RU1776772C - Device for making perforated slotted channels - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности , в частности к устройствам дл  перфорации скважин. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности устройства в работе за счет упрощени  конструкции и увеличени  глубины перфорационных каналов. Устройство содержит корпус 1, шток 2, резцы 3 с отверсти ми, гидравлическую камеру, образованную кольцевым поршнем 4, цилиндром 5 и штоком 2 Резцы 3 установлены с возможностью осевого перемещени  по пазам типа ласточкина хвоста корпуса 1. В стенке штока 2 выполнено радиальное отверстие 6. Осевой канал штока 2 может перекрыватьс  либо заглушкой 7, либо сбрасываемым клапаном 8. Устройство работает следующим образом . После спуска в скважину на колонне насосно-комп рессорных труб (НКТ) произThe invention relates to mining, in particular to devices for perforating wells. The aim of the invention is to increase the efficiency of the device in operation by simplifying the design and increasing the depth of the perforation channels. The device comprises a housing 1, a rod 2, cutters 3 with holes, a hydraulic chamber formed by an annular piston 4, a cylinder 5 and a rod 2 Cutters 3 are mounted with the possibility of axial movement along grooves such as the dovetail of the housing 1. A radial hole 6 is made in the stem wall 2 The axial channel of the rod 2 can be blocked by either a plug 7 or a reset valve 8. The device operates as follows. After the descent into the well on the string of tubing spring pipes (tubing)

Description

Изобретение относитс  к нефтегазовой промышленности, конкретно к вскрытию пласта спуска ее цементировани  обсадной колонны труб.The invention relates to the oil and gas industry, and more particularly, to the opening of a formation of the descent of its cementing pipe casing.

Известно устройство дл  перфорации обсадных труб в нефт ной скважине 1J, представл ющее собой удлиненный кожух, окружающий пуансон (пробойник), способный выдвигатьс  наружу и приводимый в действие гидроцилиндром. Этот пуансон предназначен дл  пробивки отверстий (перфорации ) обсадных труб. Сопло дл  нагнетани  жидкости смонтировано на гибком трубопроводе, который входит в отверсти , пробитые пуансоном, и производит разрушение грунта вокруг обсадных труб.A device for perforating casing in an oil well 1J is known, which is an elongated casing surrounding a punch (punch) capable of being pulled out and driven by a hydraulic cylinder. This punch is intended for punching holes (perforation) of casing pipes. The fluid injection nozzle is mounted on a flexible conduit that enters the holes punched by the punch and destroys the soil around the casing.

Конструктивное выполнение устройства сложно и ненадежно ввиду наличи  гибкого трубопровода, который должен быть достаточно прочным и дл  формировани  высокоскоростной струи после выдвижени  в канал осложн ет процесс, создава  при- хватоопэсную ситуацию, например, в случае обвала породы в размываемой полости.The design of the device is difficult and unreliable due to the presence of a flexible pipe, which must be strong enough and to form a high-speed jet after it is extended into the channel complicates the process, creating an emergency situation, for example, in the event of rock collapse in the eroded cavity.

Известно устройство 2 дл  создани  перфорационных щелевых каналов, содержащее корпус с расположенным в полости, перпендикул рной к оси скважины, режущим инструментом с формообразующей поверхностью , приводимым в действие клином, отличающеес  тем. что режущий инструмент выполнен в виде симметрично расположенных по отношению к оси скважины накатных роликов с дополнительной поверхностью, сопр женной у основани  с формирующей частью накатного ролика.A device 2 for creating perforated slotted channels is known, comprising a housing with a cutting tool with a wedge-shaped surface located in the cavity perpendicular to the axis of the well, and characterized by a wedge. that the cutting tool is made in the form of rolling rollers symmetrically arranged with respect to the axis of the well with an additional surface mating at the base with the forming part of the rolling roller.

Недостатком устройства  вл ютс  недостаточна  надежность работы устройства из-за креплени  накатных роликов на ос х (слом осей), мала  глубина канала, созданного накатным роликом. Кроме того наличие нижнего клина создает аварийные ситуацииA disadvantage of the device is the insufficient reliability of the device due to the mounting of the rolling rollers on the axles (breaking of the axes), the depth of the channel created by the rolling roller is shallow. In addition, the presence of a lower wedge creates emergency situations.

(перевернутый клин всегда опасен в скважине ).(an inverted wedge is always dangerous in the well).

Известно устройство 3, прин тое за прототип, содержащее корпус, режущий инструмент , выполненный в виде нескольких фрез, шарнирно св занных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещени .A device 3 is known, which is adopted as a prototype, comprising a housing, a cutting tool made in the form of several mills pivotally connected to the piston and mounted in inclined slots of the housing with the possibility of movement.

Основные недостатки прототипа.The main disadvantages of the prototype.

Сложность конструкции, включающей цилиндр с поршнем (т говый механизм), систему рычагов, что приводит к большому количеству осей и проушин, В стесненных скважинных услови х не размещаетс  така The complexity of the design, which includes a cylinder with a piston (traction mechanism), a system of levers, which leads to a large number of axles and eyes. Such a situation is not suitable in cramped borehole conditions.

рычажна  система с достаточной прочностью осей, проушин, соответствующей большим радиальным нагрузкам, необходимым дл  прокалывани  стенки обсадной трубы, изготовленной из высокопрочных марокlever system with sufficient axle and eye strength corresponding to the large radial loads necessary to puncture the casing wall made of high-strength grades

стали.steel.

Недостаточна  глубина перфорационных каналов.The depth of the perforation channels is insufficient.

Неопределенность расположени  последующих отверстий по отношению к первоначальному .Uncertainty about the location of subsequent holes relative to the original.

Наличие трех каналов св зи устройства с поверхностью, двух колонн труб с кабелем .The presence of three communication channels of the device with the surface, two pipe columns with cable.

Целью изобретени   вл етс  повышени  эффективности в работе за счет упрощени  конструкции и увеличени  глубины перфорационных каналов.The aim of the invention is to increase operational efficiency by simplifying the design and increasing the depth of the perforation channels.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит корпус с продольнымThe goal is achieved in that the device comprises a housing with a longitudinal

каналом и наклонными пазами, цилиндр с поршнем и регулирующий инструмент в виде резцов, шарнирно св занных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещени , причем поршень выполнен кольцевым, а в каждом резце выполнен продольный канал с возможностью гидравлической св зи с каналом корпуса в крайнем верхнем положении резца.a channel and inclined grooves, a cylinder with a piston and a control tool in the form of cutters pivotally connected to the piston and mounted in the inclined grooves of the housing with the possibility of movement, the piston being circular, and in each cutter a longitudinal channel is made with the possibility of hydraulic connection with the channel of the housing in the highest position of the cutter.

Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что за вл емое устройство отличаетс  тем, что поршень выполнен кольцевым, в каждом резце выполнен продольно-поперечный канал с возможностью гидравлической св зи и каналом корпуса в крайнем верхнем положении резца.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized in that the piston is annular, a longitudinally-transverse channel is made in each cutter with the possibility of hydraulic communication and a housing channel in the uppermost position of the cutter.

На фиг, 1 показана структурна  схема устройства; на фиг. 2 - расположение фрез в крайнем верхнем положении на корпусе: на фиг. 3 - один из вариантов исполнени  фрез в трех проекци х.FIG. 1 shows a block diagram of a device; in FIG. 2 - the location of the cutters in the highest position on the housing: in FIG. 3 is one embodiment of milling cutters in three projections.

Устройство состоит из корпуса 1, выпол- ненного в виде клина, штока 2. резцов 3, вертикальной гидрокамеры, образованной кольцевым поршнем-толкателем 4, цилиндром 5 и штоком 2. Резцы 3 св заны с поршнем-толкателем 4 шарнирным соединением и могут перемещатьс  по пазам типа ласточкина хвоста корпуса 1. Имеетс  отверстие а в корпусе 1. Верхн   часть резцов в контакте с корпусом создает канал б. В самом резце имеетс  канал в. В стене штока 2 имеетс  радиальное отверстие 6, соедин ющее центральный осевой канал штока 2 с камерой г.од поршнем 4. Центральный канал может перекрыватьс  либо заглушкой 7, либо сбрасываемым клапаном 8. Пружина раст жени  9 взаимодействует с поршнем 4 и цилиндром 5 (крепление концов пружины не показано). На корпусных детал х снаружи имеютс  центрирующие ребра (не обозначены).The device consists of a housing 1 made in the form of a wedge, a rod 2. cutters 3, a vertical hydraulic chamber formed by an annular piston-pusher 4, a cylinder 5 and a rod 2. The cutters 3 are connected to the piston-pusher 4 by a swivel joint and can move along dovetail grooves of the housing 1. There is a hole a in the housing 1. The upper part of the incisors in contact with the housing creates a channel b. There is a channel in the cutter itself. In the wall of the rod 2 there is a radial hole 6 connecting the central axial channel of the rod 2 with the chamber with a piston 4. The central channel can be blocked by either a plug 7 or a reset valve 8. The tension spring 9 interacts with the piston 4 and cylinder 5 (mounting spring ends not shown). On body parts, centering ribs (not labeled) are provided externally.

Устройство работает следующим обра- зом.The device operates as follows.

После спуска устройства на колонне труб(НКТ, бурильных) производ т прив зку устройства к разрезу известным способом и промывку скважины, после прекращени  промывки сбрасывают клапан 8. Вновь закачивают жидкость, создают давление в трубах. Поршень-толкатель 4 перемещаетс  вверх. Резцы 3 перемещаютс  одновременно вверх и в радиальном направлении до упора в стенки колонны и располагаютс  вначале ниже крайнего верхнего положени , показанного на фиг. 1. Через отверсти  а жидкость поступает в затрубное пространство .After the device is lowered on the pipe string (tubing, drill), the device is connected to the section in a known manner and the well is flushed, after stopping the flushing, valve 8 is reset. The fluid is again pumped and pressure is created in the pipes. The plunger piston 4 moves up. The cutters 3 move simultaneously upward and in the radial direction against the stop against the walls of the column and are initially located below the extreme upper position shown in FIG. 1. Through the holes a, the fluid enters the annulus.

Не прекраща  промывки талевой системой перемещают колонну труб с устройством возвратно-поступательно (вверх-зниз) на заданную величину с контролем нагрузокWithout stopping washing with a tackle system, the pipe string with the device is moved back and forth (up-down) by a predetermined amount with load control

по индикатору веса. При этом резцы одновременно углубл ютс  в металл (стенку). Постепенно резцы, перемеща сь в осевом и радиальном направлени х, прорезают трубу и углубл ютс  в цементное кольцо. После достижени  резцами крайнего верхнего положени  на корпусе 1, указанного на фиг. 1 и 2, жидкость поступает по каналам а, б, в, как по единому каналу. Высокоскоростна  стру  разрушает цементный камень и породу. Уменьшение показаний индикатора веса свидетельствует о полном прореззнии щелевых отверстий, увеличение  вл етс  показанием достижени  верха щели. Разгрузка - показание достижени  низа щели.by weight indicator. In this case, the cutters are simultaneously recessed into the metal (wall). Gradually, the cutters, moving in the axial and radial directions, cut through the pipe and deepen into the cement ring. After the cutters have reached the highest position on the housing 1 indicated in FIG. 1 and 2, the fluid enters through channels a, b, c, as through a single channel. A high-speed jet destroys cement stone and rock. A decrease in the weight indicator indicates full penetration of the slit holes, an increase is an indication of the achievement of the top of the slit. Unloading - indication of reaching the bottom of the gap.

Нат жение колонны труб при наличии давлени  в гидрокамере приводит к перемещению режущих элементов вверх с фрезерованием колонны обсадных труб, при уменьшении давлени  или полном прекра- щении нагнетани  жидкости - к возврату, резцов в исходное транспортное положение под действием сил трени  о трубы и усили  пружины 9.The tension of the pipe string in the presence of pressure in the pressure chamber leads to the movement of the cutting elements up with the milling of the casing string, with a decrease in pressure or a complete cessation of fluid injection - to return the cutters to their original transport position under the influence of pipe friction forces and spring force 9 .

После полного прорезани  колонны и части цементного кольца расхаживание продолжают, высокоскоростна  стру  размывает щели на большую глубину. Резцы при этом выполн ю1 роль направл ющих в щел х.After the columns and part of the cement ring have been completely cut, pacing continues, the high-speed jet blurs the cracks to a greater depth. In this case, the incisors fulfill the role of guides in the slits.

Устройство может примен тьс  также дл  выполкени  операции по отрезанию обсадных колонн, когда требуетс  их извлечение , например, при ликвидации скважин. Дл  этого устройство враицэют трубками и создают давление в гидрокзмере устройства .The device can also be used to perform the operation of cutting the casing strings when they are required to be removed, for example during well abandonment. For this, the device rotates with tubes and creates pressure in the hydrometer of the device.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Устройство дл  создани  перфорационных щелевых каналов, содержащее корпус с продольным каналом и наклонными пазами, цилиндр с поршнем и режущий инструмент в виде резцов, шарнирно св занных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещени , о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности работы за счет упрощени  конструкции и увеличени  глубины перфорационных каналов, поршень выполнен кольцевым, причем в каждом резце выполнен продольный канал с возможностью гидравлической св зи с каналом корпуса в крайнем верхнем положении резца.A device for creating perforation slotted channels, comprising a housing with a longitudinal channel and inclined grooves, a cylinder with a piston, and a cutting tool in the form of cutters pivotally connected to the piston and mounted in inclined grooves of the housing with the possibility of movement, which means that in order to increase work efficiency by simplifying the design and increasing the depth of the perforation channels, the piston is made annular, and in each cutter a longitudinal channel is made with the possibility of hydraulic connection with the channel of the housing the uppermost position the cutter. р«г.Зp "g.