RU55025U1

RU55025U1 - DRIVE PERFORATION DEVICES INTENDED FOR PUNCHING WELLS

Info

Publication number: RU55025U1
Application number: RU2006107592/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Кириллович Андреев; Константин Владимирович Андреев; Сергей Георгиевич Бакаев
Original assignee: Владимир Кириллович Андреев; Константин Владимирович Андреев; Сергей Георгиевич Бакаев
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2006-07-27

Abstract

Полезная модель относится к оборудованию для передачи вращения и осевых нагрузок от двигателя к режущему инструменту при перфорации обсадных колонн и пород продуктивных пластов скважин. Технический результат заключается в снижении вероятности излома гибкого вала при перфорации обсадной трубы и породы пласта. Сущность: Привод состоит из последовательно размещенных узла вращения - гидравлического двигателя (Д) 1, узла передачи вращения (УПВ) 2, дифференциального клапана (ДК) 3 и механизма (МОП) 4 осевого перемещения гибкого вала (ГВ) 5 с режущим инструментом (РИ)6 на его конце. УПВ 2 включает в себя соединенную с Д 1 посредством вала (В) 7 муфту (М) 8, состоящую из верхнего корпуса (ВК) 9, жестко связанного с В 7 Д 1, находящейся в зацеплении с ВК 9 в виде храпового механизма, подвижной в осевом направлении втулки 10, которая выполнена подпружиненной с помощью пружины (П)11 и нижнего корпуса 12. Усилие сжатия П11 регулируется гайкой 13. ДК 3 используется для регулирования давления и расхода рабочей жидкости и содержит корпус (К) 14 со сквозными радиальными каналами (РК) 15 и 16 для протока рабочей жидкости: перепускной РК 15 надпоршневой зоны, РК 16 из клапана. Внутри К 14 соосно установлена регулировочная втулка 17, а также - подпружиненный пружиной 18 поршень 19, размещенный в кольцевом пространстве между К 14 и указанной втулкой 17 и установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения и с возможностью открытия или перекрытия при этом одного из указанных РК 15 и 16. МОП 4 выполнен в виде размещенных в его корпусе 20 с возможностью осевого перемещения поршня 21 со штоком 22 и демпферной пружины 23, закрепленной на штоке 22. Причем нижний конец 24 штока 22 установлен с возможностью воздействия на ГВ 5 РИ 6. При этом М 8, ДК 3 и МОП 4 гидравлически сообщены друг с другом посредством сквозных каналов 25, 26, 27 соответственно. 1 н.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to equipment for transmitting rotation and axial loads from an engine to a cutting tool during perforation of casing strings and rocks of productive strata of wells. The technical result is to reduce the likelihood of a fracture of the flexible shaft during perforation of the casing and rock formation. Essence: The drive consists of sequentially placed rotation unit - hydraulic motor (D) 1, rotation transmission unit (UPV) 2, differential valve (DK) 3 and mechanism (MOS) 4 of the axial movement of the flexible shaft (GV) 5 with a cutting tool (RI ) 6 at its end. UPV 2 includes a coupling (M) 8 connected to D 1 via a shaft (B) 7, consisting of an upper housing (VK) 9, rigidly connected to B 7 D 1, which is engaged with VK 9 in the form of a ratchet mechanism, movable in the axial direction of the sleeve 10, which is spring-loaded with a spring (P) 11 and the lower housing 12. The compression force P11 is regulated by a nut 13. DK 3 is used to control the pressure and flow rate of the working fluid and contains a housing (K) 14 with through radial channels ( RK) 15 and 16 for the flow of the working fluid: bypass RK 15 nadporshnevo zone RK 16 from the valve. Inside K 14, an adjusting sleeve 17 is coaxially mounted, as well as a piston 19 spring-loaded by spring 18, located in the annular space between K 14 and said sleeve 17 and installed with the possibility of limited axial movement and with the possibility of opening or overlapping one of these RK 15 and 16. MOS 4 is made in the form placed in its housing 20 with the possibility of axial movement of the piston 21 with the rod 22 and the damper spring 23, mounted on the rod 22. Moreover, the lower end 24 of the rod 22 is installed with the possibility of impact on GV 5 R 6. In this case, M 8, DK 3 and 4, the MOS fluidly communicated with each other via through-channels 25, 26, 27, respectively. 1 n.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к оборудованию, предназначенному для вскрытия пластов путем создания перфорационных каналов в стенке скважины, в частности, к силовому приводу такого оборудования, и может быть использовано в горной и нефтедобывающей промышленности.The utility model relates to equipment intended for opening formations by creating perforation channels in the well wall, in particular, to the power drive of such equipment, and can be used in the mining and oil industries.

Привод предназначен для передачи вращения и осевых нагрузок от двигателя к режущему инструменту при перфорации обсадных колонн и пород продуктивных пластов нефтяных и газовых скважин с получением перфорационных каналов длинной 2 м и более под углом 80÷90° к оси скважины.The drive is designed to transmit rotation and axial loads from the engine to the cutting tool during perforation of casing strings and rocks of productive formations of oil and gas wells to obtain perforation channels of 2 m or more at an angle of 80 ÷ 90 ° to the axis of the well.

Также возможно применение данного привода в других механизмов, когда необходимо передать вращающий момент и осевую нагрузку режущему инструменту при больших углах перекоса (до 90°) между осями двигателя и режущего инструмента.It is also possible to use this drive in other mechanisms when it is necessary to transfer torque and axial load to the cutting tool at large skew angles (up to 90 °) between the axes of the engine and the cutting tool.

Известен привод устройства для вскрытия пласта [1], состоящий из общего для всех узлов корпуса; из узла вращения в виде гидравлического забойного двигателя; из узла передачи вращения в виде шарнирной передачи, передающий крутящий момент с вала двигателя через шлицевое соединение на режущий стержень; из закрепленного на радиальных подшипниках в шаровом шарнире механизма осевого перемещения режущего стержня, состоящего из подпружиненной управляющей втулки, находящейся в шлицевом зацеплении с корпусом и имеющей продольные вырезы для выхода режущего стержня.Known drive device for opening the formation [1], consisting of a common for all nodes of the body; from a rotation unit in the form of a downhole hydraulic motor; from a rotation transmission unit in the form of an articulated transmission, transmitting torque from the motor shaft through a spline connection to the cutting rod; from a mechanism of axial movement of the cutting rod fixed on radial bearings in a ball joint, consisting of a spring-loaded control sleeve, which is in spline engagement with the housing and having longitudinal cutouts for the output of the cutting rod.

Недостатком данного привода является то, что усилие прижатия режущего инструмента и частота вращения зависят от расхода The disadvantage of this drive is that the pressing force of the cutting tool and the speed depend on the flow

промывочной жидкости и перепада давления на сужаемом элементе, которые невозможно проконтролировать на поверхности.flushing fluid and pressure drop on the constricted element, which cannot be controlled on the surface.

При увеличении крутящего момента на режущем инструменте происходит торможение вращения вала гидравлического забойного двигателя и значит - к уменьшению расхода жидкости, что ведет к уменьшению перепада давления и, следовательно, к снижению усилия подачи. Таким образом, происходит переменный режим резания, а следовательно, и эффективность перфорации.With increasing torque on the cutting tool, the rotation of the shaft of the hydraulic downhole motor is braked, which means a decrease in fluid flow, which leads to a decrease in pressure drop and, consequently, to a decrease in the feed force. Thus, a variable cutting mode occurs, and consequently, the perforation efficiency.

Известен привод устройства для гибкой перфорации обсаженной скважины, включающий узел вращения в виде корпуса, в котором размещен гидроцилиндр двухстороннего действия с поршнем со штоком; узел передачи вращения в виде муфты, соединенной со штоком узла вращения посредством шлицевого соединения для передачи крутящего момента; установленный с возможностью вращения механизм подачи штанги гибкого вала с режущим инструментом, выполненный в виде двух гидроцилиндров, расположенных соосно друг за другом, в двухштоковых поршнях которых размещены радиальные гидроцилиндры двухстороннего действия, имеющие силовые поршни, на штоках которых закреплены опорные башмаки [2].A known device drive for flexible perforation of a cased hole, including a rotation unit in the form of a housing, in which a double-acting hydraulic cylinder with a piston with a rod is placed; a rotation transmission unit in the form of a coupling connected to the rod of a rotation unit via a spline connection for transmitting torque; a rotary feed mechanism for a flexible shaft rod with a cutting tool, made in the form of two hydraulic cylinders arranged coaxially one after the other, in two-piston pistons of which there are double-acting radial hydraulic cylinders having power pistons, on the rods of which support shoes are fixed [2].

Однако указанный известный привод характеризуется сложной конструкцией, что не гарантирует надежность работы. Кроме того, при использовании его в перфорационном устройстве не исключается аварийная ситуация, заключающаяся в изломе гибкого вала. Это объясняется тем, что осевая подача режущего инструмента и скорость его вращения имеют жесткую связь. Например, для сверления обсадной колонны подача режущего инструмента на один оборот вращения находится в пределах 0,01÷0,004 мм/об, а для горных пород 0,01÷0,6 мм/об, а в данном известном устройстве невозможно получить такую разницу в подаче.However, this known drive is characterized by a complex design, which does not guarantee reliable operation. In addition, when using it in a perforating device, an emergency situation consisting in breaking a flexible shaft is not excluded. This is because the axial feed of the cutting tool and its rotation speed have a rigid connection. For example, for drilling a casing string, the supply of a cutting tool per revolution is in the range of 0.01 ÷ 0.004 mm / rev, and for rocks of 0.01 ÷ 0.6 mm / rev, and in this known device it is impossible to obtain such a difference in serving.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по назначению и сущности является привод перфоратора, предназначенный для использования в способе глубокой перфорации обсаженных скважин [3].The closest to the proposed technical solution for the purpose and nature is the perforator drive, intended for use in the method of deep perforation of cased wells [3].

Указанный известный привод состоит из последовательно установленных узла вращения в виде гидравлического двигателя, узла передачи вращения в виде вала двигателя и механизма осевого перемещения гибкого вала с режущим инструментом на его конце.The specified known drive consists of sequentially installed rotation unit in the form of a hydraulic motor, a rotation transmission unit in the form of an engine shaft and an axial movement mechanism of a flexible shaft with a cutting tool at its end.

Недостатком указанного известного привода является то, что он не обеспечивает исключение излома гибкого вала при нестабильных параметрах нагрузки. Это объясняется тем, что осевая подача гибкого вала и режущей головки в известном приводе осуществляется с поверхности посредством каротажного кабеля, а усилие подачи зависит от перепада давления на гидравлическом двигателе. При увеличении перепада давления на двигателе увеличивается осевая нагрузка на каротажный кабель, и он вытягивается, что может привести к критическим нагрузкам на гибкий вал и режущую головку.The disadvantage of this known drive is that it does not ensure the exclusion of a fracture of the flexible shaft with unstable load parameters. This is because the axial feed of the flexible shaft and the cutting head in the known drive is carried out from the surface by means of a wireline cable, and the feed force depends on the pressure drop across the hydraulic motor. As the pressure drop across the motor increases, the axial load on the logging cable increases and it stretches, which can lead to critical loads on the flexible shaft and cutting head.

Кроме того, использование известного привода в перфораторе приводит в возникновению дополнительного нерегулируемого гидравлического сопротивления в канале гибкого вала, а высокие давления (более 30-40 атм.) на выходе рабочей жидкости из гидравлического двигателя приводят к снижению мощности двигателя и его КПД, и к снижению скорости вращения вала. В результате снижается эффективность работы всего устройства.In addition, the use of a known drive in a perforator leads to the emergence of an additional unregulated hydraulic resistance in the channel of the flexible shaft, and high pressures (more than 30-40 atm.) At the outlet of the working fluid from the hydraulic motor lead to a decrease in engine power and its efficiency and to shaft rotation speed. As a result, the overall device performance is reduced.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемой полезной моделью, заключается в снижении вероятности излома гибкого вала, как при перфорации обсадной трубы, так и породы пласта, за счет обеспечения стабильной, в пределах заданной, нагрузки на гибкий вал и режущий инструмент в процессе всего периода перфорации.The technical result provided by the proposed utility model is to reduce the likelihood of a fracture of the flexible shaft, both during perforation of the casing and the formation rock, by ensuring a stable, within the specified, load on the flexible shaft and cutting tool during the entire period of perforation.

Указанный технический результат достигается предложенным приводом перфорационного устройства, предназначенного для перфорации скважин, включающим последовательно установленные узел вращения в виде гидравлического двигателя, узел передачи вращения в виде вала двигателя и механизм осевого перемещения гибкого вала с режущим инструментом на его конце, при этом новым является то, что узел передачи вращения дополнительно содержит муфту, механически соединенную с валом двигателя, регулирующую передаваемый крутящий момент от двигателя к гибкому валу и режущему инструменту, а привод дополнительно снабжен управляемым гидравлическим дифференциальным клапаном для регулирования давления и расхода рабочей жидкости, установленным между муфтой и механизмом осевого перемещения, при этом муфта состоит из верхнего корпуса, жестко связанного с валом двигателя, и находящейся в зацеплении с этим корпусом в виде храпового механизма подвижной в осевом направлении втулки, которая выполнена подпружиненной, дифференциальный клапан содержит корпус со сквозными радиальными каналами для протока рабочей жидкости, внутри которого, соосно установлена регулировочная втулка, подпружиненный поршень, размещенный в кольцевом пространстве между корпусом и указанной втулкой и установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения и с возможностью открытия или перекрытия при этом одного из указанных радиальных каналов, при этом механизм осевого перемещения выполнен в виде размещенных в его корпусе с возможностью осевого перемещения поршня со штоком и демпферной пружины, закрепленной на штоке, причем нижний конец штока установлен с возможностью воздействия на гибкий вал режущего инструмента, при этом муфта, дифференциальный клапан и механизм осевого перемещения гидравлически сообщены друг с другом посредством сквозных каналов.The specified technical result is achieved by the proposed drive of a perforating device designed for perforating wells, including sequentially installed rotation unit in the form of a hydraulic motor, a rotation transmission unit in the form of an engine shaft and an axial movement mechanism of a flexible shaft with a cutting tool at its end, while the new one is that the rotation transmission unit further comprises a coupling mechanically connected to the motor shaft, which controls the transmitted torque from the engine to an easy shaft and a cutting tool, and the actuator is additionally equipped with a controllable hydraulic differential valve for regulating the pressure and flow rate of the working fluid, installed between the clutch and the axial movement mechanism, the clutch consisting of an upper housing rigidly connected to the motor shaft and engaged with it a housing in the form of a ratchet mechanism of an axially movable sleeve, which is spring-loaded, the differential valve comprises a housing with through radial channels for I am the flow of the working fluid, inside of which, an adjustment sleeve is coaxially mounted, a spring-loaded piston located in the annular space between the housing and the specified sleeve and installed with the possibility of limited axial movement and with the possibility of opening or closing one of the indicated radial channels, while the axial mechanism the movement is made in the form placed in its body with the possibility of axial movement of the piston with the rod and a damper spring mounted on the rod, and the lower end of the rod As installed with the possibility of impact on the flexible shaft of the cutting tool, the clutch, differential valve and axial movement mechanism are hydraulically communicated with each other through the through channels.

Приведенный технический результат обеспечивается за счет следующего.The technical result is provided due to the following.

Благодаря дополнительному введению в конструкцию узла передачи вращения муфты, состоящего из верхнего корпуса, жестко связанного с валом двигателя, и находящейся в зацеплении с этим корпусом в виде храпового механизма подвижной в осевом направлении втулки, которая выполнена подпружиненной, обеспечивается:Due to the additional introduction to the design of the transmission unit of rotation of the coupling, consisting of an upper housing rigidly connected to the motor shaft and meshed with this housing in the form of a ratchet axially-movable sleeve, which is spring loaded, it is provided:

- во-первых, передача крутящего момента от двигателя к гибкому валу и режущему инструменту только в одном направлении, что исключает передачу вращающего момента сверх допустимого на гибкий вал, что в свою очередь предотвращает его поломку;- firstly, the transmission of torque from the engine to the flexible shaft and the cutting tool in only one direction, which eliminates the transfer of torque beyond the allowable to the flexible shaft, which in turn prevents its breakdown;

- во-вторых, при превышении усилия вращения, передаваемого на муфту, сверх заданного (установленного), подвижная втулка за счет поджатия пружиной отжимается вниз зубьями верхнего корпуса, и выходит из шлицов нижнего корпуса и при этом происходит проворачивание верхней части корпуса относительно нижней. После устранения причин, создавших высокий крутящий момент (снижение нагрузки на режущий инструмент, снижение оборотов двигателя и т.п.), подвижная втулка снова входит в зацепление с верхним неподвижным корпусом и процесс передачи вращения на гибкий вал и режущий инструмент продолжается. Указанный процесс позволяет избежать перегрузок на гибкий вал и режущий инструмент, а значит исключить их поломку.- secondly, if the rotation force transmitted to the coupling is exceeded above a predetermined (installed) one, the movable sleeve is pressed down by the teeth of the upper case due to spring preload and leaves the slots of the lower case and at the same time the upper part of the case rotates relative to the lower one. After eliminating the causes of high torque (reducing the load on the cutting tool, reducing engine speed, etc.), the movable sleeve again engages with the upper stationary body and the transmission of rotation to the flexible shaft and cutting tool continues. This process avoids overloads on the flexible shaft and the cutting tool, and therefore eliminate their breakdown.

Размещение дифференциального клапана между муфтой и механизмом осевого перемещения позволяет регулировать осевое усиление, передаваемое на гибкий вал. При длине промывочного канала в гибком валу 2,5 м при движении рабочей жидкости возникает давление порядка 30 атм, а осевое усиление примерно 250 кГ, что значительно превышает технологически необходимое усилие для разрушения обсадной трубы (120÷140 кГ) и усиление для разрушения породы (50÷60 кГ).Placing a differential valve between the coupling and the axial movement mechanism allows you to adjust the axial gain transmitted to the flexible shaft. When the length of the flushing channel in the flexible shaft is 2.5 m, when the working fluid moves, a pressure of about 30 atm occurs, and the axial reinforcement is about 250 kg, which significantly exceeds the technologically necessary effort to break the casing (120 ÷ 140 kg) and the gain to destroy the rock ( 50 ÷ 60 kg).

Благодаря предложенному конструктивному выполнению дифференциального клапана обеспечивается снижение высокого осевого усилия до приемлемых величин, т.к при превышении давления внутри клапана сверх необходимого, например, 10 атм, поршень клапана перемещается вверх и открывает нижнее перепускное радиальное отверстие (канал) в корпусе клапана, излишки рабочей жидкости сбрасываются через это отверстие, в результате чего давление внутри клапана падает и пружина возвращает поршень обратно.Thanks to the proposed design of the differential valve, a high axial force is reduced to acceptable values, because when the pressure inside the valve exceeds the required pressure, for example, 10 atm, the valve piston moves up and opens the lower bypass radial hole (channel) in the valve body, excess working fluids are discharged through this hole, as a result of which the pressure inside the valve drops and the spring returns the piston back.

Благодаря предложенному конструктивному выполнению механизма осевого перемещения гибкого вала, в совокупности с другими узлами привода, также обеспечивается передача на гибкий вал только требуемого (запланированного) осевого усилия, что исключает излом гибкого вала. Введение в конструкцию указанного механизма демпферной пружины позволяет за счет ее сжатия регулировать величину осевого усилия в зависимости от вида материала, на который воздействует режущий инструмент: металл обсадной трубы или порода пласта.Due to the proposed structural embodiment of the mechanism of axial movement of the flexible shaft, in combination with other drive units, only the required (planned) axial force is transmitted to the flexible shaft, which eliminates the kink of the flexible shaft. Introduction to the design of the indicated mechanism of the damper spring allows, due to its compression, to regulate the value of the axial force depending on the type of material that the cutting tool acts on: casing metal or formation rock.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что все указанные отличительные признаки полезной модели работают на достижение поставленного технического результата.Based on the foregoing, we can conclude that all these distinguishing features of a utility model work to achieve the technical result.

Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена общая компоновка заявляемого привода; на фиг.2 - конструкция муфты узла передачи вращения; на фиг.3 - конструкция дифференциального клапана; на фиг.4 - конструкция механизма осевого перемещения.The proposed utility model is illustrated by drawings, where figure 1 shows the General layout of the inventive drive; figure 2 - design of the coupling node of the transmission of rotation; figure 3 - design of the differential valve; figure 4 - design of the axial movement mechanism.

Предлагаемый привод перфоратора состоит, из последовательно размещенных, узла вращения - гидравлического двигателя 1, узла передачи вращения 2, дифференциального клапана 3 и механизма 4 осевого перемещения гибкого вала 5 с режущим инструментом 6 на его конце.The proposed drive of the hammer drill consists of sequentially placed rotation unit - hydraulic motor 1, rotation transmission unit 2, differential valve 3 and axial movement mechanism 4 of flexible shaft 5 with cutting tool 6 at its end.

Узел передачи вращения 2 включает в себя соединенную с двигателем 1 посредством вала 7 муфту 8, состоящую из верхнего корпуса 9, жестко связанного с валом 7 двигателя 1, находящейся в зацеплении с корпусом 9 в виде храпового механизма, подвижной в осевом направлении втулки 10, которая выполнена подпружиненной с помощью пружины 11 и нижнего корпуса 12. Усилие сжатия пружины 11 регулируется гайкой 13. Дифференциальный гидравлический клапан 3 используется для регулирования давления и расхода рабочей жидкости и содержит корпус 14 со сквозными радиальными каналами 15 и 16 для протока рабочей жидкости: перепускной канал 15 надпоршневой зоны, перепускной канал 16 из клапана. Внутри корпуса 14 соосно установлена регулировочная втулка 17, а также - подпружиненный пружиной 18 поршень 19, размещенный в кольцевом пространстве между корпусом 14 и указанной втулкой 17 и установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения и с возможностью открытия или перекрытия при этом одного из указанных каналов 15 и 16.The rotation transmission unit 2 includes a coupling 8 connected to the engine 1 by means of a shaft 7, consisting of an upper housing 9 rigidly connected to the shaft 7 of the engine 1, which is engaged with the housing 9 in the form of a ratchet mechanism, axially movable in the sleeve 10, which spring-loaded by means of a spring 11 and a lower housing 12. The compression force of the spring 11 is regulated by a nut 13. The differential hydraulic valve 3 is used to control the pressure and flow of the working fluid and contains a housing 14 with through radial mi channels 15 and 16 for the flow of the working fluid: bypass channel 15 of the over-piston zone, the bypass channel 16 of the valve. An adjusting sleeve 17 is coaxially installed inside the housing 14, as well as a piston 19 spring-loaded with a spring 18, located in the annular space between the housing 14 and the specified sleeve 17 and installed with the possibility of limited axial movement and with the possibility of opening or overlapping one of these channels 15 and 16.

Механизм 4 осевого перемещения выполнен в виде размещенных в его корпусе 20 (корпус 20 может состоять из 3-х частей) с возможностью осевого перемещения поршня 21 со штоком 22 и демпферной пружины 23, закрепленной на штоке 22. Причем нижний конец 24 штока 22 установлен с возможностью воздействия на гибкий вал 5 режущего инструмента 6. При этом муфта 8, дифференциальный клапан 3 и механизм 4 осевого перемещения гидравлически сообщены друг с другом посредством сквозных каналов 25, 26, 27 соответственно.The axial movement mechanism 4 is made in the form placed in its housing 20 (the housing 20 may consist of 3 parts) with the possibility of axial movement of the piston 21 with the rod 22 and the damper spring 23, mounted on the rod 22. Moreover, the lower end 24 of the rod 22 is installed with the possibility of impact on the flexible shaft 5 of the cutting tool 6. In this case, the coupling 8, the differential valve 3 and the axial movement mechanism 4 are hydraulically connected to each other through the through channels 25, 26, 27, respectively.

Перфорационное устройство, оборудованное предлагаемым приводом, работает следующим образом.A perforating device equipped with the proposed drive operates as follows.

Устройство спускается в скважину с установкой режущего инструмента 6 в интервале перфорации, положение всего устройства в обсадной колонне фиксируется, например, якорем. Далее запускается двигатель 1 привода устройства, с узла подачи 28 в него подается рабочая The device descends into the well with the installation of the cutting tool 6 in the perforation interval, the position of the entire device in the casing is fixed, for example, by an anchor. Next, the device drive motor 1 is started, from the feed unit 28, a working

жидкость (промывочная, смазывающе-охлаждающая) с определенным расходом. При этом обеспечивается вращение вала 7 и муфты 8, далее крутящий момент передается через клапан 3 и механизм 4 осевого перемещения на штангу 29, гибкий вал 5 и режущий инструмент 6. При этом, проходя через каналы 25, 26 и 27, рабочая жидкость попадает в надпоршневую камеру механизма 4 осевого перемещения и воздействует на поршень 21, который своим штоком 22 создает необходимую осевую нагрузку на режущий инструмент 6. По мере разрушения обсадной колонны и породы шток 22 перемещается вниз на необходимую длину, сообщая осевое перемещение режущему инструменту 6. Для исключения резких изменений осевой нагрузки на режущий инструмент 6 в механизме 4 осевой нагрузки имеется демпферная пружина 23, которая принимает на себя и стабилизирует перепады осевых нагрузок. Кроме этого она используется для создания дополнительной осевой нагрузки на режущий инструмент 6, т.к. при сверлении обсадных труб нагрузка на режущий инструмент 6 в два раза больше, чем при сверлении в породах.liquid (flushing, lubricating-cooling) with a certain flow rate. This ensures the rotation of the shaft 7 and the coupling 8, then the torque is transmitted through the valve 3 and the axial movement mechanism 4 to the rod 29, the flexible shaft 5 and the cutting tool 6. At the same time, passing through the channels 25, 26 and 27, the working fluid enters the supra-piston chamber of the axial displacement mechanism 4 acts on the piston 21, which with its rod 22 creates the necessary axial load on the cutting tool 6. As the casing and rock are destroyed, the rod 22 moves down to the required length, informing the axial movement of the cutting tool Entente 6. To prevent sharp changes in the axial load on the cutting tool 6 in the mechanism 4 of the axial load there is a damper spring 23, which takes over and stabilizes the differences in axial loads. In addition, it is used to create additional axial load on the cutting tool 6, because when drilling casing pipes, the load on the cutting tool 6 is two times greater than when drilling in rocks.

При стабильном и заданном крутящем моменте муфта 8 передает этот момент далее, но при увеличении крутящего момента сверх установленного за счет поджатия подвижной втулки 10 пружиной 11, втулка 10 храпового механизма отжимается вниз зубьями зацепления 30 и выходит из шлицов (на чертеже не показаны) нижнего корпуса 12 и при этом происходит проворачивание верхнего корпуса 9 относительно ниже расположенных конструктивных узлов.With a stable and predetermined torque, the clutch 8 transmits this moment further, but when the torque increases above that set by compressing the movable sleeve 10 by the spring 11, the ratchet sleeve 10 is pressed down by the engagement teeth 30 and leaves the slots (not shown) of the lower case 12 and at the same time, the upper housing 9 is rotated relative to the lower located structural units.

После устранения причин, создавших высокий крутящий момент подвижная втулка 10 снова входит в зацепление с верхним корпусом 9 и вращение передается на режущий инструмент 6.After eliminating the causes of high torque, the movable sleeve 10 is again engaged with the upper housing 9 and the rotation is transmitted to the cutting tool 6.

Учитывая, что дифференциальный клапан 3 предназначен для регулирования давления и расхода жидкости, то при повышении давления внутри него сверх установленного, поршень 19 клапана 3 перемещается вверх и открывает перепускной канал 16, через который излишки рабочей Given that the differential valve 3 is designed to control the pressure and flow rate, then when the pressure inside it exceeds the set pressure, the piston 19 of the valve 3 moves up and opens the bypass channel 16, through which the excess working

жидкости сбрасываются из внутренней полости демпфера наружу, за счет чего давление внутри клапана 3 падает, и благодаря пружине 18 поршень 19 возвращается в прежнее положение и работа по перфорации продолжается.liquids are discharged from the inner cavity of the damper to the outside, due to which the pressure inside the valve 3 drops, and thanks to the spring 18, the piston 19 returns to its previous position and the work on perforation continues.

Когда длина хода штока 22 механизма 4 осевого перемещения будет выбрана (т.е. сверление осуществлено на необходимую глубину), осуществляется перезарядка всего перфорационного устройства опусканием корпуса 20 вниз с учетом нового интервала перфорации.When the stroke length of the rod 22 of the axial displacement mechanism 4 is selected (i.e., drilling is carried out to the required depth), the entire perforation device is recharged by lowering the housing 20 downwards taking into account the new perforation interval.

В результате того, что все узлы и механизмы заявляемого привода работают на обеспечение стабильных параметров вращения и осевого перемещения гибкого вала 5 с режущим инструментом 6, практически исключается излом вала и заклинивание режущего инструмента.As a result of the fact that all the nodes and mechanisms of the inventive drive work to ensure stable rotation and axial movement of the flexible shaft 5 with the cutting tool 6, the shaft break and jamming of the cutting tool are practically eliminated.

Источник информации:The source of information:

1. Патент РФ №2145663, кл. Е 21 В 43/11, от 1997 г.1. RF patent No. 2145663, cl. E 21 B 43/11, 1997

2. Патент РФ №2109129, кл. Е 21 В 43/11, от 1996 г.2. RF patent No. 2109129, cl. E 21 B 43/11, 1996

3. Патент РФ №2190089, кл. Е 21 В 43/112, от 2001 г.3. RF patent No. 2190089, cl. E 21 B 43/112, 2001

Claims

A drive of a perforating device for perforating wells, including a rotationally mounted rotational unit in the form of a hydraulic motor, a rotational transmission unit in the form of an engine shaft and an axial movement mechanism of a flexible shaft with a cutting tool at its end, characterized in that the rotational transmission unit further comprises a coupling, mechanically connected to the motor shaft, regulating the transmitted torque from the engine to the flexible shaft and the cutting tool, and the drive is additionally equipped with a hydraulic differential valve for regulating the pressure and flow rate of the working fluid, installed between the coupling and the axial movement mechanism, the coupling consisting of an upper housing rigidly connected to the motor shaft and meshed with this housing in the form of a ratchet mechanism of an axially movable sleeve , which is made spring-loaded, the differential valve comprises a housing with through radial channels for the flow of the working fluid, inside of which, coaxially installed roving sleeve, spring-loaded piston located in the annular space between the housing and the specified sleeve and installed with the possibility of limited axial movement and with the possibility of opening or overlapping with one of these radial channels, while the axial movement mechanism is made in the form placed in its body with axial movement of the piston with the rod and a damper spring mounted on the rod, and the lower end of the rod is installed with the possibility of impact on the flexible shaft of the cutting tool ment, the clutch mechanism of differential valve and axially displaceable hydraulically communicated with one another via through channels.