RU2682825C1 - Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора - Google Patents
Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682825C1 RU2682825C1 RU2018123829A RU2018123829A RU2682825C1 RU 2682825 C1 RU2682825 C1 RU 2682825C1 RU 2018123829 A RU2018123829 A RU 2018123829A RU 2018123829 A RU2018123829 A RU 2018123829A RU 2682825 C1 RU2682825 C1 RU 2682825C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- cutting
- relative
- perforator
- cutting section
- Prior art date
Links
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/112—Perforators with extendable perforating members, e.g. actuated by fluid means
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, а именно к конструкции устройств для вскрытия продуктивных пластов посредством гидромеханической щелевой перфорации. Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора, выполненный в корпусе перфоратора, приводимый в действие поршнем, имеющим возможность воздействия на режущую секцию, включающую выдвижные режущие инструменты в виде дисков, размещенные на одноплечих рычагах, выполняющих функции держателейодин из которых зафиксирован относительно поршня, а другой - относительно корпуса перфоратора, при этом одноплечие рычаги выполнены с возможностью взаимодействия и перемещения относительно друг друга с выдвижением режущих инструментов в противоположные стороны при перемещении поршня, режущий узел имеет возможность приведения выдвигающихся деталей в транспортное положение и содержит направляющий паз, выполненный в одноплечем рычаге, зафиксированном относительно корпуса, и тягу, прикрепленную к одноплечему рычагу, зафиксированному к поршню, и выполненную с возможностью перемещения по пазу и обеспечения возврата одноплечего рычага с пазом в транспортное положение при обратном движении поршня. Режущий узел содержит дополнительную режущую секцию, выполненную симметрично относительно горизонтальной оси и повернутую в вертикальной плоскости. В нижней части корпуса оппозитно установлен дополнительный поршень, который взаимодействует с дополнительной режущей секцией. Режущая секция и дополнительная режущая секция развернуты под углом вокруг оси перфоратора и смещены по вертикали друг относительно друга из условия перекрытия мертвой зоны перфорации. Одноплечие рычаги выполнены в виде секторов с возможностью взаимодействия по сопряженным дугам окружности. Обеспечивается сокращение мертвой зоны перфорации, симметричная нагрузка на детали перфоратора, что позволяет увеличить производительность перфоратора. 4 ил.
Description
Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора
Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, а именно к конструкции устройств для вскрытия продуктивных пластов посредством гидромеханической щелевой перфорации.
Известен гидромеханический щелевой перфоратор, содержащий корпус, поршень-толкатель, возвратную пружину, отклоняющий клин и смонтированный на оси ролика выдвижной режущий ролик, отличающийся тем, что корпус перфоратора разделен на верхнюю и нижнюю части, в верхней части корпуса выполнены отверстия, в которых установлены соединенные с центральным гидравлическим каналом гидромониторные насадки для подачи в зону резки циркуляционной жидкости, соосно верхней части корпуса установлен поршень-толкатель с возвратной пружиной, в нижней части корпуса установлена возвратная пружина с гайкой регулировки осевого усилия, между верхней и нижней частями корпуса установлены режущие секции, соединенные между собой через регулировочные кольца с помощью резьбовых соединений, в корпусе каждой режущей секции установлен с возможностью осевого перемещения отклоняющий клин, с верхней и нижней наклонными поверхностями, обращенными друг к другу, между которыми на оси, закрепленной в корпусе установлен с возможностью поворота рычаг, в пазу которого на оси ролика установлен ролик, рычаг входит в паз, выполненный на верхней наклонной поверхности клина, фиксирует клин в корпусе режущей секции от радиального перемещения и взаимодействует выступами на рычаге с рабочей поверхностью отклоняющего клина, при этом ролик входит с зазором в углубление, выполненное на рабочей поверхности отклоняющего клина, а над роликом в корпусе выполнен продольный паз (патент на полезную модель РФ № 135710, опубл. 20.12.2013).
Также известен режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора, включающий режущие инструменты в виде дисков, расположенных в корпусе перфоратора с возможностью вертикально-радиального выдвижения через пазы корпуса перфоратора, и механизм выдвижения дисков, приводимый в действие поршнем, перемещающимся в корпусе перфоратора под действием давления, отличающийся тем, что режущий узел содержит, по меньшей мере, две режущих секции с режущими дисками и механизмами их выдвижения, корпуса режущих секций выполнены разъемными и соединяются между собой с возможностью осевого поворота относительно друг друга на нужный угол, причем соединение режущих секций выполнено с возможностью фиксации под выбранным углом поворота, а механизмы выдвижения дисков всех режущих секций приводятся в движение поршнями, последовательно соединенными между собой (патент на изобретение РФ № 2371569, опубл. 27.10.2009).
Наиболее близким техническим решением, по общей совокупности признаков, выбранным заявителем в качестве прототипа, является режущий узел, выполненный в корпусе перфоратора, приводимый в действие поршнем или плунжером, включает выдвижные режущие инструменты, размещенные на держателях, один из которых зафиксирован относительно поршня (плунжера), а другой - относительно корпуса перфоратора. Держатели выполнены с возможностью взаимодействия и перемещения относительно друг друга с выдвижением режущих инструментов в противоположные стороны при перемещении поршня (плунжера). Режущий узел дополнительно снабжен механизмом приведения выдвигающихся деталей в транспортное положение и фиксации их в этом положении, включающим по крайней мере один направляющий паз, выполненный в держателе, зафиксированном относительно корпуса, и по крайней мере одну тягу, прикрепленную к держателю, зафиксированному относительно поршня (плунжера) или к поршню (плунжеру), выполненную с возможностью перемещения по пазу и обеспечения тем самым возврата держателя с пазом в транспортное положение при обратном движении поршня (плунжера), и включающим выемку, выполненную в держателе, зафиксированном относительно поршня (плунжера), в форме, близкой рельефу кромки корпуса, с возможностью фиксации этого держателя в корпусе при отсутствии давления на поршень (плунжер) за счет сцепления кромки корпуса с выемкой держателя (патент на изобретение РФ № 2459932, опубл. 27.08.2012г.).
Недостатком данной конструкции является то, что с данным механизмом перфоратор не обладает высокой производительностью, а также не достаточно надежен из-за неравномерного распределения нагрузки на составные части.
Технической задачей заявляемого изобретения является обеспечение повышенной производительности перфоратора.
Технический результатом является сокращение мертвой зоны перфорации, а дополнительный технический результат – обеспечение симметричной нагрузки деталей перфоратора.
Техническая задача достигается тем, что режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора, выполненный в корпусе перфоратора, приводимый в действие поршнем, имеющим возможность воздействия на режущую секцию, включающую выдвижные режущие инструменты в виде дисков, размещенные на одноплечих рычагах, выполняющих функции держателей, один из которых зафиксирован относительно поршня, а другой - относительно корпуса перфоратора, при этом одноплечие рычаги выполнены с возможностью взаимодействия и перемещения относительно друг друга с выдвижением режущих инструментов в противоположные стороны при перемещении поршня, режущий узел имеет возможность приведения выдвигающихся деталей в транспортное положение, включающим направляющий паз, выполненный в одноплечем рычаге, зафиксированном относительно корпуса, и тягу, прикрепленную к одноплечему рычагу, зафиксированному к поршню, выполненную с возможностью перемещения по пазу и обеспечения возврата одноплечего рычага с пазом в транспортное положение при обратном движении поршня, отличается тем, что содержит дополнительную режущую секцию, выполненную симметрично относительно горизонтальной оси и повернутую в вертикальной плоскости, в нижней части корпуса оппозитно установлен дополнительный поршень, который взаимодействует с дополнительной режущей секцией, режущая секция и дополнительная режущая секция развернуты под углом вокруг оси перфоратора и смещены по вертикали друг относительно друга из условия перекрытия мертвой зоны перфорации, причем одноплечие рычаги выполнены в виде секторов, с возможностью взаимодействия по сопряженным дугам окружности.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- устройство содержит дополнительную режущую секцию;
- дополнительная режущая секция выполнена симметрично относительно горизонтальной оси;
- дополнительная режущая секция повернута в вертикальной плоскости;
- режущая секция и дополнительная режущая секция развернуты под углом вокруг оси перфоратора;
- режущая секция и дополнительная режущая секция смещены относительно друг друга по вертикали из условия перекрытия мертвой зоны перфорации;
- одноплечие рычаги выполнены в виде секторов, с возможностью взаимодействия по сопряженным дугам окружности.
Поэтому можно предположить, что заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна».
Изобретение может быть реализовано с использованием известного технологического оборудования, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».
В заявляемой конструкции достигается симметричная нагрузка деталей перфоратора, что позволяет увеличить срок их службы, снизить дополнительные нагрузки на перфоратор за счет компенсации друг другом симметрично направленных сил, исключить истирание корпуса перфоратора о стенку скважины, за счет центрации корпуса перфоратора в скважине благодаря симметрично распределённым нагрузкам между четырьмя режущими инструментами. Кроме того конструкция позволяет реализовать основной технический результат - сокращение мертвой зоны перфорации за счет движения режущих инструментов навстречу друг другу при рабочем ходе, что достигается оппозитным расположением поршней основной и дополнительной режущей секцией. Также особенностью конструкции является то, что одноплечие рычаги выполнены в виде секторов, с возможностью взаимодействия по сопряженным дугам окружности что также определяет симметрию противолежащих усилий и снижает вероятность заклинивания устройства по сравнению с прототипом.
При проведении патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков выявлена не была, поэтому можно предположить, что заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».
На фиг. 1 изображён режущий узел в исходном, нерабочем положении.
На фиг. 2 изображён режущий узел в открытом, рабочем положении с выдвинутыми из корпуса режущими инструментами.
На фиг. 3 изображена внутренняя стенка скважины в развёрнутом виде с перфорационными щелями на ней, и показано влияние расстояния между верхним и нижним режущими инструментами на размер мёртвой зоны перфорации.
На фиг. 4 изображено распределение усилий на детали перфоратора на примере верхней режущей части 2, где:
- F порш – усилие, воздействующее со стороны поршня 4 на одноплечий рычаг 6.
- FN – усилие реакции на одноплечий рычаг 7 со стороны корпуса 1.
- F перф – усилие перфорации, действующее на режущие инструменты 5.
- F – вектор сумма F порш+F перф.
Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора расположен в корпусе 1, состоит из режущей секции 2 и дополнительной режущей секции 3, развёрнутых друг относительно друга вокруг оси перфоратора на угол α. Причем дополнительная режущая секция выполнена симметрично относительно горизонтальной оси и повернута на 180º. В верхней части корпуса 1 установлен поршень 4, выдвижные режущие инструменты 5, размещенные в одноплечих рычагах 6, 7, один 6 из которых зафиксирован в поршне 4 с возможностью поворота, а другой 7 – зафиксирован в корпусе 1 перфоратора с возможностью поворота. Одноплечие рычаги 6, 7 выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом и перемещения относительно друг друга с выдвижением режущих инструментов 5 в противоположные стороны при перемещении поршня 4. Режущая секция 2 снабжена механизмом приведения выдвигающихся деталей в транспортное положение и фиксации их в этом положении. Этот механизм включает направляющий паз 8, выполненный в одноплечем рычаге 7, и тягу 9, прикрепленную к поршню 4, выполненную с возможностью перемещения по пазу 8 и обеспечения тем самым возврата одноплечего рычага 7 с пазом 8 в транспортное положение при обратном движении поршня 4.
Нижняя режущая часть 3 функционально повторяет верхнюю 2 и состоит из поршня 10, выдвижных режущих инструментов 11, размещенных в одноплечих рычагах 12, 13, один 12 из которых зафиксирован в поршне 10 с возможностью поворота, а другой 13 – зафиксирован в корпусе 1 перфоратора с возможностью поворота. Одноплечие рычаги 12, 13 выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом и перемещения относительно друг друга с выдвижением режущих инструментов 11 в противоположные стороны при перемещении поршня 10. Нижняя режущая часть снабжена механизмом приведения выдвигающихся деталей в транспортное положение. Этот механизм включает направляющий паз 14, выполненный в одноплечем рычаге 13, и тягу 15, прикрепленную к поршню 10, выполненную с возможностью перемещения по пазу 14 и обеспечения тем самым возврата одноплечего рычага 13 с пазом 14 в транспортное положение при обратном движении поршня 10.
В представленном на чертеже варианте исполнения устройства режущая секция 2 и дополнительная режущая секция 3 расположены таким образом, что поршни 4 и 10 расположены оппозитно друг другу и имеют направление рабочего хода навстречу друг другу, при этом оси вращения одноплечих рычагов 7 и 13 всё время неподвижны относительно корпуса 1. Одноплечие рычаги 6, 7, 12, 13 представляют собой расклинивающие друг друга сектора, выполненные с возможностью поворота при взаимодействии их сопряженных окружностей 16 друг с другом. Угол α между плоскостями, в которых расположены режущие инструменты 5 и 11 верхней 2 и нижней 3 режущих частей может принимать значения от 0 до 180 градусов. Следует отметить, что режущая секция 2 и дополнительная режущая секция 3 смещены относительно друг друга по вертикали из условия перекрытия мертвой зоны перфорации (см. фиг.3).
В исходном положении выдвижные режущие инструменты 5 и 11 находятся в сложенном состоянии и скрыты внутри корпуса 1 (см. фиг.1).
Подаваемая под давлением в перфоратор рабочая жидкость поступает к поршню 4 верхней режущей секции 2 через центральную полость корпуса 1, а к поршню 10 дополнительной режущей секции 3, например, через каналы в корпусе 1. Под действием давления рабочей жидкости оппозитно-расположенные поршни 4 и 10 двигаются навстречу друг другу, толкая одноплечие рычаги 6 и 12. При этом одноплечие рычаги 6 и 12, взаимодействуют с одноплечими рычагами 7 и 13 соответственно, что приводит к выходу из корпуса 1 выдвижных режущих инструментов 5 и 11 и воздействии ими с необходимым усилием на стенки скважины.
При отсутствии давления над поршнями 4 и 10 они под действием, например, пружин, возвращаются в исходное положение вместе с одноплечими рычагами 6, 12 и тягами 9 и 15. Тяги 9 и 15, находясь во взаимодействии с направляющими пазами 8 и 14, возвращают одноплечие рычаги 7 и 13 в исходное положение.
Заявляемое изобретение позволяет сократить мертвую зону перфорации за счёт того, что дополнительный поршень дополнительной режущей секции при подаче рабочей жидкости под давлением двигается навстречу поршню верхней режущей секции и обеспечивает симметричную нагрузку деталей перфоратора, что позволяет увеличить производительность перфоратора примерно в два раза.
Claims (1)
- Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора, выполненный в корпусе перфоратора, приводимый в действие поршнем, имеющим возможность воздействия на режущую секцию, включающую выдвижные режущие инструменты в виде дисков, размещенные на одноплечих рычагах, выполняющих функции держателей, один из которых зафиксирован относительно поршня, а другой - относительно корпуса перфоратора, при этом одноплечие рычаги выполнены с возможностью взаимодействия и перемещения относительно друг друга с выдвижением режущих инструментов в противоположные стороны при перемещении поршня, режущий узел имеет возможность приведения выдвигающихся деталей в транспортное положение и содержит направляющий паз, выполненный в одноплечем рычаге, зафиксированном относительно корпуса, и тягу, прикрепленную к одноплечему рычагу, зафиксированному к поршню, и выполненную с возможностью перемещения по пазу и обеспечения возврата одноплечего рычага с пазом в транспортное положение при обратном движении поршня, отличающийся тем, что содержит дополнительную режущую секцию, выполненную симметрично относительно горизонтальной оси и повернутую в вертикальной плоскости, в нижней части корпуса оппозитно установлен дополнительный поршень, который взаимодействует с дополнительной режущей секцией, режущая секция и дополнительная режущая секция развернуты под углом вокруг оси перфоратора и смещены по вертикали друг относительно друга из условия перекрытия мертвой зоны перфорации, причем одноплечие рычаги выполнены в виде секторов с возможностью взаимодействия по сопряженным дугам окружности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123829A RU2682825C1 (ru) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123829A RU2682825C1 (ru) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2682825C1 true RU2682825C1 (ru) | 2019-03-21 |
Family
ID=65858603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018123829A RU2682825C1 (ru) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2682825C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2371569C1 (ru) * | 2008-04-01 | 2009-10-27 | Салават Анатольевич Кузяев | Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора |
RU100802U1 (ru) * | 2010-08-31 | 2010-12-27 | Дмитрий Васильевич Липин | Гидромеханический щелевой перфоратор |
RU2459932C1 (ru) * | 2011-02-08 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора |
RU2459933C1 (ru) * | 2011-02-14 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Гидромеханический щелевой перфоратор (варианты) |
-
2018
- 2018-06-30 RU RU2018123829A patent/RU2682825C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2371569C1 (ru) * | 2008-04-01 | 2009-10-27 | Салават Анатольевич Кузяев | Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора |
RU100802U1 (ru) * | 2010-08-31 | 2010-12-27 | Дмитрий Васильевич Липин | Гидромеханический щелевой перфоратор |
RU2459932C1 (ru) * | 2011-02-08 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора |
RU2459933C1 (ru) * | 2011-02-14 | 2012-08-27 | Пассербай Инк | Гидромеханический щелевой перфоратор (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2011135411A (ru) | Раздвижной расширитель-стабилизатор с шарошечными элементами | |
US9303494B2 (en) | Cutting unit of a hydromecanical slot perforator | |
US20090211812A1 (en) | Boring head method and boring head for a ground boring device | |
CA2524189A1 (en) | Downhole tool having radially extendable members | |
US9382782B2 (en) | Hydromechanical slot perforator (variants) | |
US9260945B2 (en) | Expandable and variable-length bullnose assembly for use with a wellbore deflector assembly | |
RU2009119177A (ru) | Активирующее устройство для скважинного инструмента | |
RU2682825C1 (ru) | Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора | |
US10253570B2 (en) | Extendable drilling tool | |
RU86654U1 (ru) | Перфоратор гидромеханический многощелевой режущего действия | |
RU2348797C1 (ru) | Перфоратор гидромеханический щелевой режущего действия | |
CA2913320C (en) | Expandable bullnose assembly for use with a wellbore deflector | |
CN109923279B (zh) | 分流阀 | |
AU2013394892B2 (en) | Expandable bullnose assembly for use with a wellbore deflector | |
EP1387037B1 (de) | Hydromechanischer bohrlochperforator | |
DE69311348T2 (de) | Verankerungsvorrichtung für bohrstangen | |
CA2501400C (en) | Device for installation of a profile liner in a well | |
RU2241822C1 (ru) | Устройство для щелевой перфорации обсаженных скважин | |
RU2389867C1 (ru) | Гидромеханический щелевой перфоратор | |
RU2730077C1 (ru) | Клиновой отклонитель | |
CN111042982B (zh) | 活塞式反复运动装置 | |
RU2766171C1 (ru) | Устройство для расширения труб в скважине | |
RU2039220C1 (ru) | Устройство для щелевой перфорации обсадной колонны | |
RU2228421C2 (ru) | Отклонитель регулируемый | |
RU2741903C1 (ru) | Режущий узел щелевого перфоратора |