RU2339793C1 - Fixture for perforation of cased column in well - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention refers to oil and gas industry, particularly to methods and fixtures for secondary bed exposing. The fixture contains deflecting device with curved channel lowered into the cased tubes column wherein an engine is lowered with an output shaft connected by means of flexible shaft to cutting tool; the cutting tool is equipped with an arrester. The engine is equipped with an anchor fixing the engine against the tubes. Between the output and flexible shafts there is installed an intermediary shaft with a load connected to the output shaft and designed to limit axial travel. The curved channel is additionally equipped with an input from the top and output from the bottom guiding bushings. The flexible shaft is equipped with upper and lower centralizers which glidingly interact with input and output guiding bushings correspondingly. Thus, reliability and functionality of the fixture is upgraded.

EFFECT: upgraded reliability and functionality of fixture.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к способам и устройствам для вторичного вскрытия пласта (перфорации).The invention relates to the oil and gas industry, in particular, to methods and devices for re-opening the formation (perforation).

Известно устройство для радиального вскрытия пласта, включающее отклонитель, спущенный на колонне труб, с буровым наконечником (см. стр.31, май 2004, специализированный журнал «Бурение & нефть», Москва, 52 стр.).A device for radial drilling, including a deflector, lowered on a pipe string, with a drill bit (see p. 31, May 2004, the specialized journal "Drilling & Oil", Moscow, 52 p.).

Недостатками устройства являются сложность конструкции и неперпендикулярность к стенке обсадной колонны просверливаемого отверстия, что увеличивает его длину в металле и усложняет дальнейший поворот к горизонтали.The disadvantages of the device are the design complexity and perpendicularity to the wall of the casing of the drilled hole, which increases its length in the metal and complicates further rotation to the horizontal.

Наиболее близка по технической сущности к предлагаемой установке, содержащей колонну труб с отклонителем в виде изогнутого канала в корпусе, в которую на второй колонне труб спущен гидравлический двигатель со сверлом на гибком валу (патент US №5413184, Е21В 7/08, опубл. 09.05.1995 г.).The closest in technical essence to the proposed installation, containing a pipe string with a deflector in the form of a curved channel in the housing, into which a hydraulic motor with a drill on a flexible shaft is lowered on a second pipe string (US patent No. 5413184, ЕВВ 7/08, publ. 09.05. 1995).

Недостатками установки являются низкие надежность и работоспособность из-за отсутствия центровки сверла и промежуточного вала, отсутствия контроля нагрузки на сверло, возможность заклинивания при выходе сверла наружу обсадной трубы.The disadvantages of the installation are low reliability and performance due to the lack of alignment of the drill and the intermediate shaft, the lack of control of the load on the drill, the possibility of jamming when the drill exits the casing.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением является создание надежной и работоспособной установки.The technical problem solved by the invention is the creation of a reliable and efficient installation.

Эта задача решается установкой для перфорации обсадной колонны в скважине, включающей отклоняющее устройство с изогнутым каналом, спущенное в обсадную колонну на трубах, внутрь которых спущен двигатель с выходным валом, соединенным гибким валом с режущим инструментом, снабженным ограничителем хода.This problem is solved by the installation for perforating the casing string in the well, including a deflector with a curved channel, lowered into the casing pipe, inside which the motor is lowered with an output shaft connected by a flexible shaft to a cutting tool equipped with a travel limiter.

Новым является то, что двигатель снабжен якорем, фиксирующим его относительно труб, а между выходным и гибким валами установлен промежуточный вал с грузом, соединенный с выходным валом с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом изогнутый канал дополнительно оснащен сверху - входной, а снизу - выходной направляющими втулками, гибкий вал снабжен верхним и нижним центраторами, выполненными с возможностью скользящего взаимодействия соответственно с входной и выходной направляющими втулками.New is that the engine is equipped with an anchor fixing it relative to the pipes, and between the output and flexible shafts there is an intermediate shaft with a load connected to the output shaft with the possibility of limited axial movement, while the curved channel is additionally equipped with an inlet at the top and an outlet at the bottom guide bushings, the flexible shaft is equipped with upper and lower centralizers, made with the possibility of sliding interaction with the input and output guide bushings, respectively.

Новым является также то, что режущее устройство выполнено в виде ступенчатого сверла, сужающегося от гибкого вала.New is also the fact that the cutting device is made in the form of a stepped drill, tapering from a flexible shaft.

Кроме того, новое и то, что на конце нижнего центратора установлена втулка с подшипником, выполненная с возможностью вращения и взаимодействия с обсадной колонной после окончания ее перфорации режущим инструментом.In addition, the new and the fact that at the end of the lower centralizer mounted sleeve with a bearing, made with the possibility of rotation and interaction with the casing after the end of its perforation with a cutting tool.

Суть изобретения заключается в том, что центровка сверла исключает его «рыскание» по стенке колонны и обеспечивает быстрое гарантированное начало сверления, а центровка конца промежуточного вала на входе в изогнутый канал исключает «разбивание» последнего и гибкого вала от неуравновешенного вращения. Груз и возможность ограниченного осевого перемещения исключают давление внутренней колонны труб на сверло и обеспечивают постоянную нагрузку на сверло. Вторая ступень на сверле исключает его «проваливание» и заклинивание при выходе из отверстия, а втулка с подшипником - трение металла о металл, которое также может привести к увеличению сопротивления сверла и поломке гибкого вала. К тому же уменьшение сопротивления сверла служит сигналом окончания сверления.The essence of the invention lies in the fact that the centering of the drill eliminates its “yaw” along the wall of the column and provides a quick guaranteed start of drilling, and the centering of the end of the intermediate shaft at the entrance to the curved channel eliminates the “breaking” of the last and flexible shaft from unbalanced rotation. The load and the possibility of limited axial movement eliminate the pressure of the inner pipe string on the drill and provide a constant load on the drill. The second stage on the drill eliminates its “dip” and jamming when exiting the hole, and the sleeve with the bearing eliminates metal friction on metal, which can also lead to an increase in drill resistance and breakage of the flexible shaft. In addition, a decrease in drill resistance serves as a signal for the completion of drilling.

При этом двигатель может быть гидравлическим или электрическим, и спущен на трубах или кабеле.In this case, the engine may be hydraulic or electric, and lowered on pipes or cable.

На чертежах изображены примеры конкретного выполнения установки.The drawings depict examples of a specific installation.

На фиг.1 показано отклоняющее устройство.Figure 1 shows a deflecting device.

На фиг.2 показана сверлильная компоновка.Figure 2 shows the drilling arrangement.

На фиг.3 изображено сверло в увеличенном масштабе.Figure 3 shows the drill on an enlarged scale.

Отклоняющее устройство содержит корпус 1 (см. фиг.1) с изогнутым каналом 2, оснащенным входной 3 и выходной 4 направляющими втулками. Спускают устройство на трубах 5.The deflecting device comprises a housing 1 (see FIG. 1) with a curved channel 2 equipped with an input 3 and an output 4 guide bushings. Lower the device on the pipes 5.

Сверлильная компоновка, содержащая гидравлический двигатель 6 (см. фиг.2) с гидравлическим якорем 7, плашки 8 которого размещены в поперечных окнах корпуса. Выходной вал 9 двигателя 6 соединен посредством шпонки 10 и канавки 11 с промежуточным валом 12, на который надет груз 13, опирающийся на буртик 14. Промежуточный вал 12 соединен с гибким валом 15, имеющим верхний 16 и нижний 17 центраторы. На конце гибкого вала 15 установлено ступенчатое сверло 18 с ограничителем хода 19, в который через подшипник 20 упирается втулка 21. Спускают всю компоновку на трубах 22.A drilling arrangement comprising a hydraulic motor 6 (see FIG. 2) with a hydraulic armature 7, dies 8 of which are located in the transverse windows of the housing. The output shaft 9 of the engine 6 is connected by means of a key 10 and a groove 11 to the intermediate shaft 12, on which a load 13 is supported, resting on the shoulder 14. The intermediate shaft 12 is connected to a flexible shaft 15 having upper 16 and lower 17 centralizers. At the end of the flexible shaft 15, a stepped drill 18 is installed with a travel stop 19, into which the sleeve 21 abuts through the bearing 20. The entire layout is lowered on the pipes 22.

Сверло 18 (см. фиг.3) содержит ступени меньшего 23 и большего 24 диаметров.Drill 18 (see figure 3) contains steps of smaller 23 and greater than 24 diameters.

Работает установка следующим образом.The installation works as follows.

Сначала на колонне труб 5 (см. фиг.1) в скважину спускают отклоняющее устройство. Затем внутрь труб 5 на трубах 22 (см. фиг.2) спускают сверло 18 до упора в стенку обсадной колонны (не показана).First, on the pipe string 5 (see Fig. 1), a deflecting device is lowered into the well. Then, inside the pipes 5 on the pipes 22 (see Fig. 2), drill 18 is lowered all the way into the casing wall (not shown).

После этого компоновку приподнимают на половину хода шпонки 10 в канавке 11 и подают в трубы 22 жидкость под давлением. Жидкость прижимает плашки 8 гидравлического якоря 7 к стенкам трубы 5 (см. фиг.1) и приводят в действие двигатель 6 (см. фиг.2). Вращение выходного вала 9 передается через шпонку 10 и канавку 11 на промежуточный вал 12, а с него через гибкий вал 15 на сверло 18, которое под действием постоянной нагрузки, обеспечиваемой давлением груза 13 на буртик 14, перемещаясь по изогнутому каналу 2 (см. фиг.1) корпуса 1 отклоняющего устройства, сверлит стенку обсадной колонны.After this, the layout is lifted halfway through the dowels 10 in the groove 11 and the liquid is supplied to the pipes 22 under pressure. The fluid presses the dies 8 of the hydraulic armature 7 to the walls of the pipe 5 (see Fig. 1) and drives the engine 6 (see Fig. 2). The rotation of the output shaft 9 is transmitted through the key 10 and the groove 11 to the intermediate shaft 12, and from it through the flexible shaft 15 to the drill 18, which under the action of a constant load provided by the pressure of the load 13 on the shoulder 14, moving along the curved channel 2 (see Fig. .1) the housing 1 of the deflecting device, drills the wall of the casing.

При этом верхний центратор 16 (см. фиг.2) гибкого вала 15, взаимодействуя со втулкой 3 (см. фиг.1), обеспечивает вращение без биения промежуточного вала 12 (см. фиг.2), а нижний центратор 17, вращаясь внутри выходной направляющей втулки 4 (см. фиг.1), обеспечивает центровку сверла 18 (см. фиг.2) и беспрепятственное, без «рыскания» начало сверления.In this case, the upper centralizer 16 (see Fig. 2) of the flexible shaft 15, interacting with the sleeve 3 (see Fig. 1), provides rotation without beating of the intermediate shaft 12 (see Fig. 2), and the lower centralizer 17, rotating inside output guide sleeve 4 (see figure 1), provides alignment of the drill 18 (see figure 2) and unobstructed, without "yaw" the beginning of drilling.

Сначала сверлит ступень 23 (см. фиг.3) меньшего диаметра, а когда кончик сверла 18 начинает выходить с обратной стороны стенки обсадной колонны, в работу вступает большая 24 ступень сверла, предотвращая «проваливании» и заклинивание сверла 18. Далее меньшая ступень 23 проходит насквозь, а сверление продолжается до упора втулки 21 (см. фиг.2) в стенку обсадной колонны. После этого сверло 18 перестает сверлить, не оказывает сопротивления и свободно вращается с упором через втулку 21 и подшипник 20 в ограничитель хода 19. Это приводит к снижению расхода и давления закачиваемой жидкости, что служит сигналом окончания сверления.First, drill a step 23 (see FIG. 3) of a smaller diameter, and when the tip of the drill 18 begins to exit from the back of the casing wall, a large 24 step of the drill comes into operation, preventing the drill from “falling through” and jamming 18. Next, the smaller step 23 passes through, and drilling continues until the stop sleeve 21 (see figure 2) in the wall of the casing. After that, the drill 18 stops drilling, has no resistance and freely rotates with emphasis through the sleeve 21 and bearing 20 to the travel stop 19. This leads to a decrease in the flow rate and pressure of the injected fluid, which serves as a signal for the completion of drilling.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволит повышать надежность и работоспособность установки для сверления обсадной колонны.Thus, the present invention will improve the reliability and performance of the installation for drilling casing.

Claims (3)

1. Установка для перфорации обсадной колонны в скважине, включающая отклоняющее устройство с изогнутым каналом, спущенное в обсадную колонну на трубах, внутрь которых спущен двигатель с выходным валом, соединенным гибким валом с режущим инструментом, снабженным ограничителем хода, отличающаяся тем, что двигатель снабжен якорем, фиксирующим его относительно труб, а между выходным и гибким валами установлен промежуточный вал с грузом, соединенный с выходным валом с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом изогнутый канал дополнительно оснащен сверху - входной, а снизу - выходной направляющими втулками, гибкий вал снабжен верхним и нижним центраторами, выполненными с возможностью скользящего взаимодействия соответственно с входной и выходной направляющими втулками.1. Installation for perforating the casing string in the well, including a deflecting device with a bent channel, lowered into the casing pipe, inside which the engine is lowered with an output shaft connected by a flexible shaft to a cutting tool equipped with a travel stop, characterized in that the engine is equipped with an anchor fixing it relative to the pipes, and between the output and flexible shafts there is an intermediate shaft with a load connected to the output shaft with the possibility of limited axial movement, while the bent channel Modes fitted from above - input, and bottom - the output guide bushings, the flexible shaft is provided with upper and lower centralizers, adapted to slide contact, respectively, with inlet and outlet guide bushings. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что режущий инструмент выполнен в виде ступенчатого сверла, сужающегося от гибкого вала.2. Installation according to claim 1, characterized in that the cutting tool is made in the form of a stepped drill, tapering from a flexible shaft. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на конце нижнего центратора установлена втулка с подшипником, выполненная с возможностью вращения и взаимодействия с обсадной колонной после окончания ее перфорации режущим инструментом.3. Installation according to claim 1, characterized in that at the end of the lower centralizer there is a sleeve with a bearing, made with the possibility of rotation and interaction with the casing after the end of its perforation with a cutting tool.

Images