SU1059143A1

SU1059143A1 - Apparatus for perforating cased-in well

Info

Publication number: SU1059143A1
Application number: SU813272796A
Authority: SU
Inventors: Емельян Владимирович Рыбчак; Юрий Александрович Миклин; Николай Андреевич Николаенко; Владимир Ионикиевич Белоусов; Александр Алексеевич Саврасов
Original assignee: Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт; Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть"
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1981-04-13
Publication date: 1983-12-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ .ОБСАЖЕННОЙ СКВАЖИНЫ, Содержавшее корпус , внутри которого концентрично установлены полый шток с возможностью осевого перемещени , подпружиненшлй дифференциальный поршень с tiKcatopcM, узел демпфировани , включающий цилиндр, образу щий с корпусом и штоком замкнутую камеру, в которой установлен поршень, св занный со штокам, отклонитель, трубку с рабочей насадкой и узел предварительного разрушени обсгшной колонны, имеющий насадку и х:в занный с полостью труб в рабочем положении, о т л и ч а ю щ е ё с тем,.что, с целью повышени надежности работы его в скважинах различного диаметра, насадка концен трично установлена | относительно рабочей насадки и об (/} разует с последней сопловой канал дл прохода гидроабразивной смеси.DEVICE FOR PERFORATION .LATERATED WELL, Containing a housing, inside which a hollow rod is concentrically mounted with axial displacement, a spring-loaded differential piston with tiKcatopcM, a damping assembly, including a cylinder, forming a piston with a housing and a closed chamber in which a piston is mounted, with a cylinder, forming a piston with a housing and a piston, which has a piston in which a piston is installed, which includes a cylinder, forming a piston with a housing and a piston, which has a piston installed in the piston, which has a piston, which has a piston and a piston, which has a piston installed in the piston, which includes a cylinder, forming a piston with a housing and a piston, and a piston in which a piston is mounted, which includes a piston, which includes a cylinder, forming a piston with a housing and a piston, and a piston that has a piston installed in the piston, which has a piston, which includes a cylinder, forming a piston with a piston and a piston, which has a piston, a piston in which a piston is installed. rods, a diverter, a tube with a working nozzle and a knot of the preliminary destruction of an obsgshnaya column, which has a nozzle and x: into the pipe cavity in the working position, which is what it order to increase the reliability of its operation in wells of different diameters, the ends of the nozzle en- set | with respect to the working nozzle and about (/} it opens a nozzle channel with the latter for the passage of a hydroabrasive mixture.

Description

слcl

:о:about

4:four:

ооoo

Изобретение относитс к оборудованию , используемому в нефтегазодобывающей промышленности дл вскрыти продуктивных пластов абразивной перфорацией.The invention relates to equipment used in the oil and gas industry to open productive layers by abrasive perforation.

Известен скважинный перфоратор, который содержит корпус, полый шток направл ющий элемент, выдвигающуюс трубку с насадкой и механизм кругового перемещени направл ющего элемента . При подаче жидкости с абразивным материалом в полый шток, он, двига сь вниз, передает движение механизму кругового перемещени направл ющего элемента, который,соверша колебательные движени , придает круговое движение струе жидкости , вытекающе.й из насадки в конце выдвигающейс трубки Стру жидкости с абразивом при этом вырабатывает в колонне круглое отверстие. Как только шток, перемеща сь вниз, прекратит передачу движени механизму кругового перемещени направл ющего элемента, начинаетс выдвижение трубки с насадкой в пласт по мере разрушени породы в нем струей жидкости с абразивом, истекающей из насадки ij .A wellbore perforator is known, which comprises a housing, a hollow rod, a guide element, an extension tube with a nozzle, and a mechanism for circular movement of the guide element. When a liquid with an abrasive material is fed into the hollow rod, it moves downwards and transmits the movement to the mechanism of circular movement of the guide element, which, having oscillating movements, imparts a circular movement to the liquid stream flowing out of the nozzle at the end of the retractable tube. at the same time it produces a round hole in the column. As soon as the rod, moving down, stops the transfer of movement to the mechanism of circular movement of the guide element, the tube with the nozzle enters the formation as the rock breaks in it with an abrasive fluid flowing out of the nozzle ij.

Недостатком указанного перфоратора вл етс наличие специального и довольно сложного механизма кругового перемещени направл ющего элемента дл придани ему кругового движени , который усложн ет конструкцию перфоратора в целом,Сложность конструкции, а также трудность практического согласовани : времени разрушени обсадной колонны со скоростью движени полого штока вниз вл ютс причинами низкой эксплуатационной надежности перфоратора .The disadvantage of this perforator is the presence of a special and rather complex mechanism of circular movement of the guide element to give it a circular motion, which complicates the design of the perforator as a whole, the complexity of the design, as well as the difficulty of practical coordination: the time of destruction of the casing with the speed of movement of the hollow rod down reasons for the low reliability of the punch.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае .мому результату вл етс устройство дл перфорации обсаженной скважины, содержащее корпус, внутри которого концентрично установлены полый шток с возможностью осевого перемещени , подпружиненный дз ифференциальный поршень с фиксатором, узел демпфировани , включающий цилиндр, образующий с корпусом и штоком замкнутую камеру, в которой установлен поршень, св занный со штоком, от- клонитёль, трубку с рабочей насадкой и узел предварительного разрушени обсадной колонны, имеющий насадку и св занный с полостью труб в рабочем положении 2.The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a device for perforating a cased well, comprising a housing, inside which a hollow rod is axially displaceably mounted, spring loaded with a differential piston with a retainer, a damping assembly comprising a cylinder forming the housing and a rod, a closed chamber in which a piston connected to the rod is installed, a deflector, a tube with a working nozzle and a unit for the preliminary destruction of the casing, and eyuschy nozzle and cavity associated with the pipe 2 in the working position.

Недостатком известного устройства вл етс низка надежность работы его в скважинах различного диаметра, поскольку узел разрушени обсадной колонны выполнен в виде группы стандартных насадок, соединенных в один узел и тангенциальноA disadvantage of the known device is the low reliability of its operation in wells of different diameters, since the casing destruction unit is designed as a group of standard nozzles connected into one unit and tangentially

расположс нных в корпусе устройства под углом к направлению выдвижени в пласт трубки, причем оси сопловых каналов насадок узла разрушени обсадной колонны и ось выдвижени трубки из корпуса устройства фокусируютс в одной точке, на определенном рассто нии от корпуса устройства . Насадки вырабатывают в колонне отверстие достаточно большой площади, однако дл попадани в него выдвигающейс трубки необходимо, чтобы корпус устройства был расположен в обсадной колонне строго концентрично , так как при этом центр отверсти в колонне совпадает с осью-выдвигающейс трубки. При наклоне или смещении корпуса устройства к передней или задней стенке обсадной колонны центр отверсти смещаетс относительно оси трубки, вследствие;чего последн не всегда попадает в отверстие колонны при выдвижении из устройства. Отверстие образованное в колонне группой насадок , имеет острые кромки,которые врезаютс в тело трубки при ее движении , что приводит к нарушению целостности поверхности трубки и знчительному увеличению усили ,требуемого дп выдвижени и.возврата ее в первоначальное положение.located in the body of the device at an angle to the direction of extension of the tube into the reservoir, and the axis of the nozzle channels of the nozzles of the casing breakdown unit and the axis of extension of the tube from the body of the device are focused at one point, at a certain distance from the body of the device. The nozzles produce a hole of a sufficiently large area in the column, but for the retractable tube to enter it, it is necessary that the device body is located in the casing strictly concentric, since the center of the opening in the column coincides with the axis of the retractable tube. When the device body is tilted or moved to the front or rear wall of the casing, the center of the hole is displaced relative to the tube axis, as a result of which the latter does not always fall into the hole of the column when it comes out of the device. The hole formed in the column by a group of nozzles has sharp edges that cut into the body of the tube as it moves, which leads to a breach of the integrity of the surface of the tube and a significant increase in the force required by dp and its return to its original position.

Цель изобретени - повышение на дежности работы устройства в скважинах различного диаметра.The purpose of the invention is to increase the reliability of operation of the device in wells of different diameters.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве дл перфорации Обсаженной скважины, содержащем корпус, внутри которого концентрично установлены полый шток с возможностью осевого перемещени , подпружиненный дифференциальный поршень с фиксатором, узел демпфировани , включающий цилиндр, образующий с корпусом и штоком замкнутую камеру, в которой установлен поршень, св занный со штоком, отклонитель,трубку с рабочей насадкой и узел предварительного разрушени обсадной колонны, имеющий насадку и св занный с полостью труб в рабочем положении , насадка концентрично установлена относительно рабочей насадки и образует с последней сопловой канал дл прохода гидроабразивной смеси.This goal is achieved in that the device for perforating a cased well, comprising a housing inside which a hollow rod is axially mounted with axial movement, a spring-loaded differential piston with a retainer, a damping assembly comprising a cylinder forming a closed chamber with the stem and rod. a piston connected to a rod, a diverter, a tube with a working nozzle and a unit for preliminary destruction of the casing string, having a nozzle and connected with a cavity of pipes in the working field In this case, the nozzle is concentrically mounted relative to the working nozzle and forms a nozzle channel with the latter for the passage of the hydroabrasive mixture.

На фиг. 1 схематично показано устройство при подаче гидроабра .зивной смеси к узлу предварительного разрушени обсадной колонны, общий вид; на фиг. 2 - то же, при подаче гидроабразивной смеси к рабочей насадке; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.1.FIG. Figure 1 shows schematically a device for feeding a live gabbing mix to a preliminary casing assembly, a general view; in fig. 2 - the same, when applying waterjet to the working nozzle; in fig. 3 shows a section A-A in FIG.

Устройство включает в себ сборный корпус 1-4, соединительную гайку 5, внутри корпуса концентрично установлены узел перекрыти подачи гидроабразивной смеси к узлу разрушени обсадной колонны, выполненный в виде полого дифференциального поршн 6 с фиксатором 7, взаимодействующего с возвратной пружиной 8, узел демпфировани , включающий цилиндр 9, образующий с корпусом и штоком 10 замкнутую камеру , в которой установлен поршень 11, св занный со штоком 10, отклонитель , трубку 12 с рабочей насадкой 13. The device includes a prefabricated body 1-4, a connecting nut 5, inside the body there is a concentric assembly of an overlapping supply of a hydroabrasive mixture to the casing destruction unit, made in the form of a hollow differential piston 6 with a retainer 7 interacting with a recoil spring 8, a damping unit that includes a cylinder 9 forming with the housing and the rod 10 a closed chamber in which a piston 11 connected to the rod 10 is mounted, a diverter, a tube 12 with a working nozzle 13.

Выдвижение трубки 12 в пласт осуществл етс через отклонитель,состо щий из двух боковых пластин 14 с двум пр моугольными выступами в верхней части 15, соединенных двум р дами вращающихс роликов 16, и насадку 17, креп щуюс при помощи гайки 18 к корпусу 1. Установленна на полом дифференциальном поршне б втулка 19 с несколькими отверсти ми 20 в торцевой части направл ет поток гидроабразивной смеси к узлу разрушени обсадной колонны, представл ющему собой сопловой канал 21 между рабочей насадкой 13 в конце трубки 12 и насадкой 17. В корпусе выполнены каналыThe tube 12 is advanced into the reservoir through a diverter consisting of two side plates 14 with two rectangular projections in the upper part 15 connected by two rows of rotating rollers 16, and a nozzle 17 fastened with a nut 18 to the body 1. on the hollow differential piston b, the sleeve 19 with several openings 20 in the end part directs the flow of the hydroabrasive mixture to the casing destruction unit, which is a nozzle channel 21 between the working nozzle 13 at the end of the tube 12 and the nozzle 17. In the housing yen channels

22и 23 дл прохода гидроабразивной смеси. .22 and 23 for the passage of the hydroabrasive mixture. .

Устройство работает следующим образетл.:The device works as follows:

При создании давлени в-р-абочей колонне труб, на которых спущено устройств9 в скважину, гидроабразивна смесь через каналы 22 в корпусе устройства 4, отверсти 20 в торцевой части втулки 19 и каналыWhen creating pressure in the in-line working string of pipes, on which devices are lowered into the well, the hydroabrasive mixture through channels 22 in the device case 4, holes 20 in the end part of sleeve 19 and channels

23в корпусе 3 поступает в сопловой канал 21, образованный насадкой 17 и наружной поверхностью рабочей иасадки 13, через который в результате создани определенного перепада давление в течение определенного времени происходит выработка окна в обсадной колонне. Увеличив давление нагнетани гидроабразивной смеси приблизительно на 5 МПа, получают дополнительное усилие на дифферендиальный поршень б (выше усили срыва его с упора фиксатора 7). При этом диференциальный поршень б с втулкой 19 перемещаетс вниз, сжимает возвратную пружину 8 и своим нижним концом закрывает каналы 23, перекрыва тем самым поступление гидроабразивной смеси в сопловой канал 21, через который производилась выработка окна в обсадной колонне.23 in the housing 3 enters the nozzle channel 21 formed by the nozzle 17 and the outer surface of the working nozzle 13, through which, as a result of the creation of a certain pressure drop, a window in the casing develops for a certain time. By increasing the injection pressure of the hydroabrasive mixture by approximately 5 MPa, an additional force is received on the differential-piston b (higher than the effort to break it off from the stop of the fixer 7). In this case, the differential piston b with the sleeve 19 moves downward, compresses the return spring 8 and closes the channels 23 with its lower end, thereby blocking the flow of the hydroabrasive mixture into the nozzle channel 21, through which the casing window was produced.

Вместе с дифференциальным поршнем б перемещаетс вниз и жестко св занна с ним втулка 19, открыва при этом проход дл поступлени гидроабразивной смеси во внутреннюю полость штока 10 (фиг.2) и далее к выдвигающейс трубке 12 с рабочей насадкой 13. Одновременно от усили , Together with the differential piston b, the sleeve 19 is rigidly connected with it, opening the passage for the flow of the waterjet mixture into the internal cavity of the rod 10 (Fig. 2) and further to the retractable tube 12 with the working nozzle 13. At the same time,

0 равного произведению диаметра верхнего конца штока 10 на давление гидроабразивной смеси в устройстве,шток 10 перемещаетс вниз, а жестко соединенна с ним трубка 12 с рабочей насадкой 13 выдвигаетс через окно, предварительно выработанное в обсадной колонне, в пласт.0 equal to the product of the diameter of the upper end of the rod 10 and the pressure of the hydroabrasive mixture in the device, the rod 10 moves downwards, and the tube 12 rigidly connected with it with the working nozzle 13 is pushed through the window previously developed in the casing into the formation.

Таким образом, переключение подачи гидроабразивной смеси к сопловому каналу 21 узла разрушени обсадной колонны или к рабочей насадке 13 на конце выдвигашщейсгт в пласт трубки 12 осуществл етс ПОДВИЖНЕЛМ полым дифференциальным поршнем б, жестко св занным с втулкой 19 и при5 водимым в действие изменением давлени в рабочей колонне труб, на которых спущено устройство ,в скважину.Thus, switching the supply of a hydroabrasive mixture to the nozzle channel 21 of the casing destruction unit or to the working nozzle 13 at the end of the tube 12 which is being pushed into the formation 12 is performed by the MOVING hollow differential piston b rigidly connected to the sleeve 19 and at 5 activated by a change in pressure in the working the pipe string on which the device is lowered into the well.

Дл регулировани скорости выдвижени трубки в пласт предусмотре0 но демпферное устройство с поршнем 11, при движении которого в зка жидкость из подпоршневой полости через капилл рное отверстие перетекает в надпоршневую. Возвращение выдвигающейс трубки в исходное положение осуществл етс после частичного снижени рабочего давлени на устье скважины, величина которого зависит от глубины спуска устройства в скважину , за счет усили , возникающего вследствие разности площадей нижнего и верхнего концов фигурного штока.To regulate the rate of tube advancement into the reservoir, a damping device with a piston 11 is provided, during its motion, viscous fluid from the piston cavity flows through the capillary orifice to the super piston. The retractable tube is returned to its initial position after partial reduction of the working pressure at the wellhead, the value of which depends on the depth of the device descent into the well, due to the force resulting from the difference in the areas of the lower and upper ends of the shaped rod.

Дл .получени нового канала устройство перемещаетс в новое исходное положение, повышаетс давление, и цикл повтор етс .To obtain a new channel, the device moves to a new initial position, the pressure rises, and the cycle repeats.

Использование предлагаемого устройства дл перфорации обсаженной скважины в нефтепромысловой практике позвол ет получать надеж0 ное сообщение пласта со скважиной при освоении объектов с ухудшенной в процессе бурени призабойной зоной пласта, что способствует повышению эффективности освоени разведочных скважин и ввода их в эксплуатацию .The use of the proposed device for perforating a cased well in the oil field practice allows one to obtain reliable communication of the formation with the well during development of objects with a bottomhole formation zone degraded during drilling, which contributes to an increase in the efficiency of exploration wells and their commissioning.

Claims

A device for perforating a cased well, comprising a housing, in which a hollow rod concentrically mounted with axial movement, a spring-loaded differential piston with a clamp, a damping assembly including a cylinder forming a closed chamber with a housing and a rod, in which a piston connected to the rod is installed, a deflector, a tube with a working nozzle and a casing pre-fracture assembly having a nozzle and connected with the pipe cavity in the working position, which should be w improve the reliability of it in wells of different diameters, a nozzle mounted concentrically relative to the working nozzle and forms with the latter a channel for the passage of the nozzle waterjet mixture.

>