RU117498U1 - Скважинный перфоратор - Google Patents
Скважинный перфоратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU117498U1 RU117498U1 RU2012106678/03U RU2012106678U RU117498U1 RU 117498 U1 RU117498 U1 RU 117498U1 RU 2012106678/03 U RU2012106678/03 U RU 2012106678/03U RU 2012106678 U RU2012106678 U RU 2012106678U RU 117498 U1 RU117498 U1 RU 117498U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- knives
- axes
- disks
- perforator
- wedges
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
1. Скважинный перфоратор, содержащий полый корпус с размещенными в нем поршнем-толкателем, выдвижные из корпуса накатные ножи-диски для создания продольных щелей в обсадной колонне, каждый из которых позиционирован в корпусе по его диаметральной плоскости, механизм выдвижения из корпуса ножей-дисков и возврата их в корпус в исходное положение после завершения перфорации, а также гидромониторные форсунки для разрушения и удаления металлической стружки и раскрошенного заколонного материала, сообщенные каналами с полостью корпуса, отличающийся тем, что механизм выдвижения и возврата ножей-дисков выполнен в виде находящегося в корпусе перфоратора набора ползунов-клиньев с выполненными в них наклонными пазами, через которые пропущены оси накатных ножей-дисков, концы которых (осей) находятся в косых пазах корпуса перфоратора, по которым оси перемещаются при выдвижении ножей-дисков из корпуса вследствие взаимодействия осей с наклонными пазами ползунов-клиньев, рабочее перемещение которых производится при помощи поршня-толкателя, возврат при помощи установленной в нижней части перфоратора пружины. ! 2. Скважинный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что может иметь от одного до шести режущих ножей-дисков. ! 3. Скважинный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что на каждый нож-диск имеется своя пара ползунов-клиньев.
Description
Полезная модель относится к устройствам для создания продольных щелей в стенке обсадной трубы и создания полости в продуктивном пласте-коллекторе за обсадной колонной скважины с целью оптимизации и/или интенсификации притока и добычи флюида, преимущественно многокомпонентной смеси углеводородов, то есть нефти с так называемым попутным газом.
Уровень техники по данному направлению характеризуется целым рядом технических решений, известных из патентной документации: SU 883351 А 23.11.81; SU 1337 А 15.09.87; SU 1668640 A1 07.08.91; SU 1776772 A1 23.11.92; SU 1789674 A1 23.01.93; SU 2043486 C1 10.09.96; SU 2151858 E21B 43/114 2000; RU 2007549 C1 16.02.94; RU 2030563 C1 10.03.95; RU 2038527 C1 27.06.96; RU 2039220 C1 09.07.95; RU 2070279 C1 10.12.96; RU 2070958 C1 27.12.96; RU 2087683 C1 20.08.97; RU 2105137 C1 20.02.98; RU 2129209 C1 20.04.99; RU 2151858 C1 07.12.98; RU 2161697 C2 07.04.99; RU 2180038 C2 22.05.00; RU 2182221 C1 11.04.01; RU 2205941 C1 08.08.01; 2232876 C1 17.12.02; RU 2244806 C1 20.01.05; RU 2247226 C1 15.08.03; RU 2249678 C2 16.06.03; RU 2254451 C1 20.06.05; RU 2256066 C2 12.09.03; RU 2315177 C1 20.01.08; RU 2348797 C1 10.03.09; US 4106561 A 15.08.78; US 4119151 A 10.10.78; US 4220201 A 02.09.80; US 4392527 A 12.07.83; US 4557331 A 10.12.85, причем изначальным мотивом создания и совершенствования устройств и способов подобной перфорации обсадных колонн скважин послужила общеизвестная в металлообработке так называемая «накатка» на поверхности металла более прочными и твердыми роликами (или дисками) рисок или канавок определенной формы и глубины за счет пластической деформации, то есть без снятия металла. Однако при приложении значительных усилий прижатия накатного элемента (ролика или диска с острой кромкой), пластическая деформация металла заканчивается разрушением подвергаемого накатке металлического листа или отрезка трубы по траектории канавки. Этот общеизвестный эффект разрушения трубы, сначала в режиме пластической деформации металла под накатным элементом, а затем в режиме локального разрыва стенки, появления трещины и образования, в итоге, продольной щели на современном этапе развития техники и технологии работ по интенсификации притока признан наиболее эффективным как при освоении впервые вводимой в эксплуатацию скважины, так и при вторичных методах интенсификации добычи нефти из длительно эксплуатируемого фонда скважин.
Следует отметить, что все аналоги заявляемого устройства содержат, как правило, полый корпус, накатной элемент (ролик/диск), механизм перемещения накатного элемента из транспортного положения в рабочее и обратно, механизм нагружения накатного элемента для его вдавливания в стенку трубы при возвратно-поступательных перемещениях перфоратора в обсадной колонне, а также гидравлически сообщаемую с полым корпусом гидромониторную форсунку, ориентированную каналом по плоскости рабочей кромки накатного элемента. Доставка в скважину, приведение в рабочее положение и последующее, после работы, извлечение устройства обратно производится на колонне (сборке) насосно-компрессорных труб (НКТ); по ним же от наземного насосного агрегата высокого давления (порядка десятков МПа) осуществляются: силовое нагружение накатного элемента, штатная циркуляция промывочного агента и обеспечение соответствующего режима истечения последнего из гидромониторной насадки устройства при размыве цементного камня и породы продуктивного пласта за обсадной колонной.
К недостаткам известных технических решений-аналогов должно отнести такие, как, например, недостаточная работоспособность в связи с наличием только одного накатного диска в изделии (патенты РФ 2151858, 2161697, 2180038, 2182221, 2232876); гидромониторные насадки не обеспечивают эффективное разрушение породы за обсадной колонной из-за нерационального их размещения (патенты РФ 2161697, 2180038, 2182221, 2232876, 2247226); конструктивное взаиморасположение (компоновка) узлов и элементов устройства (патенты РФ 2180038, 2247226) не обеспечивает оптимальных параметров накатных дисков, которые должны быть по диаметру практически равны диаметру корпуса, а по толщине рабочей части, внедряемой в тело обсадной трубы, не более 10-15 мм. Кроме того, практически все известные устройства являются устройствами одноразового использования и, после извлечения, идут или в утилизацию (металлолом), или подвергаются подетальной дефектоскопии и переборке в специализированном подразделении соответствующего сервисного центра для исключения производственных рисков и проведения в дальнейшем каких-либо дополнительных и/или дублирующих операций в скважине. Все изложенное связано, соответственно, со значительными материальными затратами и потерей времени, то есть в конечном итоге со снижением конкурентоспособности пользователя.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) по совокупности существенных признаков и функциональному предназначению является устройство (RU 2249678 С2 16.06.03), содержащее полый корпус с продольным по диаметральной плоскости вырезом-окном, коромысло с поперечной корпусу осью, два накатных диска, по одному, соответственно, в каждом из концов коромысла, причем последнее состоит из двух взаимопараллельных и скрепленных пластин, между которыми на осях размещены накатные диски. В полом корпусе размещен силовой механизм для выдвижения (поворотом коромысла вокруг оси на некоторый угол) и контакта накатных дисков с обсадной колонной, вдавливания рабочих кромок последних в обсадную трубу в зоне перфорации и для возврата коромысла с накатными дисками в штатное транспортное положение вдоль корпуса. Этот механизм состоит из соосного корпусу поршня со штоком, оканчивающимся в вырезе-окне корпуса клиновидным вилкообразным элементом, охватывающим верхний накатный диск, а клиновой поверхностью контактирующий с концевой частью коромысла. Шток этого механизма имеет центральный канал с седлом под сбрасываемый с поверхности запорный шар, а также две гидромониторные насадки, сообщенные, каждая, своим каналом в теле штока с надпоршневой частью полости корпуса. Корпус, соответственно, снабжен присоединительной резьбой для подвешивания перфоратора на колонне НКТ, а его полость сообщена при этом с полостью колонны.
К недостаткам известного перфоратора можно отнести то, что характер контакта клина с коромыслом является линейным, т.е. площадь контакта мала и в этом месте наблюдается ускоренный износ; так же недостатком этой схемы является то, что усилие на ножи-диски распределяется не равномерно, в результате чего не происходит одновременного прорезания щелей в обсадной трубе, а это увеличивает время перфорации; еще одним недостатком одно и двухдисковых перфораторов является то, что при наличии в стенке обсадной трубы скважины отверстий, разрывов может происходить в процессе перфорации поломка ножа-диска из-за его резкого проваливания в эти отверстия.
Технической задачей полезной модели, то есть требуемым техническим результатом предлагаемого устройства, является повышение потребительских свойств известной конструкции путем оптимизации его узлов и деталей, их взаимосвязей при повышении надежности работы и большем удобстве эксплуатации.
Поставленная задача решена тем, что известный перфоратор, содержит полый корпус с размещенными в нем поршнем-толкателем, выдвижными, из корпуса, накатными ножами-дисками для создания продольных щелей в обсадной колонне, каждый из которых позиционирован в корпусе по его диаметральной плоскости, причем ножи-диски установлены между ползунами-клиньями с наклонными пазами, в которых установлены оси ножей-дисков; концы же осей находятся в попарно параллельных косых пазах корпуса перфоратора, по которым ножи-диски с осями выдвигаются из корпуса при силовом перемещении ползунов-клиньев; имеется устройство пружинного возврата в исходное положение механизма выдвижения ножей-дисков, а также гидромониторные форсунки, по две на каждую щель, для разрушения и удаления металлической стружки и раскрошенного заколонного материала, сообщенные каналом с полостью корпуса перфоратора, а в канале выполнены посадочные седла под запорные шары, причем одно седло размещено в верхней части корпуса, а другое, служащее для перекрытия промывочного канала - в поршне-толкателе за гидромониторными форсунками.
Сопоставительный анализ предлагаемого перфоратора, как совокупности существенных признаков (в том числе и отличительных), с решениями, известными из нормативно-технической и патентной документации, позволяет утверждать, что объект соответствует всем критериям полезной модели, то есть критериям «новизна» и «промышленная применимость».
На графических материалах приведены, соответственно, на фигуре 1 - общий вид перфоратора, с двумя продольными разрезами по диаметральной плоскости, с исходным (транспортным) положением накатных ножей-дисков; на фигуре 2 - то же общий вид, но с положением накатных ножей-дисков перфоратора в конце процесса формирования щелей в обсадной колонне; на фигуре 3 - поперечное сечение по А-А (увеличено).
Перфоратор (см. фиг 1 и 2) состоит из полого корпуса 1 с размещенным в нем поршнем-толкателем 2 и механизмом выдвижения ножей-дисков, включающий в себя ползуны-клинья 3, ножи-диски 4 и их оси 5, устройства возврата в исходное положение, в состав которого входит пружина 6 и толкатель 7; четырех гидромониторных форсунок 8 в теле нижнего поршня-толкателя 2, гидравлически сообщенных посредством канала 9 с надпоршневыми полостями корпуса, посадочных седел 10, 11 под сбрасываемые с наземной поверхности шары 12, 13 (посадочное седло 11 размещено в верхней части корпуса, а седло - в центральном канале 9 нижнего поршня-толкателя 2). Под верхним поршнем 14 размещена пружина сжатия 15 цилиндрической навивки, являющиеся механизмом возврата поршней 2 и 14 в исходное положение в корпусе 1. В нижней части корпуса выполнен канал 16 для беспрепятственного оседания продуктов перфорации на забой скважины.
Перфоратор работает следующим образом. Подвешенный, посредством соединительной резьбы корпуса на нижнюю трубу колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), перфоратор размещают в зоне перфорируемой обсадной трубы скважины. Поскольку на обоих концах перфоратора имеются центрирующие элементы, то перфоратор позиционируется практически коаксиально обсадной трубе с незначительным зазором/люфтом. Осуществляют прямую промывку/циркуляцию по стволу через центральный канал перфоратора, при этом противодействие пружины сжатия между корпусом и поршнем и пружины возврата механизма выдвижения ножей удерживают этот механизм на месте, так как существующего гидравлического сопротивления центрального канала перфоратора заведомо недостаточно. Для вывода накатных ножей - дисков из окна корпуса в рабочее положение центральный канал перфоратора перекрывают первым сбрасываемым запорным шаром, который садится в седло, выполненное в центральном канале нижнего поршня за отводными каналами на гидромониторные форсунки (см. фиг.2). При закрытом центральном канале увеличивают подводимую к перфоратору гидравлическую энергию, и ползуны-клинья под силовым воздействием поршня-толкателя, опускающегося в корпусе, выводит накатные ножи-диски из окна до контакта их рабочих кромок с перфорируемой трубой и нагружает ножи-диски нормальным к стенке обсадной трубы усилием вдавливания. Накатные ножи-диски начинают формировать две диаметрально противоположные щели при возвратно-поступательных перемещениях колонны НКТ, при этом процесс перфорации характеризуется стабильностью нагрузки на ножи-диски в пределах, установленных режимом подачи гидравлической энергии к перфоратору и режимом его возвратно-поступательных перемещений, характеризуемых их амплитудой, скоростью движения и тяговым усилием на крюке наземного агрегата. Факт состоявшегося выхода дисков перфоратора за пределы обсадной колонны, то есть факт образования щелей достоверно и однозначно регистрируется диаграммой записи давления закачки жидкости и диаграммой записи усилия на подвеске колонны НКТ в режиме реального времени. Жесткое позиционирование перфоратора в колонне обеспечивает безусловный и практически одновременный выход обоих накатных ножей-дисков в созданные ими щели до упора ступиц в стенку обсадной трубы. Перемещением перфоратора по стволу осуществляют гидромониторное разрушение цементного камня и горной породы за обсадной колонной, после чего снимают избыточное давление в колонне НКТ, расхаживают последнюю до возвращения ползунов-клиньев с накатными ножами-дисками в их транспортное положение в корпусе перфоратора, что легко отслеживается по показаниям индикатора веса на крюке наземного агрегата. Далее следует извлечение колонны НКТ из скважины, диагностика состояния узлов и элементов перфоратора и подготовка последнего к дальнейшей эксплуатации.
Следует отметить, что в практике работ по освоению скважин появилась тенденция не поднимать перфоратор, оставляя его на конце колонны НКТ, если скважина после перфорации обеспечивает добычу нефти в режиме фонтанирования. В этом случае и разработчик, и изготовитель подобных изделий заинтересован в их максимальном упрощении и удешевлении при обеспечении одноразового, но надежного, срабатывания.
Конкретным вариантом реализации перфоратора может служить разработанная заявителем конструкция со следующими параметрами (на примере устройства для работы в обсадной колонне из труб диаметром 146 мм по ГОСТ 632-86):
- наружный диаметр корпуса прибора, мм - | 115 |
- длина, мм - | 2000 |
- диаметр накатных ножей-дисков, мм - | 118 |
- ширина прорезаемой щели, мм - | 10 |
- максим. давление при прорезании щели, Мра - | 8 |
- максимальное давление при гидромониторной обработке, Мпа - | 15 |
- диаметр сопла гидромониторной форсунки, мм - | 3 |
- масса, кг - | 80 |
Claims (3)
1. Скважинный перфоратор, содержащий полый корпус с размещенными в нем поршнем-толкателем, выдвижные из корпуса накатные ножи-диски для создания продольных щелей в обсадной колонне, каждый из которых позиционирован в корпусе по его диаметральной плоскости, механизм выдвижения из корпуса ножей-дисков и возврата их в корпус в исходное положение после завершения перфорации, а также гидромониторные форсунки для разрушения и удаления металлической стружки и раскрошенного заколонного материала, сообщенные каналами с полостью корпуса, отличающийся тем, что механизм выдвижения и возврата ножей-дисков выполнен в виде находящегося в корпусе перфоратора набора ползунов-клиньев с выполненными в них наклонными пазами, через которые пропущены оси накатных ножей-дисков, концы которых (осей) находятся в косых пазах корпуса перфоратора, по которым оси перемещаются при выдвижении ножей-дисков из корпуса вследствие взаимодействия осей с наклонными пазами ползунов-клиньев, рабочее перемещение которых производится при помощи поршня-толкателя, возврат при помощи установленной в нижней части перфоратора пружины.
2. Скважинный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что может иметь от одного до шести режущих ножей-дисков.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106678/03U RU117498U1 (ru) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Скважинный перфоратор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106678/03U RU117498U1 (ru) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Скважинный перфоратор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU117498U1 true RU117498U1 (ru) | 2012-06-27 |
Family
ID=46682297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012106678/03U RU117498U1 (ru) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Скважинный перфоратор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU117498U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552285C2 (ru) * | 2013-01-18 | 2015-06-10 | Открытое Акционерное Общество "ГЕОТРОН" (ОАО ГЕОТРОН) | Способ гидромеханической щелевой перфорации скважин |
-
2012
- 2012-02-22 RU RU2012106678/03U patent/RU117498U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552285C2 (ru) * | 2013-01-18 | 2015-06-10 | Открытое Акционерное Общество "ГЕОТРОН" (ОАО ГЕОТРОН) | Способ гидромеханической щелевой перфорации скважин |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2459933C1 (ru) | Гидромеханический щелевой перфоратор (варианты) | |
RU2633596C1 (ru) | Комплексный гидроклиновый перфоратор (варианты) | |
RU2490434C2 (ru) | Гидромеханический щелевой перфоратор (варианты) | |
RU117498U1 (ru) | Скважинный перфоратор | |
RU98223U1 (ru) | Перфоратор гидромеханический щелевой | |
RU2422625C1 (ru) | Перфоратор гидромеханический щелевой | |
RU2631446C1 (ru) | Устройство для прокалывания обсадной трубы в скважине | |
RU86654U1 (ru) | Перфоратор гидромеханический многощелевой режущего действия | |
CN205618088U (zh) | 一种高效钻进的组合式取心pdc钻头 | |
RU56931U1 (ru) | Устройство для вырезания участка колонны труб в скважине | |
RU68587U1 (ru) | Устройство для создания перфорационных каналов в обсадной колонне скважины | |
RU104621U1 (ru) | Скважинный перфоратор | |
RU2403380C1 (ru) | Устройство для создания перфорационных каналов глубокого проникновения в нефтяных и газовых скважинах | |
RU2546695C1 (ru) | Устройство для создания перфорационных каналов в скважине и его механизм узла прошивки отверстий | |
RU2365736C1 (ru) | Устройство для резки труб в скважине | |
RU2302515C2 (ru) | Гидромеханический щелевой перфоратор | |
CN111566308A (zh) | 用于钻井的内侧切割器 | |
RU2244806C1 (ru) | Способ гидромеханической щелевой перфорации обсаженных скважин и устройство для его осуществления | |
RU104620U1 (ru) | Перфоратор гидромеханический клиновой | |
US9822616B2 (en) | Pressure actuated flow control in an abrasive jet perforating tool | |
RU187183U1 (ru) | Перфоратор гидравлический двухсторонний | |
RU142089U1 (ru) | Перфоратор гидромеханический клиновой | |
RU2550629C1 (ru) | Перфоратор гидромеханический щелевой | |
RU141755U1 (ru) | Перфоратор гидромеханический щелевой | |
RU2478163C2 (ru) | Трубный перфоратор (варианты) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120805 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20130727 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160223 |