RU2612392C1

RU2612392C1 - Device for making perforation holes

Info

Publication number: RU2612392C1
Application number: RU2015157330A
Authority: RU
Inventors: Ильдус Наиллович Хакимов; Александр Валерьевич Колотыгин; Вячеслав Анатольевич Ананьев
Original assignee: Ильдус Наиллович Хакимов
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2017-03-09

Abstract

FIELD: oil industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry. Device includes a housing, coupling, by means of which it is connected with tubing, wedge with at least one groove, hydraulic cylinders, at least one working member with jet tunnel placed in groove of support and wedge with possibility of displacement in groove of wedge along it, second hydraulic cylinder placed above first hydraulic cylinder, wedge is installed above piston of second hydraulic cylinder, whereon is mounted a support of working member, piston underside cavities of both hydraulic cylinders are linked by tubes with jet tunnel of working member and above-wedge cavity for feeding working fluid, filter, installed inside coupling cavity and separating inner tubular space from above-wedge cavity. Filter housing is H-shaped. Middle part of filter housing is directed vertically, and outer diameter of horizontal sections of housing corresponds to diameter of inner cavity of coupling. Inner cavity of filter housing converges downward and is linked in lower part with overflow channel, providing communication of inner tube space of tubing to annular space. Below filter in filter housing there is a channel, passing through lateral surface of coupling and connecting inner cavity of filter housing with annular space. Above filter inside coupling there is a tightly arranged piston-blade, resting on blind end of at least one U-shaped bushing, installed horizontally in through hole in side surface of coupling. Blind end of U-shaped sleeve faces longitudinal axis of device and is a section of inner wall of coupling, extending to axis of device to form a protrusion stage, supporting piston-blade. Piston-blade is hollow, While its inner surface is cone-shaped, tapering downwards towards filter.

EFFECT: higher speed of lowering device in well and lifting device from well, preventing environmental pollution during operation of device.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области вторичного вскрытия пласта созданием перфорационных каналов в скважине.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to the field of secondary drilling, by creating perforation channels in the well.

Известно устройство для создания перфорационных каналов в скважине (патент РФ №2521472 на изобретение), устанавливаемое на колонне насосно-компрессорных труб, включающее корпус, клин с пазом, гидроцилиндр и, по меньшей мере, один рабочий орган с гидромониторным каналом, размещенным в пазу опоры и клина с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения, отличающееся тем, что клин установлен над поршнем гидроцилиндра, на котором закреплена опора рабочего органа, а подпоршневая полость сообщена посредством трубок с гидромониторным каналом рабочего органа и надклиновой полостью подачи рабочей жидкости.A device is known for creating perforation channels in a well (RF patent No. 2521472 for an invention) installed on a tubing string including a housing, a wedge with a groove, a hydraulic cylinder and at least one working body with a hydraulic monitor channel placed in the support groove and a wedge with the possibility of radial reciprocating movement, characterized in that the wedge is mounted above the piston of the hydraulic cylinder, on which the support of the working body is fixed, and the piston cavity is communicated by means of tubes with hydromonite polar channel and nadklinovoy working body cavity for supplying the working fluid.

Известно устройство для создания перфорационных каналов в скважине (патент РФ №142088 на полезную модель), устанавливаемое на колонне насосно-компрессорных труб, включающее корпус, гидроцилиндр и, по меньшей мере, один рабочий орган с гидромониторным каналом, размещенный с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения в пазах клина и опоры, отличающееся тем, что клин установлен над поршнем гидроцилиндра, на котором закреплена опора рабочего органа, подпоршневая полость гидроцилиндра сообщена посредством трубок с гидромониторным каналом рабочего органа и надклиновой полостью подачи рабочей жидкости, а устройство снабжено гидроцилиндром с подпружиненным поршнем, шток которого закреплен на поршне несущего опору гидроцилиндра и имеет осевой и переточный каналы, сообщающиеся с подпоршневыми полостями обоих гидроцилиндров.A device for creating perforation channels in a well (RF patent No. 142088 for a utility model) is installed on a tubing string, including a housing, a hydraulic cylinder and at least one working body with a hydraulic monitor channel, arranged with the possibility of radial reciprocating displacements in the grooves of the wedge and the support, characterized in that the wedge is mounted above the piston of the hydraulic cylinder, on which the support of the working body is fixed, the under-piston cavity of the hydraulic cylinder is communicated by means of tubes with a hydraulic nitornym channel nadklinovoy working body cavity and supplying the working fluid, and a hydraulic cylinder device is provided with a spring-loaded piston rod of which is mounted on the piston carrier and bearing cylinder and has an axial downcoming channels communicating with both cylinders subpiston cavities.

Недостатком технических решений по патенту РФ №2521472 на изобретение и по патенту РФ №142088 на полезную модель является их недостаточная эффективность, обусловленная низкой скоростью опускания устройства в скважину и подъема устройства из скважины.The disadvantage of technical solutions according to the patent of the Russian Federation No. 2521472 for the invention and the patent of the Russian Federation No. 142088 for the utility model is their lack of effectiveness due to the low speed of lowering the device into the well and lifting the device from the well.

Устройство по патенту РФ №142088 на полезную модель выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).The device according to the patent of the Russian Federation No. 142088 for a utility model is selected as the closest analogue (prototype).

Задача, решаемая предлагаемым изобретением - повышение эффективности устройства для создания перфорационных отверстий.The problem solved by the invention is to increase the efficiency of the device for creating perforations.

Технический результат, достигаемый изобретением - обеспечение повышения скорости опускания устройства в скважину и подъема устройства из скважины, предотвращение загрязнения окружающей среды при работе устройства.The technical result achieved by the invention is to increase the speed of lowering the device into the well and lifting the device from the well, preventing environmental pollution during operation of the device.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для создания перфорационных отверстий содержит корпус, соединительную муфту, посредством которой устройство соединяется с насосно-компрессорной трубой, клин с по меньшей мере одним пазом, при этом зауженный конец клина направлен к низу устройства, гидроцилиндры, по меньшей мере, один рабочий орган с гидромониторным каналом, размещенным в пазу опоры и клина с возможностью перемещения в пазу клина вдоль него, поршень первого гидроцилиндра подпружинен, второй гидроцилиндр расположен над первым гидроцилиндром, при этом поршень первого гидроцилиндра связан с поршнем второго гидроцилиндра с возможностью взаимообусловленного перемещения обоих поршней, клин установлен над поршнем второго гидроцилиндра, на котором закреплена опора рабочего органа, подпоршневые полости обоих гидроцилиндров сообщены посредством трубок с гидромониторным каналом рабочего органа и надклиновой полостью подачи рабочей жидкости, фильтр, установленный во внутренней полости соединительной муфты и отделяющий внутреннее трубное пространство от надклиновой полости, согласно изобретению фильтр выполнен кольцевым и установлен в соединительной муфте с возможностью пропускания жидкости из трубного пространства в надклиновую полость, корпус фильтра выполнен Н-образным, при этом средняя часть корпуса ориентирована вертикально, а наружный диаметр горизонтальных участков корпуса соответствует диаметру внутренней полости соединительной муфты, при этом фильтр размещен в средней части корпуса, ниже фильтра в корпусе фильтра выполнен канал, проходящий через боковую поверхность соединительной муфты и соединяющий внутреннюю полость корпуса фильтра с затрубным пространством, указанный канал выполнен с возможностью его перекрытия после спуска устройства в скважину, в средней части корпуса фильтра выполнена внутренняя полость, ориентированная вдоль продольной оси устройства и выходящая во внутреннюю полость соединительной муфты через верхнюю горизонтальную часть корпуса, внутренняя полость корпуса фильтра выполнена сужающейся книзу и сообщена в нижней части с переточным каналом, посредством которого обеспечивается сообщение внутреннего трубного пространства насосно-компрессорной трубы с затрубным пространством, над фильтром во внутренней полости соединительной муфты плотно размещен поршень-нож, опирающийся на глухой конец как минимум одной П-образной втулки, установленной горизонтально в сквозном отверстии в боковой поверхности соединительной муфты с возможностью сообщения внутренней полости втулки с затрубным пространством, глухой конец П-образной втулки обращен к продольной оси устройства и представляет собой участок внутренней стенки соединительной муфты, выступающий к оси устройства с образованием выступа ступени, на которую опирается поршень-нож, поршень-нож выполнен полым для обеспечения прохода жидкости из трубного пространства во внутреннюю полость устройства, поршень-нож предназначен для срезания глухого конца П-образной втулки в результате воздействия на него внешнего давления, внутренняя поверхность поршня-ножа выполнена конусообразной, сужающейся книзу по направлению к фильтру, при этом диаметр нижнего участка конусовидной внутренней поверхности поршня-ножа больше, чем диаметр внутренней полости корпуса фильтра.The claimed technical result is achieved due to the fact that the device for creating perforations contains a housing, a coupling, through which the device is connected to the tubing, a wedge with at least one groove, while the narrowed end of the wedge is directed to the bottom of the device, hydraulic cylinders, at least one working body with a hydraulic monitor channel placed in the groove of the support and the wedge with the ability to move into the groove of the wedge along it, the piston of the first hydraulic cylinder is spring-loaded, the second hydro the cylinder is located above the first hydraulic cylinder, while the piston of the first hydraulic cylinder is connected to the piston of the second hydraulic cylinder with the possibility of interdependent movement of both pistons, the wedge is mounted above the piston of the second hydraulic cylinder, on which the support of the working body is fixed, the sub-piston cavities of both hydraulic cylinders are communicated by means of tubes with a hydraulic monitor channel of the working body and above the wedge cavity of the fluid supply, a filter installed in the inner cavity of the coupling and separating the inner In accordance with the invention, the filter chamber is annular and installed in the coupling with the possibility of passing fluid from the tube space into the supercline cavity, the filter housing is H-shaped, with the middle part of the housing oriented vertically and the outer diameter of the horizontal sections of the housing corresponding to the diameter the inner cavity of the coupling, while the filter is located in the middle of the housing, below the filter in the filter housing is a channel passing through the side the surface of the coupling and connecting the inner cavity of the filter housing with the annulus, the specified channel is configured to overlap after the device is lowered into the well, in the middle of the filter housing there is an internal cavity oriented along the longitudinal axis of the device and extending into the inner cavity of the coupling through the upper the horizontal part of the housing, the inner cavity of the filter housing is made tapering downward and communicated at the bottom with a transfer channel, by which communicates the inner tube space of the tubing with the annulus, a piston-knife is tightly placed above the filter in the inner cavity of the coupling, resting on the blind end of at least one U-shaped sleeve mounted horizontally in the through hole in the side surface of the coupling the possibility of communication of the inner cavity of the sleeve with the annulus, the blind end of the U-shaped sleeve faces the longitudinal axis of the device and represents the current of the inner wall of the coupling protruding to the axis of the device with the protrusion of the stage on which the piston-knife rests, the piston-knife is hollow to allow fluid to pass from the tube space into the internal cavity of the device, the piston-knife is designed to cut the blind end of the U-shaped bushings as a result of external pressure acting on it, the inner surface of the piston-knife is conical, tapering downward towards the filter, while the diameter of the lower portion of the conical inner the surface of the piston-knife is larger than the diameter of the internal cavity of the filter housing.

Согласно заявляемому изобретению соединительная муфта, предназначенная для присоединения к колонне насосно-компрессорных труб, содержит фильтр, отделяющий загрязненное трубное пространство насосно-компрессорной трубы от надклиновой полости. Корпус фильтра выполнен Н-образным, при этом средняя часть корпуса ориентирована вертикально, а наружный диаметр горизонтальных участков корпуса соответствует диаметру внутренней полости соединительной муфты. В средней части корпуса размещен непосредственно сам фильтр, имеющий кольцевую форму. Пространство между наружной поверхностью фильтра и внутренней поверхностью муфты сообщается с надклиновой полостью через канал, выполненный в нижней части корпуса фильтра, обеспечивающий переток жидкости из трубной полости над фильтром через фильтр в надклиновую полость устройства. В средней части корпуса фильтра выполнена внутренняя полость, ориентированная вдоль продольной оси устройства и выходящая во внутреннюю полость соединительной муфты через верхнюю горизонтальную часть корпуса. Внутренняя полость корпуса фильтра выполнена сужающейся книзу и сообщена в нижней части с переточным каналом, посредством которого обеспечивается сообщение внутреннего трубного пространства насосно-компрессорной трубы с затрубным пространством. Переточный канал позволяет более быстро (эффективно) заполнить внутреннюю полость насосно-компрессорной трубы жидкостью, поскольку позволяет при спуске устройства в скважину снизить сопротивление скважинной жидкости и тем самым позволяет избежать эффекта «поршневания». В результате спуск устройства вглубь скважины осуществляется быстрее. После спуска устройства на требуемую глубину переточный канал подлежит перекрытию, например, посредством шарика, спускаемого в устройство сверху с устья скважины. Шарик проходит через внутреннюю полость корпуса фильтра (соответственно и через внутреннюю полость самого фильтра) и, опускаясь к низу полости, попадает на вход переточного канала и перекрывает его. Механизм перекрытия переточного канала может быть иным, например, с помощью заранее установленного в канал обратного клапана. Т.е. указанный переточный канал функционирует при спуске устройства в скважину и подлежит перекрытию после спуска устройства к зоне перфорации.According to the claimed invention, a coupler designed to be connected to the tubing string comprises a filter separating the contaminated tubing space of the tubing from the wedge cavity. The filter housing is made H-shaped, while the middle part of the housing is oriented vertically, and the outer diameter of the horizontal sections of the housing corresponds to the diameter of the inner cavity of the coupling. In the middle part of the housing directly placed the filter itself, having an annular shape. The space between the outer surface of the filter and the inner surface of the coupling communicates with the wedge cavity through a channel made in the lower part of the filter housing, which ensures the flow of fluid from the tube cavity above the filter through the filter into the wedge cavity of the device. In the middle part of the filter housing there is an internal cavity oriented along the longitudinal axis of the device and extending into the internal cavity of the coupling through the upper horizontal part of the housing. The internal cavity of the filter housing is made tapering downward and communicated at the bottom with a transfer channel, through which the inner tube space of the tubing is connected with the annulus. The transfer channel allows you to more quickly (efficiently) fill the inner cavity of the tubing with liquid, because it allows you to lower the resistance of the borehole liquid when lowering the device into the well and thereby avoids the effect of "pistoning". As a result, lowering the device deep into the well is faster. After the device is lowered to the required depth, the transfer channel must be blocked, for example, by means of a ball lowered into the device from the top of the wellhead. The ball passes through the internal cavity of the filter housing (respectively, and through the internal cavity of the filter itself) and, descending to the bottom of the cavity, enters the inlet of the overflow channel and closes it. The mechanism for blocking the overflow channel may be different, for example, using a check valve pre-installed in the channel. Those. the specified transfer channel operates during the descent of the device into the well and is subject to overlap after the descent of the device to the perforation zone.

Над корпусом фильтра во внутренней полости соединительной муфты плотно установлен поршень-нож. Внутренняя поверхность поршня-ножа выполнена конусообразной, сужающейся книзу по направлению к фильтру. Ниже поршня-ножа в соединительной муфте выполнено как минимум одно сквозное отверстие, в которое горизонтально установлена П-образная втулка, при этом глухой конец П-образной втулки обращен к продольной оси устройства и перед началом работы глухой конец П-образной втулки представляет собой участок внутренней стенки соединительной муфты, выступающий к оси устройства с образованием выступа ступени. Поршень-нож опирается на выступающий во внутреннюю полость соединительной муфты участок П-образной втулки. Полая часть П-образной втулки проходит через стенку соединительной муфты с возможностью сообщения ее внутренней полости с затрубным пространством. Диаметр нижнего участка конусовидной внутренней поверхности поршня-ножа больше, чем диаметр внутренней полости корпуса фильтра.A piston-knife is tightly mounted above the filter housing in the inner cavity of the coupling. The inner surface of the piston-knife is made conical, tapering downward towards the filter. At least one through hole is made below the piston-knife in the coupling, in which the U-shaped sleeve is horizontally mounted, with the blind end of the U-shaped sleeve facing the longitudinal axis of the device and before starting work, the blind end of the U-shaped sleeve is a portion of the inner the wall of the coupling protruding to the axis of the device with the formation of the protrusion of the stage. The piston-knife rests on the portion of the U-shaped sleeve that protrudes into the cavity of the coupling. The hollow part of the U-shaped sleeve passes through the wall of the coupling with the possibility of communication of its internal cavity with the annulus. The diameter of the lower portion of the cone-shaped inner surface of the piston-knife is larger than the diameter of the inner cavity of the filter housing.

При подъеме устройства из скважины необходимо обеспечить сообщение трубного пространства устройства с затрубным пространством с тем, чтобы исключить так называемые «переливы» скважинной жидкости на устье скважины, в противном случае избежать переливов на устье скважины можно путем снижения скорости подъема устройства из скважины. Переточный канал, который обеспечивал сообщение внутреннего пространства трубы с затрубным пространством после спуска устройства в скважину, перекрыт первым шаром, изъять который из внутреннего пространства трубы невозможно. Поэтому, обеспечив диаметр нижнего участка конусовидной внутренней поверхности поршня-ножа больше, чем диаметр первого шара, можно, во-первых, беспрепятственно опускать при спуске устройства первый шар, который пройдет через поршень-нож и опустится в корпус фильтра, во-вторых, можно во внутреннюю полость соединительной муфты спустить второй шар, диаметр которого позволяет опуститься в нижнюю часть поршня-ножа, не проходя через него, и перекрыть при этом нижнюю часть поршня-ножа (т.е. внутренняя боковая поверхность поршня-ножа выполняет функцию седла для второго шара). После перекрытия нижнего участка поршня-ножа вторым шаром во внутреннюю полость соединительной муфты под давлением подают жидкость, в результате воздействия внешнего давления поршень-нож опускается вниз, срезая при этом глухой конец П-образной втулки и обеспечивая соединение затрубного пространства с внутренним пространством насосно-компрессорной трубы через второй переточный канал, представляющий собой внутреннюю полость П-образной втулки.When lifting the device from the well, it is necessary to ensure that the device’s tube space communicates with the annulus in order to eliminate the so-called “overflow” of the wellbore fluid at the wellhead; otherwise, overflows at the wellhead can be avoided by reducing the speed of lifting the device from the well. The overflow channel, which provided the internal space of the pipe with the annulus after the device was lowered into the well, is blocked by the first ball, which cannot be removed from the internal space of the pipe. Therefore, having ensured that the diameter of the lower portion of the cone-shaped inner surface of the piston-knife is larger than the diameter of the first ball, it is possible, firstly, to lower the first ball, which passes through the piston-knife and lowers into the filter housing, when lowering the device, and secondly, you can in the internal cavity of the coupling, lower the second ball, the diameter of which allows you to lower into the lower part of the piston-knife without passing through it and overlap the lower part of the piston-knife (i.e., the inner side surface of the piston-knife performs fu saddle function for the second ball). After the lower portion of the piston-knife is closed with a second ball, liquid is supplied into the internal cavity of the coupling under pressure, as a result of external pressure, the piston-knife drops down, cutting off the blind end of the U-shaped sleeve and ensuring the connection of the annulus with the interior of the pump pipe through the second transfer channel, which is an internal cavity of the U-shaped sleeve.

Таким образом, в устройстве обеспечена поочередная работа двух переточных каналов, предназначенных для сообщения затрубного пространства с внутренним пространством трубы в разные периоды времени: первый переточный канал функционирует при спуске устройства в скважину, обеспечивая возможность более быстрого спуска; второй переточный канал функционирует при подъеме устройства из скважины, исключая возможность переливов жидкости на устье скважины, что также позволяет осуществлять более быстрый подъем устройства.Thus, the device provides alternate operation of two transfer channels designed to communicate annular space with the interior of the pipe at different time periods: the first transfer channel functions when the device is lowered into the well, allowing faster descent; the second transfer channel operates when lifting the device from the well, eliminating the possibility of fluid overflow at the wellhead, which also allows for faster lifting of the device.

Заявляемое устройство для создания перфорационных отверстий поясняется чертежами.The inventive device for creating perforations is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображено заявляемое устройство для создания перфорационных отверстий с частичным осевым разрезом.In FIG. 1 shows the inventive device for creating perforations with a partial axial section.

На фиг. 2 изображено заявляемое устройство для создания перфорационных отверстий с частичным осевым разрезом, на котором видно соединение подпоршневой полости с надклиновой полостью трубкой 20.In FIG. 2 shows the inventive device for creating perforations with a partial axial section, which shows the connection of the sub-piston cavity with the superclinical cavity by the tube 20.

На фиг. 3 изображено заявляемое устройство для создания перфорационных отверстий с рабочими органами в положении, при котором осуществляется непосредственное образование перфорационных отверстий.In FIG. 3 shows the inventive device for creating perforations with working bodies in a position in which the direct formation of perforations.

Устройство содержит составной корпус 1, содержащий гидроцилиндры 2 и 3; соединительную муфту 4, посредством которой устройство присоединяется к колонне насосно-компрессорных труб (НКТ); фильтр 7, установленный во внутренней полости соединительной муфты 4. Фильтр 7 имеет Н-образную форму (форму катушки), при этом средняя часть фильтра ориентирована вертикально вдоль оси устройства, диаметры верхней и нижней частей фильтра 7 соответствуют диаметру внутренней полости соединительной муфты 4, для того, чтобы обеспечивать плотное прилегание боковых поверхностей фильтра 7 к внутренней поверхности соединительной муфты 4; в средней части фильтра 7 выполнена внутренняя полость, с одной стороны выходящая во внутреннюю полость, образованную фильтром 7 соединительной муфтой 4, а с другой стороны - сообщенная с переточным каналом 8, проходящим через нижнюю часть фильтра 7 и боковую поверхность соединительной муфты 4, обеспечивая таким образом сообщение затрубного пространства с трубным пространством насосно-компрессорной трубы (НКТ); диаметр центрального отверстия фильтра 7 больше, чем диаметр переточного канала 8 для того, чтобы иметь возможность перекрытия канала 8 шаром, сбрасываемым (либо уже установленным в виде обратного клапана) во внутреннюю полость соединительной муфты 4 после спуска устройства в скважину к зоне перфорации; в нижней части фильтра 7 выполнен канал 9, обеспечивающий сообщение надклиновой полости с трубным пространством НКТ; выше фильтра 7 во внутренней полости соединительной муфты плотно установлен поршень-нож 5, имеющий конусообразную внутреннюю поверхность, сужающуюся по направлению к фильтру 7, при этом диаметр нижнего участка конусообразной поверхности поршня-ножа 5 больше, чем диаметр шара, предназначенного для перекрытия канала 8; ниже поршня-ножа 5 в выполненном в боковой поверхности муфты 4 сквозном отверстии размещена как минимум одна втулка 6, имеющая П-образную форму; глухой конец втулки 6 выходит во внутреннюю полость муфты 4 и служит опорой для поршня-ножа 5, внутренняя полость втулки 6 сообщена с затрубным пространством; нижняя часть конусообразной поверхности поршня-ножа 5 имеет диаметр, больший, чем диаметр шара, предназначенного для перекрытия канала 8, при этом нижняя часть конусообразной поверхности поршня-ножа 5 служит седлом для второго шара, предназначенного для перекрытия нижней части конусообразной поверхности поршня-ножа 5; ниже фильтра 7 в корпусе 1 установлен и жестко закреплен относительно корпуса 1 клин 11, сужающийся к низу устройства, на боковой поверхности клина 11 выполнены пазы 12 (количество пазов 12 определяется количеством необходимых перфорационных отверстий, которые необходимо создать посредством устройства, и может составлять от одного и более); нижняя часть корпуса 1 представляет собой гидроцилиндр 3, на гидроцилиндр 3 установлен гидроцилиндр 2, размещенный между клином 11 и гидроцилиндром 3; в гидроцилиндре 3 установлен поршень 16, подпружиненный пружиной 25; шток поршня 21 жестко связан со штоком поршня 16 гидроцилиндра 2; в штоке поршня 21 выполнен канал 23, обеспечивающий сообщение подпоршневой полости 17 гидроцилиндра 2 с подпоршневой полостью 24 гидроцилиндра 3; на поршне 16 гидроцилиндра 2 установлена опора 15; в пазах 14 опоры 15 установлены рабочие органы 13 (количество рабочих органов 13 определяется количеством необходимых перфорационных отверстий, которые необходимо создать посредством устройства, и может составлять от одного и более); в каждом рабочем органе выполнен гидромониторный канал 18, соединенный трубкой 19 с подпоршневой полостью 17 гидроцилиндра 2, при этом подпоршневая полость 17, в свою очередь, сообщена с надклиновой полостью 10 трубкой 20; рабочие органы 13 с другой стороны свободно размещены в пазах 12 клина 11 с возможностью перемещения вдоль пазов 12; рабочий орган 13 выполнен заостренным, при этом заостренный конец рабочего органа обращен к обсадной колонне 26, в которой необходимо создать перфорационные отверстия. Корпус 1 на участке от опоры 15 до конца клина 11 имеет открытые участки для обеспечения выхода рабочих органов за пределы габаритов устройства к обсадной трубе.The device comprises a composite housing 1, containing hydraulic cylinders 2 and 3; a coupling 4, by which the device is connected to the tubing string; a filter 7 installed in the inner cavity of the coupling 4. The filter 7 has an H-shape (coil shape), while the middle part of the filter is oriented vertically along the axis of the device, the diameters of the upper and lower parts of the filter 7 correspond to the diameter of the inner cavity of the coupling 4, for in order to ensure a snug fit on the side surfaces of the filter 7 to the inner surface of the coupling 4; an inner cavity is made in the middle part of the filter 7, which, on the one hand, extends into the inner cavity formed by the filter 7 by the coupling 4, and on the other hand, communicates with the transfer channel 8 passing through the bottom of the filter 7 and the side surface of the coupling 4, providing image annulus communication with the tubing space of the tubing; the diameter of the central hole of the filter 7 is larger than the diameter of the transfer channel 8 in order to be able to block the channel 8 with a ball discharged (or already installed as a check valve) into the internal cavity of the coupling 4 after the device is lowered into the well to the perforation zone; a channel 9 is made in the lower part of the filter 7, which ensures communication of the superclinical cavity with the tubing space of the tubing; a piston-knife 5 is tightly mounted above the filter 7 in the inner cavity of the coupling, having a cone-shaped inner surface tapering towards the filter 7, while the diameter of the lower portion of the cone-shaped surface of the piston-knife 5 is larger than the diameter of the ball designed to block the channel 8; at least one sleeve 6 having a U-shape is placed below the piston-knife 5 in a through hole made in the lateral surface of the sleeve 4; the blind end of the sleeve 6 extends into the inner cavity of the coupling 4 and serves as a support for the piston-knife 5, the inner cavity of the sleeve 6 is in communication with the annulus; the lower part of the cone-shaped surface of the piston-knife 5 has a diameter larger than the diameter of the ball designed to block the channel 8, while the lower part of the cone-shaped surface of the piston-knife 5 serves as a saddle for the second ball designed to overlap the bottom of the conical surface of the piston-knife 5 ; below the filter 7 in the housing 1, a wedge 11 is installed and rigidly fixed relative to the housing 1, tapering to the bottom of the device, grooves 12 are made on the side surface of the wedge 11 (the number of grooves 12 is determined by the number of required perforations that must be created by the device, and can be from one and more); the lower part of the housing 1 is a hydraulic cylinder 3, a hydraulic cylinder 2 is installed on the hydraulic cylinder 3, located between the wedge 11 and the hydraulic cylinder 3; in the hydraulic cylinder 3 a piston 16 is installed, spring-loaded with a spring 25; the piston rod 21 is rigidly connected to the piston rod 16 of the hydraulic cylinder 2; a channel 23 is made in the piston rod 21, providing a message to the under-piston cavity 17 of the hydraulic cylinder 2 with the under-piston cavity 24 of the hydraulic cylinder 3; a support 15 is mounted on the piston 16 of the hydraulic cylinder 2; in the grooves 14 of the support 15, the working bodies 13 are installed (the number of working bodies 13 is determined by the number of necessary perforations that must be created by the device, and can be from one or more); in each working body a hydraulic monitoring channel 18 is made, connected by a tube 19 with a sub-piston cavity 17 of the hydraulic cylinder 2, while the sub-piston cavity 17, in turn, is in communication with the super-wedge cavity 10 by the pipe 20; the working bodies 13 on the other hand are freely placed in the grooves 12 of the wedge 11 with the possibility of movement along the grooves 12; the working body 13 is made pointed, while the pointed end of the working body faces the casing 26, in which it is necessary to create perforations. The housing 1 on the site from the support 15 to the end of the wedge 11 has open sections to ensure the exit of the working bodies beyond the dimensions of the device to the casing.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Устройство соединяют с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) посредством соединительной муфты 4. В процессе спуска устройства в скважину к зоне перфорации трубное пространство заполняется скважинной жидкостью через канал 8 и через гидромониторные каналы 18. После достижения устройством зоны перфорации спуск прекращается, канал 7 перекрывается путем спуска в полость устройства металлического шарика (или из иного материала, главное, чтобы он был тяжелее скважинной жидкости). В насосно-компрессорную трубу подают под давлением рабочую жидкость, которая, проходя через фильтр 7, поступает в полость 10, а затем по трубкам 20 - в полость 17 и далее по каналу 23 - в полость 24. Под действием давления рабочей жидкости поршень 16 начинает движение вверх, воздействуя при этом на связанный с ним поршень 21, который также начинает движение вверх. При движении поршня 21 вверх пружина 25 сжимается. Поршень 16 при движении вверх воздействует на опору 15, которая также начинает движение вверх вместе с рабочими органами 13. При движении опоры 14 вверх рабочие органы 13 перемещаются, скользя по пазам 12 клина 11 и радиальным пазам 14 опоры 15 до упора заостренных концов рабочих органов 13 в стенки обсадной колонны 26, при этом поршни 16 и 21 с опорой 15 фиксируются относительно обсадной колонны 26. Корпус 1 устройства перемещается вниз, при этом клин 11 своими рабочими плоскостями давит на рабочие органы 13, раздвигая их в радиальном направлении от оси устройства в сторону обсадной колонны 26. В процессе радиального перемещения рабочие органы 13 своими заостренными концами производят перфорацию обсадной колонны 26. Одновременно жидкость, проходя под высоким давлением через трубки 19 по каналу 18, выходит в затрубное пространство (призабойную зону), размывая своими струями цементный камень и прилегающую горную породу, образуя каверны.The device is connected to the tubing string (tubing) by means of a coupling 4. In the process of lowering the device into the well to the perforation zone, the pipe space is filled with borehole fluid through channel 8 and through the hydraulic monitoring channels 18. After the device reaches the perforation zone, the descent stops, channel 7 is closed by lowering a metal ball into the cavity of the device (or from another material, the main thing is that it be heavier than the well fluid). A working fluid is supplied into the tubing under pressure, which, passing through the filter 7, enters the cavity 10, and then through the tubes 20 into the cavity 17 and then through the channel 23 into the cavity 24. Under the action of the working fluid pressure, the piston 16 starts upward movement, acting on the associated piston 21, which also begins to move upward. When the piston 21 moves up, the spring 25 is compressed. When moving upward, the piston 16 acts on the support 15, which also begins to move upward together with the working bodies 13. When the support 14 moves upward, the working bodies 13 move, sliding along the grooves 12 of the wedge 11 and the radial grooves 14 of the support 15 until the point of the ends of the working bodies 13 stops. into the walls of the casing 26, while the pistons 16 and 21 with the support 15 are fixed relative to the casing 26. The housing 1 of the device moves downward, while the wedge 11 with its working planes presses on the working bodies 13, moving them in the radial direction from the axis of the device side of the casing 26. During the radial movement, the working bodies 13 perforate the casing 26 with their pointed ends. At the same time, the liquid, passing under high pressure through the pipes 19 through the channel 18, enters the annulus (bottom-hole zone), blasting the cement with its jets stone and adjacent rock, forming caverns.

После формирования перфорационных отверстий прекращают подачу рабочей жидкости. Под действием пружины 25 поршни 21 и 16 (с опорой 15) перемещаются в исходное положение, увлекая за собой рабочие органы 13, которые при этом осуществляют перемещение, скользя по пазам клина 11 от его основания к вершине до исходного положения.After the formation of perforations, the flow of working fluid is stopped. Under the action of the spring 25, the pistons 21 and 16 (with the support 15) are moved to their original position, entraining the working bodies 13, which at the same time carry out the movement, sliding along the grooves of the wedge 11 from its base to the apex to the initial position.

При необходимости осуществить перфорацию на других участках, устройство перемещают на расчетную глубину и повторяют его работу на новом участке.If necessary, to perforate in other areas, the device is moved to the design depth and repeat its work in a new area.

После формирования перфорационных отверстий на всех участках в устройство сбрасывают второй шар, седлом для которого служит нижний участок конусообразной внутренней поверхности поршня-ножа 5. Шар опускается вниз и перекрывает отверстие внизу поршня-ножа 5. Затем в устройство подают рабочее давление (давление рабочей жидкости), под действием которого поршень-нож 5 перемещается вниз, срезая глухой конец П-образной втулки 6, в результате обеспечивается сообщение трубного пространства с затрубным. Прекращают подачу рабочей жидкости и извлекают устройство из скважины, избегая при этом переливы жидкости на устье скважины, поскольку жидкость из трубного пространства перетекает в затрубное пространство не только через канал 18, но одновременно через открывшуюся внутреннюю полость втулки 6, что позволяет извлекать устройство из скважины с более высокой скоростью, чем в прототипе.After the formation of perforation holes in all areas, the second ball is dropped into the device, the seat for which is the lower section of the cone-shaped inner surface of the piston-knife 5. The ball goes down and covers the hole at the bottom of the piston-knife 5. Then, the working pressure is supplied to the device (working fluid pressure) under the action of which the piston-knife 5 moves downward, cutting off the blind end of the U-shaped sleeve 6, as a result, the tube space communicates with the annular. Stop the flow of working fluid and remove the device from the well, while avoiding overflow of fluid at the wellhead, since the fluid from the pipe space flows into the annulus not only through channel 18, but also through the opening of the internal cavity of sleeve 6, which allows the device to be removed from the well higher speed than in the prototype.

Claims

A device for creating perforations, comprising a housing, a coupling, through which the device is connected to the tubing, a wedge with at least one groove, the tapered end of the wedge directed towards the bottom of the device, hydraulic cylinders, at least one working body with a hydraulic monitor channel placed in the groove of the support and the wedge with the possibility of moving into the groove of the wedge along it, the piston of the first hydraulic cylinder is spring-loaded, the second hydraulic cylinder is located above the first hydraulic cylinder, while l of the first hydraulic cylinder is connected with the piston of the second hydraulic cylinder with the possibility of interdependent movement of both pistons, the wedge is mounted above the piston of the second hydraulic cylinder, on which the support of the working body is fixed, the sub-piston cavities of both hydraulic cylinders are communicated by means of tubes with a hydraulic monitor channel of the working body and a wedge-shaped cavity for supplying working fluid, a filter, installed in the inner cavity of the coupling and separating the inner tube space from the wedge cavity, characterized in that the filter is made circular and installed in the coupling with the possibility of passing fluid from the tube space into the super-wedge cavity, the filter housing is H-shaped, while the middle part of the housing is oriented vertically, and the outer diameter of the horizontal sections of the housing corresponds to the diameter of the inner cavity of the coupling, the filter is located in the middle part of the housing, below the filter in the filter housing there is a channel passing through the side surface of the coupling and connecting the inner the south cavity of the filter housing with the annulus, the specified channel is configured to overlap after the device is lowered into the well, an inner cavity is made in the middle part of the filter housing, oriented along the longitudinal axis of the device and exiting into the inner cavity of the coupling through the upper horizontal part of the housing, the inner cavity the filter housing is made tapering downward and communicated at the bottom with a transfer channel, through which the communication of the inner pipe the transverse part of the tubing with the annulus, a piston-knife is tightly placed above the filter in the inner cavity of the coupling, resting on the blind end of at least one U-shaped sleeve mounted horizontally in the through hole in the side surface of the coupling with the possibility of communicating the inner cavity of the sleeve with annulus, the blind end of the U-shaped sleeve faces the longitudinal axis of the device and represents a portion of the inner wall of the coupling, protruding to and a device with the formation of the protrusion of the stage, on which the piston-knife rests, the piston-knife is hollow to ensure the passage of fluid from the tube space into the internal cavity of the device, the piston-knife is designed to cut the blind end of the U-shaped sleeve as a result of external pressure , the inner surface of the piston-knife is conical, tapering downward towards the filter, while the diameter of the lower portion of the conical inner surface of the piston-knife is larger than the diameter of the inner Lost filter housing.