RU88064U1

RU88064U1 - PUNCHING PUNCHES

Info

Publication number: RU88064U1
Application number: RU2009125757/22U
Authority: RU
Inventors: Салават Анатольевич Кузяев
Original assignee: Салават Анатольевич Кузяев
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2009-10-27

Abstract

1. Прокалывающий перфоратор, содержащий корпус с каналами для подвода рабочей жидкости, поршень, который выполнен с отверстиями для прохода рабочей жидкости в зону перфорации и снабжен возвратными пружинами и породоразрушающими инструментами, направляющие для поршня, отличающийся тем, что в корпусе дополнительно установлен цилиндр-фиксатор, поршень размещен в цилиндре-фиксаторе, цилиндр-фиксатор выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса и снабжен возвратными пружинами и направляющими для поршня, поршень выполнен с возможностью перемещения относительно цилиндра-фиксатора по направляющим, на внешней поверхности цилиндра-фиксатора выполнены элементы зацепления. ! 2. Прокалывающий перфоратор по п.1, отличающийся тем, что в качестве элементов зацепления используют зубцы. ! 3. Прокалывающий перфоратор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поворотное устройство.1. A piercing punch containing a housing with channels for supplying a working fluid, a piston that is made with holes for the passage of the working fluid into the perforation zone and is equipped with return springs and rock cutting tools, guides for the piston, characterized in that the cylinder has an additional locking cylinder , the piston is placed in the retainer cylinder, the retainer cylinder is movable relative to the housing and is equipped with return springs and piston guides, the piston is made with ozhnostyu movable relative to a latch on the guide cylinder, on the outer surface of the cylinder lock engaging elements are made. ! 2. Puncture punch according to claim 1, characterized in that the teeth are used as engagement elements. ! 3. Puncture punch according to claim 1, characterized in that it further comprises a rotary device.

Description

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к конструкциям механических перфораторов, предназначенных для вторичного вскрытия нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to the oil and gas industry, namely, to designs of mechanical perforators designed for the secondary opening of oil and gas wells.

Известен импульсный гидравлический перфоратор, который состоит из нескольких узлов и секций. Нижняя секция выполнена в виде гидравлического фиксатора-центратора с выдвижными при повышении давления штоками. В средней и верхней секциях выполнены радиальные каналы с размещенными в них узлами генератора импульсов давления, последний выполнен в виде вала и турбинок. Турбинки связаны с валом в средней части генератора. На концах валов закреплены плоские кулачки, которые контактируют с дисками. Диски представляют собой элемент открытия-закрытия эксцентричных боковых отверстий. В боковых отверстиях дисков размещены насадки (Патент на изобретение RU №2061847, МПК Е21В 43/114, опубл. 10.06.1996).Known pulsed hydraulic rotary hammer, which consists of several nodes and sections. The lower section is made in the form of a hydraulic clamp-centralizer with retractable rods with increasing pressure. In the middle and upper sections, radial channels are made with the pressure pulse generator units located in them; the latter is made in the form of a shaft and turbines. The turbines are connected to the shaft in the middle of the generator. At the ends of the shafts are fixed flat cams that are in contact with the discs. Disks are an element of opening and closing of eccentric side holes. Nozzles are placed in the side openings of the disks (Patent for invention RU No. 2061847, IPC ЕВВ 43/114, publ. 06/10/1996).

Известен скважинный прибор, содержащий режущий инструмент, установленный в корпусе с возможностью выдвижения с помощью узла подачи режущего инструмента к стенке скважины и вращения с помощью узла вращения и узла передачи вращения режущему инструменту. Прибор также включает механизм фиксации корпуса прибора в скважине, выполненный в виде верхней и нижней опор. Скважинный прибор дополнительно снабжен размещенными в корпусе и функционально совмещенными друг с другом узлом гидроаккумуляции и контроля перемещения с гидроцилиндрами для принудительного возвращения режущего инструмента и механизма фиксации в исходное состояние, узлом электрогидроавтоматики с электромагнитными клапанами для обеспечения подзарядки гидроцилиндров узла гидроаккумуляции, гидротермокомпенсатором давления для разгружения корпуса от гидростатического давления в скважине. Привод узла подачи режущего инструмента выполнен с гидроцилиндрами и магистралями. Режущий инструмент выполнен с возможностью его выдвижения при срабатывании электромагнитного клапана и поступления рабочей жидкости в гидроцилиндры механизма фиксации и привода узла подачи режущего инструмента и последующего возврата с механизмом фиксации в исходное состояние после сброса давления в приводе узла подачи режущего инструмента. Верхняя и нижняя опоры выполнены с возможностью прижатия прибора к стенке скважины со стороны выхода режущего инструмента (Патент на изобретение RU №2277166, МПК Е21В 43/112, опубл. 27.05.2006).Known downhole tool containing a cutting tool mounted in the housing with the possibility of extension using the feed unit of the cutting tool to the wall of the well and rotation using the rotation unit and the transmission unit of rotation of the cutting tool. The device also includes a mechanism for fixing the body of the device in the well, made in the form of upper and lower supports. The downhole tool is additionally equipped with a hydraulic accumulation and displacement control unit located in the housing and functionally controlled with each other with hydraulic cylinders to force the cutting tool and the locking mechanism to return to its original state, electrohydroautomatics unit with solenoid valves to ensure the hydraulic cylinders of the hydraulic accumulation unit are recharged, and the hydraulic pressure compensator is used to relieve pressure hydrostatic pressure in the well. The drive of the cutting tool feed unit is made with hydraulic cylinders and highways. The cutting tool is made with the possibility of its extension when the electromagnetic valve is activated and the working fluid enters the hydraulic cylinders of the fixing mechanism and the drive of the cutting tool supply unit and subsequent return with the fixing mechanism to its original state after depressurizing the drive of the cutting tool supply unit. The upper and lower supports are arranged to press the device against the well wall from the exit side of the cutting tool (Patent for invention RU No. 2277166, IPC ЕВВ 43/112, publ. 05.27.2006).

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является прокалывающий перфоратор, который содержит корпус с каналами для подвода рабочей жидкости посредством насоса. В корпусе размещен поршень, на котором установлен породоразрушающий инструмент. Корпус и поршень выполнены в виде эквидистантных цилиндров, образованных направляющими в виде эллипсов или прямоугольников или синусоид или сочетанием этих направляющих. Корпус в подпоршневом пространстве выполнен со сквозными отверстиями, а поршень выполнен с возвратными пружинами. (Патент на изобретение RU №2070959, МПК Е21В 43/11, опубл. 27.12.1997)The closest technical solution, selected by the applicant as a prototype, is a piercing hammer, which contains a housing with channels for supplying a working fluid through a pump. A piston is mounted in the housing, on which a rock cutting tool is installed. The housing and piston are made in the form of equidistant cylinders formed by guides in the form of ellipses or rectangles or sinusoids, or a combination of these guides. The body in the piston space is made with through holes, and the piston is made with return springs. (Patent for invention RU No. 2070959, IPC ЕВВ 43/11, publ. 12/27/1997)

Недостатками известного перфоратора является обламывание породоразрушающего инструмента, так как при подаче жидкости под давлением в перфоратор, происходит вытяжка подвески насосно-компрессорной трубы (НКТ) и усилия на осевое перемещение перфоратора составляют несколько тонн, что приводит к поломке породоразрушающего инструмента. Кроме того, отсутствие поворотного механизма в перфораторе не позволяет производить перфорацию с максимальной площадью.The disadvantages of the known perforator are breaking off the rock cutting tool, since when the fluid is supplied under pressure into the perforator, the suspension of the tubing is drawn and the axial movement of the rock drill is several tons, which leads to breakage of the rock cutting tool. In addition, the absence of a rotary mechanism in the perforator does not allow perforation with a maximum area.

Технической задачей полезной модели является увеличение эксплуатационной надежности и эффективности перфоратора.The technical task of the utility model is to increase the operational reliability and efficiency of the punch.

Техническая задача достигается тем, что прокалывающий перфоратор содержит корпус с каналами для подвода рабочей жидкости, поршень, который выполнен с отверстиями для прохода рабочей жидкости в зону перфорации и снабжен возвратными пружинами и породоразрушающими инструментами, направляющие для поршня, при этом в корпусе дополнительно установлен цилиндр-фиксатор, поршень размещен в цилиндре-фиксаторе, цилиндр-фиксатор снабжен возвратными пружинами, направляющими для поршня и выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса, поршень выполнен с возможностью перемещения относительно цилиндра-фиксатора по направляющим для поршня, а на внешней поверхности цилиндра-фиксатора выполнены элементы зацепления.The technical problem is achieved in that the piercing puncher contains a housing with channels for supplying the working fluid, a piston that is made with holes for the passage of the working fluid into the perforation zone and is equipped with return springs and rock cutting tools, guides for the piston, while in the housing there is an additional cylinder the retainer, the piston is placed in the retainer cylinder, the retainer cylinder is equipped with return springs guiding the piston and is movable relative to the housing, p the piston is movable relative to the locking cylinder along the guides for the piston, and engagement elements are made on the outer surface of the locking cylinder.

В качестве элементов зацепления на внешней поверхности цилиндра-фиксатора могут быть использованы, например, зубцы, зазубрины и иные аналогичные элементы.As the engagement elements on the outer surface of the locking cylinder, for example, teeth, notches and other similar elements can be used.

Перфоратор дополнительно может быть снабжен поворотным устройством.The hammer drill can optionally be equipped with a rotary device.

Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:Comparison of the claimed utility model with the prototype shows that it differs in the following features:

- корпус дополнительно снабжен цилиндром-фиксатором;- the housing is additionally equipped with a locking cylinder;

- цилиндр-фиксатор имеет возможность перемещения относительно корпуса;- the locking cylinder has the ability to move relative to the housing;

- поршень размещен в цилиндре-фиксаторе;- the piston is placed in the cylinder-retainer;

- поршень имеет возможность перемещения относительно цилиндра-фиксатора;- the piston has the ability to move relative to the cylinder-retainer;

- цилиндр-фиксатор снабжен возвратными пружинами;- the locking cylinder is equipped with return springs;

- цилиндр-фиксатор снабжен направляющими для поршня;- the locking cylinder is provided with guides for the piston;

- на внешней поверхности цилиндра-фиксатора выполнены элементы зацепления.- on the outer surface of the locking cylinder, meshing elements are made.

Заявляемая конструкция перфоратора позволяет устанавливать такое количество породоразрушающих инструментов, которое необходимо для решения конкретных задач.The inventive design of the punch allows you to set the number of rock cutting tools that is necessary to solve specific problems.

Наличие вышеуказанных отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого прокалывающего перфоратора критерию «новизна».The presence of the above distinctive features allows us to conclude that the claimed piercing punch conforms to the criterion of "novelty."

Заявляемый перфоратор может быть изготовлен на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive punch can be manufactured on standard equipment using well-known processes, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".

Техническая задача в заявляемом перфораторе достигается за счет того, что поршень и цилиндр-фиксатор выдвигаются в противоположные стороны, а поскольку внутренняя площадь цилиндра-фиксатора больше площади поршня, он прижимает перфоратор к противоположной стороне, тем самым полностью выбирая зазор между прокалывающими инструментами и стенкой эксплуатационной колонны. На наружной стороне цилиндра-фиксатора выполнены элементы зацепления, обеспечивающие зацепление перфоратора за эксплуатационную колонну, исключая его осевое перемещение.The technical problem in the inventive punch is achieved due to the fact that the piston and the locking cylinder extend in opposite directions, and since the internal area of the locking cylinder is larger than the piston area, it presses the punch to the opposite side, thereby completely choosing the gap between the piercing tools and the operational wall the columns. On the outside of the locking cylinder, engagement elements are made to ensure the perforator engages for the production casing, excluding its axial movement.

Для максимально большей площади вскрытия пласта перфоратор может быть снабжен поворотным устройством, позволяющим ему поворачиваться вокруг своей оси на заданный градус.For the largest opening area, the perforator can be equipped with a rotary device, allowing it to rotate around its axis by a given degree.

Заявляемая совокупность существенных признаков прокалывающего перфоратора не была выявлена в процессе патентно-информационных исследований. Заявляемые особенности конструктивного решения перфоратора обеспечивают достижение нового технического результата, заключающегося в том, что в заявляемом перфораторе исключается нагрузка на обламывание породоразрушающих инструментов, и, одновременно, обеспечивается возможность полностью выбирать зазор между перфоратором и внутренней стенкой эксплуатационной колонны, что, в свою очередь, обеспечивает максимальное проникновение прокалывающего инструмента в разрушаемую породу. Новый конструктивный элемент прокалывающего перфоратора - цилиндр-фиксатор и его признаки (взаимное расположение относительно поршня, возможность перемещения относительно корпуса, наличие элементов зацепления на его внешней поверхности, наличие возвратных пружин) обеспечивают получение нового технического результата, выражающегося в одновременном достижении эксплуатационной надежности и повышенной эффективности.The claimed combination of essential features of a piercing punch was not identified in the process of patent information research. The claimed features of the constructive solution of the perforator ensure the achievement of a new technical result, namely, that the inventive perforator eliminates the load on breaking off rock cutting tools, and, at the same time, it is possible to completely select the gap between the perforator and the inner wall of the production string, which, in turn, provides maximum penetration of the piercing tool into the destructible rock. The new structural element of the piercing punch - the retainer cylinder and its features (relative position relative to the piston, the possibility of movement relative to the housing, the presence of engagement elements on its outer surface, the presence of return springs) provide a new technical result, which is expressed in the simultaneous achievement of operational reliability and increased efficiency .

Заявляемый прокалывающий перфоратор схематично показан на Фиг.1. На Фиг.2 показан - перфоратор в рабочем положении. На Фиг.3 - вид перфоратора сбоку.The inventive piercing punch is shown schematically in FIG. Figure 2 shows the punch in the working position. Figure 3 is a side view of the punch.

Прокалывающий перфоратор содержит поворотное устройство 1 с поршнем 2, соединенным с винтом 3, пружину 4; корпус 5 с гайкой 6, каналом для рабочей жидкости 7, цилиндром-фиксатором 8 и помещенным в него поршнем 9; на наружной стороне цилиндра-фиксатора 8 выполнены зубцы 10; в поршень 9 встроены породоразрушающие инструменты 11, направляющие 12 с возвратными пружинами 13, цилиндр-фиксатор 8 снабжен возвратными пружинами 14, эксплуатационная колонна - 15.The piercing hammer includes a rotary device 1 with a piston 2 connected to a screw 3, a spring 4; a housing 5 with a nut 6, a channel for the working fluid 7, a locking cylinder 8 and a piston 9 placed therein; on the outside of the locking cylinder 8, teeth 10 are made; rock cutting tools 11 are integrated in the piston 9, guides 12 with return springs 13, the locking cylinder 8 is equipped with return springs 14, the production casing - 15.

Прокалывающий перфоратор работает следующим образом. Вначале его опускают в нефтяную или газовую скважину на подвеске насосно-компрессорных труб (НКТ) к заданному интервалу. Затем к нему по НКТ подают жидкость под низким давлением. Жидкость воздействует на поршень 2 с винтом 3, перемещает поршень 2 поступательно сжимая пружину 4 и проворачивая гайку 6 с корпусом 5 на определенный градус вокруг своей оси, затем давление жидкости увеличивают и она, проходя по каналу 7, начинает воздействовать на дно поршня 9 и цилиндра-фиксатора 8. Цилиндр-фиксатор 8 выдвигается из корпуса 5 до контакта с эксплуатационной колонной 15, отжимая перфоратор к противоположной стороне и выбирая зазор между породоразрушающим инструментом и эксплуатационной колонной 15. Зубцы 10 цилиндра-фиксатора 8 внедряются в эксплуатационную колонну 15, фиксируя перфоратор от осевого перемещения, затем, сжимая пружины 13, начинает движение поршень 9 совместно с породоразрушающим инструментом 11, последний сначала прокалывает эксплуатационную колонну 15, разрушая цементный камень и горную породу за ней, а жидкость, проходящая по каналу 7 и выходящая через породоразрушающие инструменты 11, размывает каверны в породе. После окончания гидроразмыва пласта (по запланированному времени работы) давление жидкости сбрасывают, и пружины 13 возвращают поршень 9 совместно с породоразрушающим инструментом 11 в цилиндр-фиксатор 8, а пружина 14 возвращает цилиндр-фиксатор 8 с поршнем 9 в корпус 5. Поршень 2 также возвращается в изначальное положение под воздействием пружины 4, перещелкивая поворотный механизм 1. Перфоратор готов к новому циклу.Puncture punch works as follows. First, it is lowered into an oil or gas well on the suspension of tubing (tubing) to a predetermined interval. Then, liquid is pumped through the tubing under low pressure. The fluid acts on the piston 2 with the screw 3, moves the piston 2 translationally compressing the spring 4 and turning the nut 6 with the housing 5 by a certain degree around its axis, then the pressure of the fluid is increased and it, passing through the channel 7, begins to act on the bottom of the piston 9 and the cylinder -clip 8. The cylinder-clamp 8 is pulled out of the housing 5 until it contacts the production string 15, pressing the perforator to the opposite side and choosing the gap between the rock cutting tool and production string 15. The teeth 10 of the locking cylinder 8 in they are not blown into the production casing 15, fixing the perforator against axial movement, then, compressing the springs 13, the piston 9 begins to move together with the rock cutting tool 11, the latter first punctures the production casing 15, destroying the cement stone and rock behind it, and the liquid passing through the channel 7 and exiting through rock cutting tools 11, erodes caverns in the rock. After the completion of the hydraulic washing of the formation (according to the planned operating time), the fluid pressure is released, and the springs 13 return the piston 9 together with the rock cutting tool 11 to the retainer cylinder 8, and the spring 14 returns the retainer cylinder 8 with the piston 9 to the housing 5. The piston 2 also returns to its original position under the influence of the spring 4, flipping the rotary mechanism 1. The hammer is ready for a new cycle.

Таким образом, заявляемый перфоратор позволяет исключить нагрузку на обламывание породоразрушающих инструментов и обеспечивает возможность выбирать зазор между перфоратором и внутренней стенкой эксплуатационной колонны для максимального проникновения прокалывающего инструмента за эксплуатационную колонну. Достижение указанного технического результата позволяет решить поставленную задачу, одновременно повысив и эксплуатационную надежность, и эффективность прокалывающего перфоратора.Thus, the inventive perforator eliminates the burden of breaking off rock cutting tools and provides the ability to choose the gap between the perforator and the inner wall of the production string for maximum penetration of the piercing tool over the production string. Achieving the specified technical result allows us to solve the problem, while increasing both operational reliability and the efficiency of the piercing punch.

Claims

1. A piercing punch containing a housing with channels for supplying a working fluid, a piston that is made with holes for the passage of the working fluid into the perforation zone and is equipped with return springs and rock cutting tools, guides for the piston, characterized in that the cylinder has an additional locking cylinder , the piston is placed in the retainer cylinder, the retainer cylinder is movable relative to the housing and is equipped with return springs and piston guides, the piston is made with ozhnostyu movable relative to a latch on the guide cylinder, on the outer surface of the cylinder lock engaging elements are made.

2. Puncture punch according to claim 1, characterized in that the teeth are used as engagement elements.

3. Puncture punch according to claim 1, characterized in that it further comprises a rotary device.