzle is equipped with a latch at the upper end that enters the axial channel of the hollow rod and is installed with the formation of a movable connection with the nut. The cavity of the hydraulic cylinder above the brake piston is constantly hydraulically connected bypass holes in its body with the axial channel of the hollow rod.
В теле ступенчатого золотника выполнена кольцевая расточка и установлена полая тяга со скосом на торце таким образом, что ее верхний конец выходит за пределы ступенчатого золотника. Корпус снабжен ограничителем с подпружиненным седлом шарового клапана, установленным над ступенчатым золотником с возможностью взаимодействия с торцом полой тяги. Кольцевая расточка, выполненная в ступенчатом золотнике, гидравлически связана перепускными отверстиями в его теле с кольцевой камерой, образованной корпусом и телом торцового клапана. Корпус снабжен внутренним кольцевым выступом с седлом на внутренней поверхности и подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с проточкой на стопорном кольце полой тяги в исходном положении. Ограничитель снабжен подпружиненным седлом с продольными пазами на внешней стороне, образующий подвижное соединение с верхним концом ступенчатого золотника. В месте расположения кольцевого выступа корпуса и полой тяги со стопорным кольцом образован кольцевой канал, постоянно гидравлически связанный с полостью гидроцилиндра над тормозным поршнем, подпружиненный фиксатор, установленный в расточке корпуса, снабженного ограничителем хода ступенчатого золотника с подпружиненным седлом под шаровой клапан, опирающимся на торец полой тяги. В теле ступенчатого золотника выполнена кольцевая расточка, связанная перепускными отверстиями в его теле с кольцевой камерой между корпусом и телом торцового клапана. Корпус снабжен внутренним кольцевым выступом с седлом на его внутренней поверхности, обращенным к торцовому клапану на ступенчатом золотнике.An annular bore is made in the body of the stepped spool and a hollow thrust is installed with a bevel at the end so that its upper end extends beyond the stepped spool. The housing is equipped with a limiter with a spring-loaded ball valve seat mounted above a stepped spool with the possibility of interaction with the end face of the hollow rod. An annular bore made in a stepped spool is hydraulically connected bypass holes in its body with an annular chamber formed by the body and body of the mechanical valve. The housing is equipped with an inner annular protrusion with a saddle on the inner surface and a spring-loaded latch mounted with the possibility of interaction with the groove on the retaining ring of the hollow rod in the initial position. The limiter is equipped with a spring-loaded seat with longitudinal grooves on the outside, forming a movable connection with the upper end of the stepped spool. An annular channel is formed at the location of the annular protrusion of the housing and the hollow rod with the retaining ring, which is constantly hydraulically connected with the hydraulic cylinder cavity above the brake piston, a spring-loaded latch mounted in the housing bore, equipped with a stroke limiter of the stepped spool with a spring-loaded seat under the ball valve, resting on the end face traction. An annular bore is made in the body of the stepped spool, connected bypass holes in its body with an annular chamber between the body and the body of the mechanical valve. The housing is equipped with an inner annular protrusion with a saddle on its inner surface facing the end valve on the stepped spool.
Подпружиненное седло снабжено продольными пазами на внешней стороне, гидравлически связанными через кольцевую камеру с обводным каналом и образует подвижное соединение с верхним концом ступенчатого золотника.The spring-loaded seat is provided with longitudinal grooves on the outside, hydraulically connected through an annular chamber with a bypass channel and forms a movable connection with the upper end of the stepped spool.
Конструкция устройства для перфорации продуктивного пласта поясняется чертежами, где:The design of the device for perforating the reservoir is illustrated by drawings, where:
- на фиг. 1 - общий вид гидравлического зондового перфоратора в разрезе в статичном положении деталей;- in FIG. 1 is a sectional view of a hydraulic probe punch in a static position of parts;
- на фиг. 2 - конструкция гидравлического зондового перфоратора в положении максимального выхода зонда с насадкой за пределы корпуса при формировании перфорационного канала в продуктивном пласте;- in FIG. 2 - the design of the hydraulic probe punch in the position of the maximum exit of the probe with the nozzle outside the housing during the formation of the perforation channel in the reservoir;
- на фиг. 3 - конструкция устройства в положении возврата зонда с насадкой внутрь корпуса и подготовки устройства к повторению процесса перфорации на новом месте установки.- in FIG. 3 - the design of the device in the return position of the probe with the nozzle inside the housing and preparing the device for the repetition of the perforation process at a new installation location.
Гидравлический зондовый перфоратор состоит из разъемного корпуса 1, связанного верхним концом с гидроцилиндром 2, который снабжен узлом управления 3. В полости 4 гидроцилиндра 2 установлен тормозной поршень 5, связанный с полым штоком 6, осевой канал 7 которого снизу перекрыт гайкой 8. В осевой канал 7 полого штока 6 пропущен верхний конец зонда 9 с фиксатором 10, образующий с гайкой 8 подвижное соединение. В разъемном корпусе 1 выполнен поворотно-направляющий канал 11, в котором размещен зонд 9 с насадкой 12 на нижнем конце. Узел управления 3 выполнен в виде корпуса 13, связанного с гидроцилиндром 2.The hydraulic probe punch consists of a
В корпусе 13 выполнена ступенчатая расточка, в которой размещен ступенчатый золотник 14 с кольцевым поршнем 15, опирающимся на пружину 16.In the
На нижнем конце ступенчатого золотника 14 выполнен торцовый клапан 17. Ниже места расположения ступенчатой расточки в корпусе 13 выполнен внутренний кольцевой выступ 18 с посадочным седлом 19 для взаимодействия и посадки торцового клапана 17.An
Ступенчатый золотник 14 с кольцевым поршнем 15 образуют кольцевую камеру 20 с внутренней поверхностью корпуса 13, гидравлически связанную дренажным каналом 21 с полостью 22 гидроцилиндра 2 над тормозным поршнем 5, в котором выполнен ряд перепускных отверстий 23 для связи полости 22 гидроцилиндра 2 с осевым каналом 7 полого штока 6. В осевом канале 24 корпуса 13 ход ступенчатого золотника 14 ограничен сверху телом ограничителя 25, в котором установлено подпружиненное седло 26 под шаровой клапан 27. Подпружиненное седло 26 содержит продольные пазы 28 для подачи рабочей жидкости в осевой канал 29 под подпружиненным седлом 26, связанным через обводной канал 30 и дроссель 31 с полостью 32 гидроцилиндра 2 под тормозным поршнем 5. В ступенчатом золотнике 14 выполнена цилиндрическая расточка 33, переходящая в осевой канал 34. Внутри цилиндрической расточки 33 размещена полая тяга 35, верхний конец которой имеет скос 36 и снабжен ограничительным кольцом 37.A stepped
Полая тяга 35 пропущена в цилиндрическую расточку 33 ступенчатого золотника 14 и канал 38 в месте расположения кольцевого выступа 18 и снабжена стопорным кольцом 39 с проточкой 40. В корпусе 13 установлен подпружиненный фиксатор 41 с возможностью взаимодействия с проточкой 40 стопорного кольца 39 в исходном положении полого штока 6.The
Полая тяга 35 пропущена через тормозной поршень 5 с расположением в осевом канале 7 и снабжена ограничительным кольцом 42.The
В теле ступенчатого золотника 14 выполнены перепускные отверстия 43, соединяющие полость цилиндрической расточки 33 с полостью 44 корпуса 13 под ступенчатым золотником 14. В теле ограничителя 25 выполнены радиальные отверстия 45 для связи с продольными пазами 28 на наружной поверхности подпружиненного седла 26. Для поджима фиксатора 41 к стопорному кольцу 39 в месте выполнения проточки 40 на наружной поверхности корпуса 13 установлена пластинчатая пружина 46.In the body of the stepped
Кольцевой зазор между полым штоком 6 и гидроцилиндром 2 перекрыт шайбой 47 с уплотнительными кольцами 48 и 49.The annular gap between the
Работа гидравлического зондового перфоратора. Устройство подсоединяется своим верхним концом к лифтовой колонне труб и вводится в скважину с расположением в зоне продуктивного пласта.The operation of the hydraulic probe punch. The device is connected with its upper end to the tubing string and is inserted into the well with a location in the zone of the reservoir.
Осуществляют подачу под давлением рабочую жидкость в лифтовую колонну труб и далее - в цилиндрическую расточку 33 ступенчатого золотника 14, откуда через перепускные отверстия 43 поступает в полость 44 и далее в канал 38, гидравлически связанный с полостью 22 гидроцилиндра 2 над тормозным поршнем 5. Через перепускные отверстия 23 в тормозном поршне 5 рабочая жидкость поступает в осевой канал 7 полого штока 6 и далее в осевой канал зонда 9 с выбросом струи через насадку 12 на поверхность горной породы, слагающей продуктивный пласт. Под действием перепада давления, действующего на площадь сечения тормозного поршня 5 и зонда 9, происходит их перемещение внутри гидроцилиндра 2 по мере формирования перфорационного канала в продуктивном пласте за счет воздействия струей рабочей жидкости. В случае когда размер перфорационного канала будет меньше, чем наружный диаметр зонда 9, происходит его остановка. В то же время тормозной поршень 5 совместно с полым штоком 6 продолжают перемещаться внутри гидроцилиндра 2 до момента, когда тормозной поршень 5 достигнет ограничительного кольца 42 на полой тяге 35.The working fluid is supplied under pressure to the pipe string and then to the cylindrical bore 33 of the stepped
При их взаимодействии полая тяга 35 перемещается вниз с выходом ее из взаимодействия с подпружиненным фиксатором 41. Верхний конец полой тяги 35 перемещается относительно подпружиненного седла 26, что приводит к посадке шарового клапана 27 на подпружиненное седло 26 и прекращению подачи рабочей жидкости в полость гидроцилиндра 2 и осевой канал 7 полого штока 6.When they interact, the
Ступенчатый золотник 14 с кольцевым поршнем 15 под действием избыточного давления, перемещается вниз внутри корпуса 13 с сжатием пружины 16 и с посадкой торцовым клапаном 17 на посадочное седло 19 в кольцевом выступе 18 разъемного корпуса 1 и остается закрытым в этом положении. Подпружиненное седло 26 с шаровым клапаном 27 также перемещаются вниз относительно ограничителя 25 с обеспечением подачи рабочей жидкости через продольные пазы 28 на наружной поверхности подпружиненного седла 26 к обводному каналу 30, снабженного дросселем 31 с выходом рабочей жидкости в полость 32 гидроцилиндра 2 под тормозным поршнем 5. Под действием избыточного давления тормозной поршень 5 с полым штоком 6 перемещается вверх внутри гидроцилиндра 2. При подходе гайки 8, расположенной в осевом канале полого штока 6, к фиксатору 10 на зонде 9 происходит перемещение зонда 9 с насадкой 12 внутрь-вверх с движением внутри поворотно-направляющего канала 11 в разъемном корпусе 1. Тем самым осуществляется вывод зонда 9 из перфорационного канала с возвратом в исходное положение внутри разъемного корпуса 1.The stepped
Тормозной поршень 5 перемещается вверх и взаимодействует своим торцом со стопорным кольцом 39 на полой тяге 35, что при их совместном перемещении приводит к вводу подпружиненного фиксатора 41 в проточку 40 стопорного кольца 39. При этом полая тяга 35 своим верхним концом, снабженным скосом 36, взаимодействует с шаровым клапаном 27 с его отрывом от подпружиненного седла 26 и образованием гидравлической связи полости лифтовой колонны труб с цилиндрической расточкой 33 в ступенчатом золотнике 14, торцовый клапан 17 которого сохраняет свое положение на посадочном седле 19.The
При этом рабочая жидкость по каналу в полой тяге 35 с ограниченным расходом продолжает поступать в осевой канал зонда 9. В таком положении деталей зондовый перфоратор после контроля времени выполнения операции по формированию перфорационного канала остается до момента прекращения - остановки подачи под давлением рабочей жидкости с поверхности.At the same time, the working fluid through the channel in the
После сброса давления усилием сжатой пружины 16 ступенчатый золотник 14 с кольцевым поршнем 15 перемещается внутри ступенчатой расточки 13 корпуса 1 с отрывом торцового клапана 17 от седла 19 и восстановлением гидравлической связи цилиндрической расточки 33 в ступенчатом золотнике 14 и перепускных отверстий 43 с полостью 20 гидроцилиндра 2 над тормозным поршнем 5. Тем самым устройство подготовлено к повторению перфорации на новом уровне.After the pressure is released by the pressure of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013136060/03A RU2550709C2 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Hydraulic probing perforator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013136060/03A RU2550709C2 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Hydraulic probing perforator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013136060A RU2013136060A (en) | 2015-02-10 |
| RU2550709C2 true RU2550709C2 (en) | 2015-05-10 |
Family
ID=53281641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013136060/03A RU2550709C2 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Hydraulic probing perforator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2550709C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2656062C1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-05-30 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Hydraulic punch |
| RU2668620C2 (en) * | 2015-06-16 | 2018-10-02 | Сергей Георгиевич Фурсин | Method of the cased well probe perforation |
| RU2678252C2 (en) * | 2015-01-16 | 2019-01-24 | Сергей Георгиевич Фурсин | Perforation channels in the cased well development method |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3528515A (en) * | 1968-10-02 | 1970-09-15 | Empire Oil Tool Co | Rotary perforating tool and system for well perforation |
| SU916744A1 (en) * | 1980-11-28 | 1982-03-30 | Vnii Krepleniyu Skvazhin Burov | Hydraulic probe-type perforator |
| SU1051237A1 (en) * | 1982-05-19 | 1983-10-30 | Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" | Apparatus for hydraulic perforation |
| UA10706A (en) * | 1994-07-19 | 1996-12-25 | Фірма "Енергія" | Well probe perforator |
| RU2137915C1 (en) * | 1998-12-07 | 1999-09-20 | Андреев Владимир Кириллович | Device for perforation of cased well |
| RU2221134C1 (en) * | 2002-04-16 | 2004-01-10 | Возисов Николай Иванович | Hydromechanical perforator |
| UA12603U (en) * | 2002-06-10 | 2006-02-15 | Ihor Tymofiiovych Aranov | Jelly mass |
| UA37471U (en) * | 2008-07-07 | 2008-11-25 | Винницкий Национальный Медицинский Университет Им. Н.И. Пирогова | Method for diagnosing placental hypertension in pregnant patients with preeclampsia |
-
2013
- 2013-08-01 RU RU2013136060/03A patent/RU2550709C2/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3528515A (en) * | 1968-10-02 | 1970-09-15 | Empire Oil Tool Co | Rotary perforating tool and system for well perforation |
| SU916744A1 (en) * | 1980-11-28 | 1982-03-30 | Vnii Krepleniyu Skvazhin Burov | Hydraulic probe-type perforator |
| SU1051237A1 (en) * | 1982-05-19 | 1983-10-30 | Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" | Apparatus for hydraulic perforation |
| UA10706A (en) * | 1994-07-19 | 1996-12-25 | Фірма "Енергія" | Well probe perforator |
| RU2137915C1 (en) * | 1998-12-07 | 1999-09-20 | Андреев Владимир Кириллович | Device for perforation of cased well |
| RU2221134C1 (en) * | 2002-04-16 | 2004-01-10 | Возисов Николай Иванович | Hydromechanical perforator |
| UA12603U (en) * | 2002-06-10 | 2006-02-15 | Ihor Tymofiiovych Aranov | Jelly mass |
| UA37471U (en) * | 2008-07-07 | 2008-11-25 | Винницкий Национальный Медицинский Университет Им. Н.И. Пирогова | Method for diagnosing placental hypertension in pregnant patients with preeclampsia |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2678252C2 (en) * | 2015-01-16 | 2019-01-24 | Сергей Георгиевич Фурсин | Perforation channels in the cased well development method |
| RU2668620C2 (en) * | 2015-06-16 | 2018-10-02 | Сергей Георгиевич Фурсин | Method of the cased well probe perforation |
| RU2656062C1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-05-30 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Hydraulic punch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013136060A (en) | 2015-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2530810C2 (en) | Intelligent system of well finishing for wells drilled with large vertical deviation | |
| EP2748419B1 (en) | Flow activated circulating valve | |
| US9624755B2 (en) | Wireline retrievable injection valve assembly with a variable orifice | |
| US20110198096A1 (en) | Unlimited Downhole Fracture Zone System | |
| RU2516708C2 (en) | Subsurface safety valve | |
| US9284823B2 (en) | Combined perforating and fracking tool | |
| RU166931U1 (en) | REUSABLE CIRCULATION VALVE | |
| US20170107790A1 (en) | Casing mounted metering device | |
| MX2012009477A (en) | Valve system. | |
| RU2550119C1 (en) | Hydraulic impact device | |
| RU2550709C2 (en) | Hydraulic probing perforator | |
| RU2495233C1 (en) | Hydromechanical slot-type rock drilling machine | |
| RU2533394C1 (en) | Cut-off valve | |
| RU2137915C1 (en) | Device for perforation of cased well | |
| RU2529460C2 (en) | Flushing device | |
| RU2668100C1 (en) | Device for well bottom flushing | |
| RU2601882C1 (en) | Guide device for entering side shaft | |
| US11655694B2 (en) | Tubing and annular gas lift | |
| CN103573193A (en) | Integrated drilling and splitting drill stem device | |
| RU2533514C1 (en) | Slot perforator | |
| CN114961680B (en) | Near-coal-seam roof directional perforation-fracturing integrated device and use method thereof | |
| RU2303116C1 (en) | All-purpose valve for downhole motor | |
| RU2446271C2 (en) | Hydraulic impact device | |
| RU2483192C1 (en) | Drillable packer | |
| RU2651869C1 (en) | Well decolmatation device |