SU794197A1

SU794197A1 - Formation opening-up device

Info

Publication number: SU794197A1
Application number: SU792752923A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Гиринский; Виктор Александрович Кувшинов; Михаил Васильевич Сивоус; Марат Нурмухамедович Гайнуллин
Original assignee: Краснодарский Государственный Науч-Ho-Исследовательский И Проектныйинститут Нефтяной Промышленности
Priority date: 1979-04-16
Filing date: 1979-04-16
Publication date: 1981-01-07

Description

1one

Изобретение относитс к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам сверл щего типа дл вскрыти пласта в скважинах, обсаженных колонной.The invention relates to the field of the oil and gas industry, in particular to drilling-type devices for opening the formation in cased wells.

Известно устройство дл вскрыти плас-. та, содержащее корпус с криволинейным каналом, гибкий вал и буровую головку (1).A device for opening a flat is known. one that includes a housing with a curved channel, a flexible shaft and a drill head (1).

Недостатком устройства вл етс то, что оно снабжено только одной буровой головкой . Поэтому работоспособность устройства ограничиваетс износостойкостью буровой головки. С износом буровой головки устройство необходимо поднимать на поверхность с целью ее замены. Вследствие частых спуско-подъемных операций в скважине производительность устройства в целом значительно снижаетс .The drawback of the device is that it is provided with only one drilling head. Therefore, the operability of the device is limited by the wear resistance of the drill head. With the wear of the drill head, the device must be lifted to the surface in order to replace it. Due to frequent downhill operations in the well, the performance of the device as a whole is significantly reduced.

Известно устройство, содержащее корпус с криволинейным каналом, гибкий вал, режущие элементы и механизм смены режущих элементов с его приводом (2).A device is known comprising a housing with a curved channel, a flexible shaft, cutting elements and a mechanism for changing the cutting elements with its drive (2).

Механизм смены режущих головок размещен над исходной позицией режущего элемента и включает набор дополнительных режущих элементов, отсекатель и подпружиненный фиксатор, установленный с возможностью взаимодействи с режущей головкой в корпусе.The mechanism for changing the cutting heads is located above the initial position of the cutting element and includes a set of additional cutting elements, a cutter and a spring-loaded retainer installed with the ability to interact with the cutting head in the housing.

Недостаток устройства заключаетс в том, что режущий элемент при работе не имеет сплощной направл ющей в св зи с тем, что в направл ющей вырезное окно щириной не менее диаметра режущего элемента дл обеспечени подачи дополнительных режущих элементов в рабочее положение. Это приводит к перекосу режущего элемента под действием эксцентрично приложенного режущего усили и сколу режущих кромок при прорезании обсадной колонны. Проведенные авторами стендовые испытани показали, что даже при наличии сплощной направл ющей, но при зазоре между режущими элементами и направл ющей, превыщающим допустимую величину (0,15 мм), также происходил слом режущих кромок при прорезаиии преграды (имитирующей обсадную колонну ). Из изложенного выще можно сделать вывод, что известным устройствомThe drawback of the device is that the cutting element does not have an effective guide during operation, since the slotted window has a width not less than the diameter of the cutting element to ensure the supply of additional cutting elements to the working position. This leads to a skewing of the cutting element under the action of an eccentric applied cutting force and chipping of the cutting edges when cutting the casing. The bench tests carried out by the authors showed that even with an integrated guide, but with a gap between the cutting elements and a guide exceeding the allowable value (0.15 mm), the cutting edges also broke during the cutting of the obstacle (simulating a casing string). From the above, it can be concluded that the known device

проперфорировать скважину невозможно.perforation well is impossible.

Целью изобретени вл етс повыщениеThe aim of the invention is to increase

надежности работы.reliability of work.

Поставленна цель достигаетс тем, чтоThe goal is achieved by the fact that

устройство снабжено осью, закрепленной в корпусе параллельно оси криволинейного канала, а механизм смены режущих элементов установлен на вышеуказанной оси с возможностью вращени и выполнен вthe device is provided with an axis fixed in the housing parallel to the axis of the curved channel, and the mechanism for changing the cutting elements is mounted on the above axis with the possibility of rotation and is made in

виде барабана со сквозными радиальнымиdrum type with radial through

отверсти ми по периферии, в которых размещены втулки и режущие элементы.openings around the periphery in which bushings and cutting elements are placed.

Также цель достигаетс тем, что привод механизма смеиы режущих элементов выполнен в виде гидроцилиндра, зубчатой рейки с шестерней и муфты.The goal is also achieved by the fact that the drive of the mechanism of the cutting of the cutting elements is designed in the form of a hydraulic cylinder, a gear rack with a gear and a coupling.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез фиг. 1.FIG. 1 shows a general view of the device; in fig. 2 - section A-A of FIG. one; in fig. 3 is a sectional view of FIG. one.

Устройство дл вскрыти пласта содержит разъемный корпус 1 с криволинейным каналом 2, в котором размещен гибкий вал 3, заканчивающийс хвостовиком 4. В нижней части корпуса 1 расположен барабан 5 с возможностью вращени на оси 6. Барабан 5 по периферии имеет отверсти , в которые вставл ютс на опорах качени втулки 7. Во втулках 7, выполн ющих роль направл ющих , размещены режущие элементы 8 и 9. Режущие элементы выполнены в виде торцевой фрезы с режущими пластинами 10 из твердого сплава. В режущей головке 7 имеютс каналы 11, по которым в зону разрушени подводитс промывочна жидкость, чем обеспечиваетс охлаждение режущих пластин и вынос выбуренных частиц породы и металла. Самопроизвольное выпадание режущих элементов из направл ющих втулок 7 исключаетс , например, посредством трени или применением срезного штифта 12.The device for opening the reservoir contains a detachable body 1 with a curved channel 2, in which a flexible shaft 3 is placed, ending with a shank 4. In the lower part of the body 1, a drum 5 is rotatably mounted on axis 6. The drum 5 has peripheral holes in which are inserted on the rolling bearings of the sleeve 7. Cutting elements 8 and 9 are placed in the sleeves 7, which act as guides. The cutting elements are made in the form of an end mill with cutting plates 10 made of hard alloy. In the cutting head 7 there are channels 11 through which a washing fluid is supplied to the destruction zone, which ensures the cooling of the cutting plates and the removal of the drilled rock and metal particles. Spontaneous falling out of the cutting elements from the guide sleeves 7 is eliminated, for example, by friction or by using a shear pin 12.

Соединение режущего элемента с хвостовиком 4 может быть осуществлено, например , выполнением выступа на хвостовике 4 в виде усеченной пирамиды и ответного углублени в режущей головке.The connection of the cutting element with the shank 4 can be carried out, for example, by making a protrusion on the shank 4 in the form of a truncated pyramid and a reciprocal recess in the cutting head.

На оси барабана 6 на щлицах расположена подпружиненна подвижна муфта 13, вход ща в храповое зацепление с шестерней 14. Шестерн 14 находитс в зубчатом зацеплении с рейкой 15, св занной с подпружиненным поршнем 16, цилиндрическа полость которого с помощью канала 17 св зана с магистральным каналом 18.On the axis of the drum 6 on the slots there is a spring-loaded movable coupling 13, which enters the ratchet engagement with gear 14. The gear 14 is in gear with the rail 15 connected to the spring-loaded piston 16, the cylindrical cavity of which is connected with the main channel through channel 17 18.

На торцевой поверхности барабана 5 рисположены цилиндрические углублени 19, ось которых при определенной позиции совпадает с осью гидравлического фиксатора положений 20, цилиндрическа полость которого с помощью канала 21 св зана с каналом 18.On the end surface of the drum 5, cylindrical recesses 19 are located, the axis of which, at a certain position, coincides with the axis of the hydraulic lock of the positions 20, the cylindrical cavity of which is connected to the channel 18 by means of the channel 21.

Барабан 5 дополнительно снабжен механическим тормозом 22 с пружиной 23. Уплотненна рабоча камера тормоза 22 с помощью канала 24 св зана с каналом 18. The drum 5 is additionally equipped with a mechanical brake 22 with a spring 23. The condensed working chamber of the brake 22 is connected to the channel 18 by means of the channel 24.

Устройство снабжено корем, обеспечивающим фиксацию корпуса 1 на заданной глубине, и двигателем, привод щим во вращение и осевое перемещение вала 3. Якорь и двигатель на чертежах не показаны.The device is equipped with a bark, which fixes the housing 1 at a predetermined depth, and an engine, which causes rotation and axial movement of the shaft 3. The anchor and the engine are not shown in the drawings.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

После спуска устройства на заданную глубину и его корени насосом подаетс рабоча жидкость во внутреннюю полостьAfter the device is lowered to a predetermined depth and its roots, the working fluid is pumped into the internal cavity

гибкого вала и в канал 18. С повышением давлени , когда оно достигает примерно 50% от номинального, тормоз 22 выйдет из контакта с барабаном 5 (это достигаетс соответствующим подбором пружины 23) и поршень 16 передвинет рейку 15, котора в свою очередь повернет шестерню 14 на определенный угол. Вместе с шестерней 14 повернутс муфта 13 и барабан 5 до совмещени одного из режущих элементов 8 с осью канала 2. С дальнейшим повышением давлени щток гидравлического фиксатора 20, сжав пружину , переместитс и зафиксирует барабан 5 от поворачивани . Одновременно вал 3 начнет вращатьс и перемещатьс в продольном направлении и, войд в зацепление с элементом 8, срежет штифт 12 и далее будет просверливать в обсадной колонне и продуктивном пласте канал необходимой глубины.of the flexible shaft and into the channel 18. With an increase in pressure when it reaches approximately 50% of the nominal, the brake 22 will come out of contact with the drum 5 (this is achieved by appropriate selection of the spring 23) and the piston 16 will slide the rail 15, which in turn will turn the gear 14 at a certain angle. Together with the gear 14, the clutch 13 and the drum 5 are rotated to align one of the cutting elements 8 with the axis of the channel 2. With a further increase in pressure of the swabs of the hydraulic lock 20, compressing the spring will move and lock the drum 5 from turning. At the same time, the shaft 3 will begin to rotate and move in the longitudinal direction and, engaging with the element 8, will cut off the pin 12 and further will drill a channel of the required depth in the casing and the producing formation.

Выбуренна порода удал етс промывочной жидкостью через зазор, образованный стенками канала и гибкого вала.Drilled rock is removed by flushing fluid through a gap formed by the walls of the channel and the flexible shaft.

После окончани сверлени канала, не прекраща подачу рабочей жидкости, вал 3 перемещают в обратном направлении. При этом элемент 8 под давлением промывочной жидкости, а также за счет трени о стенки полученного канала, выйдет из зацеплени с хвостовиком 4 и останетс в концСХк нала. После втаскивани вала 3 в корпус гмподачу рабочей жидкости прекращают. Пр/и этом фиксатор 20 выйдет из зацеплени с барабаном 5. Одновременно рейка 15 под действием пружины вернетс в исходное положение и повернет щестерню 14. Муфта 13, а вместе с ней и ось барабана 6 останутс неподвижными, удерживаемые механическим тормозом 22.After the end of drilling the channel, without stopping the supply of working fluid, the shaft 3 is moved in the opposite direction. In this case, the element 8 under pressure of the washing liquid, as well as due to friction against the walls of the obtained channel, will come out of engagement with the shank 4 and remain at the end of the oil seal. After the shaft 3 is drawn into the housing, the hydraulic fluid is stopped. Pr / and this retainer 20 will be released from engagement with the drum 5. Simultaneously, the rail 15, under the action of the spring, returns to its original position and turns the bristle 14. The clutch 13, and with it, the axis of the drum 6 will remain stationary, held by the mechanical brake 22.

Дл получени нового перфорационного канала устройство перемещают в новое исходное положение в скважине. После установки и закреплени устройства в новом положении цикл повтор етс .To obtain a new perforation channel, the device is moved to a new initial position in the well. After installing and securing the device in a new position, the cycle is repeated.

Применение предлагаемого устройства дл вскрыти пласта позволит устранить возможность перекоса и поломок режущих головок и, следовательно, повысить надежность работы устройства. Кроме того, применение предлагаемого устройства позволит при перфорировании получать в стенке колонны отверсти правильной формы, не наруша целостности цементного камн и самой колонны, а глубина перфорационного канала может в дес тки раз превышать глубину, получаемую обычными способами. Последнее обсто тельство позвол ет на большую глубину вскрыть продуктивный пласт и повысить нефтеотдачу.The use of the proposed device for opening the seam will eliminate the possibility of skew and breakage of the cutting heads and, consequently, increase the reliability of the device. In addition, the use of the proposed device will allow for perforation to get holes in the wall of the column of the correct shape, without compromising the integrity of the cement stone and the column itself, and the depth of the perforation channel may be ten times greater than the depth obtained by conventional methods. The latter circumstance makes it possible to open up the reservoir to a greater depth and increase oil recovery.

Claims

1. A device for opening the reservoir, comprising a housing with a curved channel, a flexible shaft, cutting elements and a mechanism for changing cutting elements with th drive,