RU82760U1

RU82760U1 - PIPE PUNCHING DEVICE

Info

Publication number: RU82760U1
Application number: RU2008142509/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Петрович Пасечник; Валерий Иванович Ковалев; Евгений Петрович Молчанов; Анатолий Степанович Коряков; Пётр Васильевич Гаценко
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз- геофизика"
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2009-05-10

Abstract

Устройство для прокалывания трубы, содержащее корпус, поршень со штоком и со срезными штифтами, выдвижные опоры, гидросистему, соединяющую подштоковую полость с полостями под выдвижными опорами и со сливной полостью через дросселирующее отверстие, окна для входа скважинной жидкости, воздействующей на поршень, головку в верхней части корпуса для спуска устройства в скважину, прокалывающий инструмент, оппозитный опорам, отличающееся тем, что инструмент жестко закреплен на корпусе посредине между выдвижными опорами равного диаметра и защищен упругой рессорой с отверстием для прохода инструмента, в дросселирующем отверстии установлена герметичная пробка со срезными штифтами, рассчитанными на срез после прокола трубы инструментом.A device for piercing a pipe, comprising a housing, a piston with a rod and with shear pins, retractable bearings, a hydraulic system connecting the sub-rod cavity to the cavities under the retractable bearings and with a drain cavity through a throttling hole, openings for entering the well fluid acting on the piston, the head in the upper parts of the housing for lowering the device into the well, a piercing tool, opposed to the supports, characterized in that the tool is rigidly mounted on the housing in the middle between the sliding supports of equal diameter and it is searched for by an elastic spring with an opening for the passage of the tool, in the throttling hole there is a sealed plug with shear pins designed to cut after the tool puncture the pipe.

Description

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована при ремонтных работах в скважине.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used for repair work in the well.

Известны различные устройства для прокалывания труб в нефтяной и газовой промышленности, содержащие прокалывающий инструмент и силовой механизм для воздействия на него (см. статью «Гидромониторная перфорационная система» в журнале «Нефть, газ и нефтехимия за рубежом». Переводное издание журнала США, 1991, №6, с.51-52. Патенты СССР №1446974, 2069740, 2129655; патент США 2381929).There are various devices for piercing pipes in the oil and gas industry, containing a piercing tool and a power mechanism to act on it (see the article "Hydromonitor perforation system" in the journal "Oil, gas and petrochemicals abroad. Translated edition of the journal US, 1991, No. 6, pp. 51-52. USSR patents No. 1446974, 2069740, 2129655; US patent 2381929).

Наиболее близким аналогом предложенному устройству является устройство для прокалывания трубы, содержащее корпус, поршень со штоком и со срезными штифтами, выдвижные опоры, гидросистему, соединяющую подштоковую полость с выдвижными опорами со сливной полостью через дросселирующее отверстие, окна для входа скважинной жидкости, воздействующей на поршень, головку в верхней части корпуса для спуска устройства в скважину, прокалывающий инструмент, оппозитный опорам (см. Перфоратор механический с пробойником ПМП-112. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ПМП 112.00.000ТО». Краснодар, НИИКРнефть, 1990 г.).The closest analogue to the proposed device is a device for piercing a pipe, comprising a housing, a piston with a rod and with shear pins, retractable bearings, a hydraulic system connecting the sub-rod cavity with retractable supports with a drain cavity through a throttling hole, windows for entering the borehole fluid acting on the piston, a head in the upper part of the housing for lowering the device into the well, a piercing tool, opposed supports (see. Mechanical punch with a punch PMP-112. Technical description and and operation manual. PMP 112.00.000TO ". Krasnodar, NIIKRneft, 1990).

Недостатками прототипа является:The disadvantages of the prototype is:

- сложность конструкции, приводящая к постоянным поломкам ее деталей;- the complexity of the design, leading to permanent breakdowns of its parts;

- заклинивания и не возвраты поршня, на котором закреплен прокалывающий инструмент из-за перекосов инструмента, поршня и корпуса в процессе прокалывания. Заклинивания и не возвраты создают аварийную ситуацию из-за невозможности извлечения устройства из скважины;- jamming and non-return of the piston on which the piercing tool is fixed due to distortions of the tool, piston and housing during piercing. Jams and non-returns cause an emergency due to the inability to remove the device from the well;

- дросселирующее отверстие работает нестабильно: иногда оно срабатывает раньше прокола трубы, в результате чего прокол не состоится; иногда оно срабатывает позже, и тогда разрываются резиновые кольца на поршнях, повреждаются опоры, а иногда разрываются даже трубы.- the throttling hole is unstable: sometimes it triggers before the pipe is punctured, as a result of which the puncture will not take place; sometimes it fires later, and then the rubber rings on the pistons break, the bearings are damaged, and sometimes even the pipes break.

Задачей полезной модели является создание устройства, лишенного указанных недостатков.The objective of the utility model is to create a device devoid of these disadvantages.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного устройства, является надежность работы устройства без перекосов и без заклинивания поршней, без поломок инструмента, надежное дросселирование рабочей жидкости в гидросистеме.The technical result achieved by using the proposed device is the reliability of the device without distortions and without jamming of the pistons, without breakage of the tool, reliable throttling of the working fluid in the hydraulic system.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для прокалывания трубы, содержащем корпус, поршень со штоком и со срезными штифтами, выдвижные опоры, гидросистему, соединяющую подштоковую полость с полостями под выдвижными опорами The specified technical result is achieved in that in a device for piercing a pipe containing a housing, a piston with a rod and with shear pins, retractable bearings, a hydraulic system connecting the sub-rod cavity with cavities under the retractable bearings

и со сливной полостью через дросселирующее отверстие, окна для входа скважинной жидкости, воздействующей на поршень, головку в верхней части корпуса для спуска устройства в скважину, прокалывающий инструмент, оппозитный опорам, согласно полезной модели, инструмент жестко закреплен на корпусе посредине между выдвижными опорами равного диаметра и защищен упругой рессорой с отверстием для прохода инструмента, в дросселирующем отверстии установлена герметичная пробка со срезными штифтами, рассчитанными на срез после прокола трубы инструментом.and with a drain cavity through the throttling hole, the window for the entrance of the borehole fluid acting on the piston, the head in the upper part of the housing for lowering the device into the well, a piercing tool, opposed supports, according to a utility model, the tool is rigidly fixed to the housing in the middle between sliding supports of equal diameter and protected by an elastic spring with an opening for the passage of the tool, a sealed plug with shear pins designed for shear after puncture of the instrument pipe is installed in the throttle hole cop.

Жесткое закрепление инструмента на корпусе полностью исключает его неустойчивое базирование на движущемся поршне, подверженном перекосам и заклиниваниям, приводящим к поломкам инструмента и к авариям в скважине. Благодаря этому инструмент, закрепленный жестко на корпусе, не имеет движущегося поршня, в связи с чем работает надежно, без перекосов, без заклиниваний и без поломок.Rigid fastening of the tool on the housing completely eliminates its unstable base on a moving piston, subject to distortions and jamming, leading to breakage of the tool and to accidents in the well. Due to this, the tool, fixed rigidly to the body, does not have a moving piston, and therefore it works reliably, without distortions, without jamming and without breakage.

Расположение инструмента посредине между опорами равного диаметра обеспечивает равенство сил на опорах и равномерное без перекосов перемещение корпуса вдоль оси инструмента в процессе врезания инструмента в прокалываемую трубу за счет перемещения корпуса совместно с закрепленным на нем инструментом к стенке трубы с последующим прижимом к стенке. Отсутствие перекосов в процессе врезания инструмента в трубу обеспечивает отсутствие поломок инструмента.The arrangement of the tool in the middle between the supports of equal diameter ensures that the forces on the supports are equal and the body moves uniformly along the axis of the tool during cutting the tool into the pipe being pierced by moving the body together with the tool fixed to it against the pipe wall and then pressing it against the wall. The absence of distortions in the process of cutting the tool into the pipe ensures that the tool does not break.

Защита инструмента упругой рессорой предохраняет его от зацепов о стенки и муфты труб и поломок при спуске и подъеме устройства в скважину и из скважины.Protecting the tool with an elastic spring protects it from hooks on the walls and pipe couplings and breakdowns when lowering and lifting the device into and out of the well.

Выполнение на рессоре отверстия для прохода инструмента обеспечивает возможность свободного прохода инструмента через рессору при его врезании в стенку трубы. При этом упругая рессора, деформируясь, прижимается к корпусу по мере входа инструмента в стенку трубы.The execution on the spring of the hole for the passage of the tool allows free passage of the tool through the spring when it is inserted into the pipe wall. In this case, the elastic spring, deforming, is pressed against the body as the tool enters the pipe wall.

Расположение в дросселирующем отверстии герметичной пробки со срезными штифтами, рассчитанными на срез после прокола трубы инструментом, обеспечивает срез штифтов, уход пробки в сливную полость и резкое уменьшение давления рабочей жидкости сразу же после прокола трубы, когда давление рабочей жидкости начинает повышаться. В этом случае обеспечивается отсутствие повреждения уплотнительных резиновых колец на опорах, на поршне и на штоке. Обеспечивается также отсутствие повреждения стенок гидросистемы, а также отсутствие повреждений стенок прокалываемой трубы опорами и корпусом устройства.The location in the throttling hole of the sealed plug with shear pins designed to cut after a pipe puncture with a tool ensures that the pins are cut, the plug goes into the drain cavity and a sharp decrease in the working fluid pressure immediately after the pipe puncture, when the working fluid pressure begins to increase. In this case, there is no damage to the rubber sealing rings on the bearings, on the piston and on the rod. It also ensures the absence of damage to the walls of the hydraulic system, as well as the absence of damage to the walls of the pipe being pierced by the supports and the housing of the device.

Запланированный технический результат полностью подтверждается.The planned technical result is fully confirmed.

Предложенное устройство для прокалывания трубы показано на чертеже, где на фиг.1 изображен его продольный разрез, а на фиг.2 - вид А (на фиг.1).The proposed device for piercing a pipe is shown in the drawing, where Fig. 1 shows a longitudinal section thereof, and Fig. 2 is a view A (in Fig. 1).

Устройство содержит корпус 1, поршень 2 со штоком 3 и со срезными штифтами 4, выдвижные опоры 5, гидросистему, соединяющую полость 6 под штоком 3 с полостями 7 и 8 The device comprises a housing 1, a piston 2 with a rod 3 and with shear pins 4, retractable bearings 5, a hydraulic system connecting the cavity 6 under the rod 3 with cavities 7 and 8

под выдвижными опорами 5 и со сливной полостью 9 через дросселирующее отверстие 10, окна 11 для входа скважинной жидкости, воздействующей на поршень 2, головку 12 в верхней части корпуса 1 для спуска устройства в скважину, прокалывающий инструмент 13, оппозитный опорам 5. Инструмент 13 жестко закреплен на корпусе 1 посредине между выдвижными опорами 5 равного диаметра и защищен упругой рессорой 14 с отверстием 15 для прохода инструмента 13, в дросселирующем отверстии 10 установлена герметичная пробка 16 со срезными штифтами 17, рассчитанными на срез после прокола трубы инструментом 13.under the sliding supports 5 and with the drain cavity 9 through the throttling hole 10, the window 11 for entering the well fluid acting on the piston 2, the head 12 in the upper part of the housing 1 for lowering the device into the well, the piercing tool 13, the opposite supports 5. The tool 13 is rigid mounted on the housing 1 in the middle between the sliding supports 5 of equal diameter and protected by an elastic spring 14 with a hole 15 for the passage of the tool 13, in the throttling hole 10 there is a sealed plug 16 with shear pins 17 designed for cutting e puncture instrument tube 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В зависимости от глубины спуска устройства рассчитывают величину диаметров срезных штифтов 4 и 17 и устанавливают их в гнезда поршня 2 и пробки 16.Depending on the depth of descent of the device, the diameters of the shear pins 4 and 17 are calculated and installed in the piston nests 2 and plugs 16.

Затем устройство опускают в скважину на заданную глубину. При достижении заданной глубины скважинное давление на поршень 2 создает усилие, достаточное для среза штифтов 4. После среза штифтов 4 происходит ударное воздействие штока 3 на рабочую жидкость в полости 6. Возникает гидроудар. Это ударное давление мгновенно распространяется в полости 7 и 8. Опоры 5 выходят из корпуса 1, а корпус 1 двигается в обратную сторону параллельно оси инструмента 13. Движение корпуса 1 совместно с инструментом 13 обеспечивает прокол стенки трубы инструментом 13. Упругая рессора 14, защищающая инструмент 13 от поломок при спуске и подъеме устройства, в процессе прокола стенки трубы инструментом 13 сжимается до упора в корпус 1, а инструмент 13 проходит через отверстие 15 рессоры 14. Опоры 5 упираются в противоположную стенку трубы, обеспечивая базирование корпуса 1 без его перекосов.Then the device is lowered into the well to a predetermined depth. Upon reaching a predetermined depth, the borehole pressure on the piston 2 creates a force sufficient to cut off the pins 4. After cutting the pins 4, the impact of the rod 3 on the working fluid in the cavity 6 occurs. Hydraulic shock occurs. This shock pressure instantly spreads in the cavities 7 and 8. The supports 5 exit the housing 1, and the housing 1 moves in the opposite direction parallel to the axis of the tool 13. The movement of the housing 1 together with the tool 13 provides a puncture of the pipe wall with the tool 13. An elastic spring 14 protecting the tool 13 from breakdowns during the descent and lifting of the device, during the puncture of the pipe wall, the tool 13 is compressed all the way into the housing 1, and the tool 13 passes through the hole 15 of the spring 14. The supports 5 abut against the opposite wall of the pipe, providing Ie housing 1 without distortions.

Как только инструмент 13 до конца проколет отверстие в стенке трубы, а корпус 1 при этом упрется в эту же стенку, давление в гидросистеме резко возрастает. Это приводит к увеличению силы воздействия рабочей жидкости на пробку 16, в результате чего пробка 16 срезает штифты 17 и улетает в сливную полость 9. Давление рабочей жидкости в полостях 6, 7, 8 мгновенно падает. Никаких повреждений повышенное давление не успевает нанести. При низком давлении рабочей жидкости скважинное давление возвращает опоры 5 в исходное состояние, а упругая рессора 14 отжимает корпус 1 от стенки трубы. После этого устройство можно извлекать на поверхность.As soon as the tool 13 pierces the hole in the pipe wall to the end, and the housing 1 rests against the same wall, the pressure in the hydraulic system increases sharply. This leads to an increase in the force of action of the working fluid on the plug 16, as a result of which the plug 16 cuts off the pins 17 and flies into the drain cavity 9. The pressure of the working fluid in the cavities 6, 7, 8 instantly drops. The pressure does not have time to cause any damage. At a low pressure of the working fluid, the borehole pressure returns the bearings 5 to their original state, and the elastic spring 14 presses the housing 1 away from the pipe wall. After that, the device can be removed to the surface.

Дросселирование рабочей жидкости обеспечивает свою защитную роль.The throttling of the working fluid provides its protective role.

Никаких перекосов, заклиниваний и поломок не наступает ни в работе, ни при транспортировке устройства, как и предусмотрено в техническом результате.No distortions, jamming or breakdowns occur either during operation or during transportation of the device, as provided for in the technical result.

После извлечения устройства на поверхность, его переналаживают на работу в следующей скважине, установив новые штифты 4 и 17 после расчета их диаметров.After removing the device to the surface, it is re-set to work in the next well by installing new pins 4 and 17 after calculating their diameters.

Claims

A device for piercing a pipe, comprising a housing, a piston with a rod and with shear pins, retractable bearings, a hydraulic system connecting the sub-rod cavity with cavities under the retractable bearings and with a drain cavity through a throttling hole, windows for entering the borehole fluid acting on the piston, the head in the upper parts of the housing for lowering the device into the well, a piercing tool, opposed supports, characterized in that the tool is rigidly mounted on the housing in the middle between the sliding supports of equal diameter and it is searched for by an elastic spring with an opening for the passage of the tool, in the throttling hole there is a sealed plug with shear pins designed for shear after the pipe is punctured with a tool.