RU2436937C1 - Perforator for making channels in cased well - Google Patents

Perforator for making channels in cased well Download PDF

Info

Publication number
RU2436937C1
RU2436937C1 RU2010109370/03A RU2010109370A RU2436937C1 RU 2436937 C1 RU2436937 C1 RU 2436937C1 RU 2010109370/03 A RU2010109370/03 A RU 2010109370/03A RU 2010109370 A RU2010109370 A RU 2010109370A RU 2436937 C1 RU2436937 C1 RU 2436937C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drive
bit
hydraulic
carriage
rotation
Prior art date
Application number
RU2010109370/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010109370A (en
Inventor
Николай Валентинович Степанов (RU)
Николай Валентинович Степанов
Original Assignee
Николай Валентинович Степанов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Валентинович Степанов filed Critical Николай Валентинович Степанов
Priority to RU2010109370/03A priority Critical patent/RU2436937C1/en
Publication of RU2010109370A publication Critical patent/RU2010109370A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2436937C1 publication Critical patent/RU2436937C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: gas and oil production.
SUBSTANCE: perforator for making channels in cased well consists of case with moveable carriage. The lowered on pipes case has a tool in form of a drill making holes in the casing. The tool is equipped with a hydraulic drive of lengthwise displacement communicated with a cavity of pipes and furnished with a rotation drive. Further, the perforator consists of a bit for drilling rock and set on a hollow flexible shaft connected with a hollow driving shaft equipped with a hydraulic drive of lengthwise transfer and the rotation drive, of a drive for carriage positioning with a tool opposite the casing or a bit opposite a hole in the casing, of an anchor for fixing the perforator at specified depth and of a hydraulic deflector. The perforator has a reverse drive for positioning the carriage and for rotation of the tool or the flexible shaft with the bit. The bit with the flexible shaft and the hydraulic drive are displaced inside the pipes by means of displacing devices. The anchor is positioned outside the case and is in threaded connection with a sub connected to the case.
EFFECT: avoiding failures in sequence of operations; replacement of worn bits without lifting string and perforation of channels at specified space between them.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и может быть использовано для вторичного вскрытия пластов обсаженных скважин.The invention relates to the field of oil and gas production and can be used for secondary drilling of cased hole formations.

Известно устройство глубокой перфорации обсаженных скважин, включающее спускаемый на трубах в скважину на заданную глубину корпус, содержащий направляющую, кольцевое уплотнение гидропривода вращения и продольного перемещения и гидравлический отклонитель типа поршень-цилиндр, а также анкер, размещенный вне корпуса и связанный с ним резьбовым соединением посредством переводника. При помощи средств перемещения внутри колонны труб спускают гидропривод вращения и продольного перемещения, соединенный с гибким валом, снабженным разрушающей головкой. Гидропривод состоит из последовательно установленных гидравлического двигателя и привода продольного перемещения типа поршень-цилиндр, причем при достижении заданной глубины перфорации поршень садится в гнездо цилиндра, создавая избыточное давление, индицирующее окончание процесса перфорации [1].A device for deep perforation of cased wells, including a housing lowered on pipes to a predetermined depth, comprising a guide, an annular seal of a hydraulic actuator for rotation and longitudinal movement and a hydraulic diverter of the piston-cylinder type, as well as an anchor located outside the housing and connected to it by a threaded connection sub Using means of movement inside the pipe string, the hydraulic drive of rotation and longitudinal movement is connected, connected to a flexible shaft provided with a destructive head. The hydraulic actuator consists of a sequentially installed hydraulic motor and a piston-to-cylinder longitudinal displacement drive; moreover, when a predetermined perforation depth is reached, the piston sits in the cylinder seat, creating excessive pressure, indicating the end of the perforation process [1].

Недостатки устройства следующие.The disadvantages of the device are as follows.

1. Операции сверления и бурения производятся одной и той же разрушающей головкой. Однако алмазный инструмент не обеспечивает эффективное сверление металла обсадных труб, а твердосплавный - достаточно глубокое бурение.1. Drilling and drilling operations are performed by the same destructive head. However, a diamond tool does not provide efficient drilling of casing metal, and carbide does not allow for sufficiently deep drilling.

2. Сверление металла при помощи гибкого вала головкой большего диаметра, чем вал в направляющей еще большего диаметра, также неэффективно, т.к. возникают значительные биения гибкого вала. Биения и удары приводят к разрушению гибкого вала и других элементов привода.2. Drilling metal using a flexible shaft with a head of a larger diameter than the shaft in the guide of an even larger diameter is also inefficient, because significant beating of the flexible shaft occurs. Beats and blows lead to the destruction of the flexible shaft and other drive elements.

3. Двигатели малого диаметра, спускаемые на тросе внутри насосно-компрессорных труб, имеют небольшую мощность. Это снижает скорость разрушения и производительность устройства.3. Small diameter engines, pulled on a cable inside the tubing, have little power. This reduces the rate of destruction and the performance of the device.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для бурения глубоких перфорационных каналов в горных породах, включающее спускаемый на трубах корпус с подвижной кареткой, содержащей инструмент для получения отверстия в обсадной колонне с гидроприводом продольного перемещения, сообщающимся с полостью труб и снабженным приводом вращения, долото для бурения горной породы, установленное на полом гибком валу, соединенном с полым ведущим валом, снабженным гидроприводом продольного перемещения и приводом вращения, а также привод для позиционирования каретки с инструментом напротив обсадной колонны или долота напротив отверстия в обсадной колонне. Устройство содержит также якорь для фиксации перфоратора на заданной глубине и гидравлический отклонитель.The closest technical solution (prototype) is a device for drilling deep perforation channels in rocks, including a pipe-lowered housing with a movable carriage containing a tool for making holes in the casing with a longitudinal hydraulic drive communicating with the pipe cavity and equipped with a rotation drive, a bit for rock drilling, mounted on a hollow flexible shaft connected to a hollow drive shaft, equipped with a hydraulic drive for longitudinal movement and a rotation drive, and also a drive for positioning the carriage with the tool opposite the casing or bit opposite the hole in the casing. The device also contains an anchor for fixing the hammer at a given depth and a hydraulic diverter.

Устройство спускают на трубах на требуемую глубину, заякоривают, перемещают каретку в исходное положение и производят сверление. Затем производят перемещение каретки, устанавливая на его место долото, позиционируя его соосно с полученным отверстием в обсадной колонне. Производят бурение горной породы долотом с промывкой канала вращением гибкого вала, снабженного гидравлическим двигателем, с продольным перемещением поршневым гидроприводом. После окончания бурения втягивают гибкий вал с долотом в корпус устройства и перемещают каретку в исходное положение. Все операции по сверлению и бурению осуществляются семью последовательными циклами нагнетания и сброса давления на устье скважины, воздействующими на клапаны блока управления, запрограммированного на определенную последовательность операций и выдающего гидравлические сигналы на соответствующие исполнительные механизмы.The device is lowered onto the pipes to the required depth, anchored, the carriage is moved to its original position and drilling is performed. Then the carriage is moved, installing a bit in its place, positioning it coaxially with the hole obtained in the casing. Rock is drilled with a chisel with a channel flushing by rotation of a flexible shaft equipped with a hydraulic motor with longitudinal displacement by a piston hydraulic drive. After drilling, retract the flexible shaft with a chisel into the device body and move the carriage to its original position. All drilling and drilling operations are carried out in seven successive cycles of injection and pressure relief at the wellhead, acting on the valves of the control unit, programmed for a specific sequence of operations and issuing hydraulic signals to the appropriate actuators.

Для получения каждого последующего канала освобождают якорь, перемещают колонну в требуемое положение и вновь заякоривают [2].To obtain each subsequent channel, the anchor is released, the column is moved to the desired position and anchored again [2].

Устройство имеет следующие недостатки.The device has the following disadvantages.

1. В процессе работы насоса на поверхности возможны сбросы давления вследствие поломки насоса, отключения электроэнергии и других причин, поэтому использование гидравлической системы управления работой устройства нагнетанием и сбросом давления с поверхности может привести к сбою в его работе.1. During the operation of the pump on the surface, pressure drops are possible due to breakdown of the pump, power outages and other reasons, therefore, the use of a hydraulic system to control the operation of the device by pumping and releasing pressure from the surface can lead to a malfunction.

2. Для смены изношенного долота требуются значительные затраты времени и средств, т.к. необходимо поднять на трубах все устройство.2. To change a worn bit requires a significant investment of time and money, because it is necessary to lift the entire device on the pipes.

3. Для получения последующих перфорационных каналов необходимо срывать якорь и производить перемещение колонны труб, что не позволяет на больших глубинах получать равномерно расположенные каналы.3. To obtain subsequent perforation channels, it is necessary to break the anchor and move the pipe string, which does not allow to obtain evenly spaced channels at great depths.

Задачей изобретения является создание перфоратора, в котором исключается сбой в последовательности проведения операций при работе устройства, смена изношенного долота производится без подъема колонны труб и перфорация каналов с заданным расстоянием между ними.The objective of the invention is to create a perforator, which eliminates a malfunction in the sequence of operations during operation of the device, the change of a worn bit is performed without lifting the pipe string and perforation of the channels with a given distance between them.

Для успешного решения поставленной задачи в известном перфораторе для получения каналов в обсаженной скважине, включающем спускаемый на трубах корпус с подвижной кареткой, содержащей инструмент для получения отверстия в обсадной колонне с гидроприводом продольного перемещения, сообщающимся с полостью труб и снабженным приводом вращения, долото для бурения горной породы, установленное на полом гибком валу, соединенном с полым ведущим валом, снабженным гидроприводом продольного перемещения и приводом вращения, а также привод для позиционирования каретки с инструментом напротив обсадной колонны или долота напротив отверстия в обсадной колонне и якорь для фиксации перфоратора на заданной глубине и гидравлический отклонитель, содержит реверсивный привод для позиционирования каретки и вращения сверла или гибкого вала с долотом, причем долото с гибким валом и гидроприводом выполнены с возможностью перемещения внутри труб средствами перемещения, а якорь установлен вне корпуса и находится в резьбовом соединении с переводником, соединенным с корпусом; каретка позиционируется при помощи передачи винт-гайка, выполненной с возможностью вращения винта реверсивным приводом без перемещения гайки в крайних положениях, а передача вращения сверлу или долоту производится при помощи муфт одностороннего вращения; гидропривод установленного на гибком валу долота состоит из полого ведущего вала, выполненного с возможностью продольного перемещения и подвижного соединения с приводом вращения и имеющего утолщение, образующее с трубами негерметизированную пару типа поршень-цилиндр и выполненное с возможностью посадки и перекрытия гидравлических каналов в гнезде корпуса перфоратора; гидропривод содержит перфорированный сверху цилиндр с гнездом и гидравлическими каналами, соединенный со средствами перемещения и выполненный с возможностью продольного перемещения и соединения с приводом вращения, причем цилиндр гидропривода находится в подвижном соединении с ведущим валом, имеющим утолщение, образующее с цилиндром негерметизированную пару поршень-цилиндр и выполненное с возможностью посадки и перекрытия гидравлических каналов в гнезде цилиндра.To successfully solve the problem in the well-known perforator for receiving channels in a cased hole, including a pipe housing with a movable carriage containing a tool for making holes in the casing with a hydraulic drive of longitudinal movement, communicating with the pipe cavity and equipped with a rotation drive, a drill bit for mining rocks mounted on a hollow flexible shaft connected to a hollow drive shaft equipped with a hydraulic drive for longitudinal movement and a rotation drive, as well as a drive for positions ionization of the carriage with the tool opposite the casing or bit opposite the hole in the casing and the anchor for fixing the punch at a given depth and a hydraulic diverter, contains a reversible drive for positioning the carriage and rotate the drill or flexible shaft with a bit, and the bit with a flexible shaft and hydraulic drive is made with the ability to move inside the pipes by means of movement, and the anchor is installed outside the housing and is in threaded connection with a sub connected to the housing; the carriage is positioned by means of a screw-nut transmission made with the possibility of rotation of the screw by a reversible drive without moving the nut in extreme positions, and the rotation is transmitted to the drill or bit by means of one-way rotation couplings; the hydraulic actuator of the bit mounted on the flexible shaft consists of a hollow drive shaft, made with the possibility of longitudinal movement and movable connection with a rotation drive and having a thickening, forming an unsealed piston-cylinder pair with pipes and made with the possibility of landing and overlapping hydraulic channels in the socket of the perforator body; the hydraulic actuator comprises a cylinder perforated above with a seat and hydraulic channels, connected to moving means and capable of longitudinal movement and connection with a rotation drive, the hydraulic drive cylinder being in movable connection with the drive shaft having a thickening forming an unsealed piston-cylinder pair with the cylinder and made with the possibility of landing and overlapping hydraulic channels in the cylinder seat.

Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, за счет использования возможности перемещения тросом гибкого вала с долотом и гидроприводом для смены долота, системы управления, состоящей из привода позиционирования каретки посредством реверсивного вращения двигателя с попеременным вращением сверла или долота при помощи муфт одностороннего вращения, а также перемещения корпуса перфоратора по винтовой линии после каждой перфорации без срыва якоря.These signs can eliminate the disadvantages inherent in the prototype by using the ability to move the cable of a flexible shaft with a bit and a hydraulic actuator to change the bit, a control system consisting of a drive for positioning the carriage by reversing the rotation of the engine with alternating rotation of the drill or bit using one-way rotary couplings, and also moving the puncher body along a helix after each perforation without breaking the anchor.

Нам не известны перфораторы, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого устройства требованиям, предъявляемым к изобретениям.We do not know perforators with a combination of the above features, which means that the proposed device meets the requirements for inventions.

На фиг.1 схематично изображен перфоратор для получения каналов в обсаженных скважинах в положении сверления обсадной колонны, а на фиг.2 - вариант осуществления гидропривода долота.Figure 1 schematically shows a perforator for receiving channels in cased holes in the position of drilling a casing string, and figure 2 is an embodiment of a hydraulic bit.

Перфоратор содержит спускаемый на трубах 1 корпус 2, соединенный с якорем 3 переводником 4 с резьбой с крупным шагом. В корпусе 2 установлена каретка 5 для последовательного позиционирования инструмента 6, например сверла, для получения отверстия в обсадной колонне, а затем долота 7 напротив этого отверстия. Расстояние между осями сверла 6 и долота 7 равно перемещению каретки 5, находящейся в шпоночном соединении с корпусом 2.The perforator comprises a housing 2, which is run on pipes 1, connected to an anchor 3, a sub 4 with a thread with a large pitch. In the housing 2, a carriage 5 is installed for sequentially positioning the tool 6, for example, a drill, to obtain a hole in the casing, and then a bit 7 opposite this hole. The distance between the axes of the drill 6 and the bit 7 is equal to the movement of the carriage 5, which is in key connection with the housing 2.

В верхнем положении каретки 5 производится сверление обсадной колонны сверлом 6. В нижнем положении каретки 5 производится бурение горной породы долотом 7. Перемещение каретки 5 в верхнее и нижнее положения производится при помощи передачи 8 винт-гайка посредством вращения винта 9 реверсивным двигателем 10. Гайка 11 зафиксирована в каретке 5. Передача 8 винт-гайка выполнена таким образом, что в верхнем и нижнем положениях гайка 11 и каретка 5 не перемещаются при вращении двигателя 10.In the upper position of the carriage 5, the casing is drilled with a drill 6. In the lower position of the carriage 5, rock is drilled with a chisel 7. The carriage 5 is moved to the upper and lower positions by transferring 8 screw-nut by rotating the screw 9 with a reversing motor 10. Nut 11 fixed in the carriage 5. The transmission 8 screw-nut is made in such a way that in the upper and lower positions the nut 11 and the carriage 5 do not move when the engine 10 is rotated.

Сверло 6 имеет подпружиненный гидропривод 12 продольного перемещения типа поршень-цилиндр, соединенный с полостью труб, и привод 13 вращения, выполненный в виде червячной передачи.The drill 6 has a spring-loaded hydraulic actuator 12 for longitudinal movement of the piston-cylinder type connected to the pipe cavity, and a rotation drive 13 made in the form of a worm gear.

Долото 7 соединено с полым гибким валом 14, установленным в направляющей 15, нижняя часть которой перемещается вместе с кареткой 5. Гибкий вал 14 соединен с полым приводным валом 16. Гидропривод 17 продольного перемещения долота 7 обеспечивается утолщением 18 приводного вала 16, образующим с полостью колонны труб 1 негерметизированную пару типа поршень-цилиндр и сообщающимся гидравлическим каналом 19 с полостью скважины. Утолщение 18 в нижнем положении входит в герметичное соединение с сопрягаемой поверхностью гнезда 20. Вращение приводному валу 16 передается посредством шпоночного соединения 21 с зубчатой передачей 22 привода реверсивного двигателя 10.The bit 7 is connected to a hollow flexible shaft 14 installed in the guide 15, the lower part of which moves together with the carriage 5. The flexible shaft 14 is connected to the hollow drive shaft 16. The hydraulic drive 17 for the longitudinal movement of the bit 7 is provided by a thickening 18 of the drive shaft 16, forming a column cavity pipes 1 unsealed pair of piston-cylinder type and communicating hydraulic channel 19 with the cavity of the well. The thickening 18 in the lower position is tightly connected to the mating surface of the seat 20. The rotation of the drive shaft 16 is transmitted by means of a keyway 21 with the gear gear 22 of the drive of the reversing motor 10.

Гибкий вал 14 с долотом 7 и их гидропривод 17 продольного перемещения выполнены с возможностью перемещения внутри труб 1 при помощи средств перемещения, например троса 23.A flexible shaft 14 with a bit 7 and their hydraulic actuator 17 of longitudinal movement are made with the possibility of movement inside the pipes 1 using means of movement, such as a cable 23.

Привод во вращение осуществляется при помощи реверсивного электродвигателя 10, соединенного кабелем со станцией управления, установленной на поверхности (не показаны). Вал 24 двигателя 10 соединен посредством храпового механизма 25 и раздаточного узла 26 с винтом 9 каретки 5, валом 27 привода долота 7 и шлицевым валом 28 привода сверла 6. Передача вращения долоту 7 и сверлу 6 производится только в одном направлении при помощи муфт 29 и 30 одностороннего вращения, например обгонных муфт.The rotation drive is carried out using a reversible electric motor 10 connected by a cable to a control station mounted on a surface (not shown). The shaft 24 of the engine 10 is connected via a ratchet mechanism 25 and the dispensing assembly 26 to the screw 9 of the carriage 5, the shaft 27 of the drive of the bit 7 and the spline shaft 28 of the drive of the drill 6. The rotation is transmitted to the bit 7 and the drill 6 in only one direction with the help of couplings 29 and 30 one-way rotation, for example overrunning clutches.

Гидравлический отклонитель 31 типа поршень-цилиндр установлен в корпусе 2 соосно направляющей 15. Полости цилиндров отклонителя 31 и гидропривода продольного перемещения 12 сверла соединены с полостью колонны труб 1 рукавами высокого давления (не показаны) посредством штуцеров 32, 33 и 34. Полости рукавов, отклонителя 31 и гидропривода 12 сверла могут быть заполнены маслом и присоединены к штуцеру 34 посредством разделителя 35. Жидкость ниже гнезда 20 частично сбрасывается в полость 36 позади сверла 6 посредством штуцеров 37 и 38, соединенных рукавом (не показан).A hydraulic diverter 31 of the piston-cylinder type is installed in the housing 2 coaxially with the guide 15. The cavity of the cylinder of the diverter 31 and the hydraulic drive of the longitudinal movement 12 of the drill are connected to the cavity of the pipe string 1 by high pressure hoses (not shown) by fittings 32, 33 and 34. Cavities of the sleeves, diverter 31 and the hydraulic actuator 12 of the drill can be filled with oil and attached to the nozzle 34 by means of a separator 35. The fluid below the socket 20 is partially discharged into the cavity 36 behind the drill 6 through the fittings 37 and 38 connected by a sleeve (not shown).

Для предотвращения влияния веса троса 23 на нагрузку на долото 7 на фиг.2 приведена конструкция гидропривода 17, спускаемого внутри колонны труб 1. Гидропривод 17 содержит дополнительно перфорированный сверху цилиндр 39, имеющий снизу конусную поверхность 40, сопрягаемую с нижней поверхностью утолщения 18, а также шлицевой узел 41. Внутренние шлицы 42 узла 41 входят с подвижное соединение с приводным валом 16, а внешние шлицы 43 выполнены с возможностью создания подвижного соединения со шлицами 44 зубчатой передачи 22. В нижней части трубы 1 имеется конусная поверхность 45, сопрягаемая с конусной поверхностью 40 цилиндра, 39 снабженной отверстиями 46. Ниже конусной поверхности 45 содержатся герметизированные уплотнением 47 отверстия, соединенные с каналом 19 и штуцером 37.To prevent the influence of the weight of the cable 23 on the load on the bit 7, Fig. 2 shows the design of the hydraulic actuator 17, which is lowered inside the pipe string 1. The hydraulic actuator 17 further comprises a cylinder perforated from above 39, having a conical surface 40 from below, mating with the lower surface of the thickening 18, and spline assembly 41. The internal splines 42 of the assembly 41 are movably connected to the drive shaft 16, and the outer splines 43 are configured to make a movable connection to the splines 44 of the gear transmission 22. There is a cone in the lower part of the pipe 1 a clear surface 45 mating with the conical surface 40 of the cylinder 39 provided with openings 46. Below the conical surface 45 there are openings sealed by a seal 47 connected to the channel 19 and the fitting 37.

Перфоратор работает следующим образом.The punch works as follows.

Корпус 2 перфоратора спускают на колонне труб 1 до заданной глубины и фиксируют при помощи якоря 3.The body 2 of the perforator is lowered on the pipe string 1 to a predetermined depth and fixed with an anchor 3.

На тросе 23 внутри труб 1 спускают гибкий вал 14 с долотом 7 и их гидроприводом 17 продольного перемещения.A flexible shaft 14 is lowered on the cable 23 inside the pipes 1 with a bit 7 and their hydraulic drive 17 for longitudinal movement.

Включают реверсивный двигатель 10 в направлении вращения, соответствующем перемещению каретки 5 в верхнее положение. Вал 24 через храповой механизм 25 и раздаточный узел 26 вращает винт 9 передачи 8 винт-гайка качения, перемещая гайку 11 вместе с кареткой 5 в верхнее положение. В данном положении каретка 5 остается все время вращения двигателя 10 в этом направлении. Одновременно происходит передача момента вращения по шлицевому валу 28 через обгонную муфту 30 на привод вращения 13 сверла 6, вращая его. При этом подпружиненное сверло 6 находится внутри каретки 5. Через муфту 29 вращение на долото 7 не передается.Turn on the reversing motor 10 in the direction of rotation corresponding to the movement of the carriage 5 in the upper position. The shaft 24 through the ratchet mechanism 25 and the dispensing unit 26 rotates the screw 9 of the transmission 8 rolling screw-nut, moving the nut 11 together with the carriage 5 to the upper position. In this position, the carriage 5 remains the whole time the engine 10 rotates in this direction. At the same time, the torque is transmitted along the spline shaft 28 through the overrunning clutch 30 to the rotation drive 13 of the drill 6, rotating it. In this case, the spring-loaded drill 6 is located inside the carriage 5. Through the coupling 29, rotation to the bit 7 is not transmitted.

После выдержки времени, необходимого для перемещения каретки 5, нагнетают избыточное давление в колонне труб 1. Давление передается по рукаву высокого давления через штуцера 34 и 32 в полость цилиндра отклонителя 31, прижимающего корпус 2 перфоратора к стенке скважины, при этом переводник 4 допускает небольшие перемещения корпуса 2 в радиальном направлении относительно якоря 3. Одновременно давление через разделитель 35 по рукаву через штуцер 33 подается в полость гидропривода 12 продольного перемещения сверла 6, создавая на нем продольную нагрузку. Кроме того, промывочная жидкость подается в полость 36 посредством штуцеров 37 и 38, омывая сверло 6. Происходит сверление обсадной колонны, при завершении которого сверло 6 совершает холостое вращение. Это приводит к падению тока двигателя 10, которое регистрируется на поверхности и служит сигналом окончания процесса сверления. Гибкий вал 14 с долотом 7 удерживается в исходном состоянии тросом 23.After holding the time required to move the carriage 5, excess pressure is pumped into the pipe string 1. The pressure is transmitted along the high pressure sleeve through the nozzles 34 and 32 to the cavity of the deflector 31, which presses the punch body 2 to the borehole wall, while the sub 4 allows slight movements of the housing 2 in a radial direction relative to the armature 3. Simultaneously, the pressure through the separator 35 along the sleeve through the fitting 33 is supplied to the cavity of the hydraulic actuator 12 for the longitudinal movement of the drill 6, creating a longitudinal load on it zku. In addition, the flushing fluid is supplied into the cavity 36 through fittings 37 and 38, washing the drill 6. There is a drilling of the casing, at the end of which the drill 6 idles. This leads to a drop in the current of the motor 10, which is recorded on the surface and serves as a signal for the end of the drilling process. A flexible shaft 14 with a bit 7 is held in its original state by a cable 23.

Сбрасывают избыточное давление жидкости в трубах 1, что приводит к втягиванию сверла 6 и гидропривода 12 внутрь каретки 5 посредством пружины.Relieve excess fluid pressure in the pipes 1, which leads to the retraction of the drill 6 and the hydraulic actuator 12 inside the carriage 5 by means of a spring.

Производят реверс двигателя 10. Вал 24 через храповой механизм 25 и раздаточный узел 26 вращает винт 9 передачи 8 винт-гайка, перемещая гайку 11 вместе с кареткой 5 в нижнее положение, в котором долото 7 находится напротив отверстия в обсадной колонне, просверленного на предыдущем этапе. В этом положении каретка 5 остается все время вращения двигателя 10 в данном направлении. Одновременно происходит передача момента вращения на вал 27 привода долота и посредством зубчатой передачи 22 и шпоночного соединения 21 на приводной вал 16. При этом приводной вал 16 вращает гибкий вал 14 и долото 7, не совершающее продольного перемещения. Сверло 6 не вращается ввиду наличия обгонной муфты 30. После выдержки времени, достаточного для перемещения каретки 5 в заданное положение, создают избыточное давление в колонне труб 1. Давление, подаваемое на гидропривод 17 продольного перемещения долота 7, создает посредством утолщения 18 продольное усилие на приводном 16 и гибком 14 валах, передающих нагрузку на долото 7. Одновременно производится промывка канала жидкостью, поступающей из труб 1 в валы 16 и 14 и вытекающей из сопла долота 7. Происходит бурение горной породы, после завершения которого утолщение 18 гидропривода 17 садится в сопрягаемую поверхность гнезда 20, что приводит к резкому повышению давления, а долото 7 вращается вхолостую и ток на двигателе 10 снижается.The engine 10 is reversed. The shaft 24 through the ratchet mechanism 25 and the dispensing unit 26 rotates the transmission screw 9 of the screw-nut transmission 8, moving the nut 11 together with the carriage 5 to the lower position, in which the bit 7 is opposite the hole in the casing drilled in the previous step . In this position, the carriage 5 remains the whole time the engine 10 rotates in this direction. At the same time, the torque is transmitted to the bit drive shaft 27 and, by means of a gear transmission 22 and keyway 21, to the drive shaft 16. At the same time, the drive shaft 16 rotates the flexible shaft 14 and the bit 7, which does not perform longitudinal movement. The drill 6 does not rotate due to the presence of an overrunning clutch 30. After holding the time sufficient to move the carriage 5 to a predetermined position, excessive pressure is created in the pipe string 1. The pressure applied to the hydraulic actuator 17 for longitudinal movement of the bit 7 creates a longitudinal force on the drive by means of thickening 18 16 and flexible 14 shafts that transfer the load to the bit 7. At the same time, the channel is flushed with liquid coming from the pipes 1 to the shafts 16 and 14 and flowing out of the nozzle of the bit 7. Rock is drilled, after which rock is drilled. The thickening 18 of the hydraulic actuator 17 sits in the mating surface of the socket 20, which leads to a sharp increase in pressure, and the bit 7 rotates idle and the current on the motor 10 decreases.

Согласно варианту конструкции гидропривода 17 (фиг.2) его перемещают в трубах вниз до упора, при этом шлицы 44 зубчатой передачи 22 входят в соединение со шлицами 43 привода вала 16, а нижняя часть гидропривода 17 герметизируется уплотнением 47. При вращении двигателя 10 момент вращения передается с вала 27 на зубчатую передачу 22, шлицы 44 и 43, 42 узла 41, вращая приводной вал 16. При создании избыточного давления продольная нагрузка передается на долото 7 посредством утолщения 18, приводного 16 и гибкого 14 валов. Часть жидкости проходит через отверстия 46 и поступает в канал 19 и штуцер 37. При завершении процесса бурения конусная поверхность утолщения 18 садится в сопрягаемую поверхность 40 корпуса гидропривода 17, сигнализируя завершение бурения.According to the design of the hydraulic actuator 17 (FIG. 2), it is moved downward in the pipes to the stop, while the splines 44 of the gear 22 are connected to the splines 43 of the drive shaft 16, and the lower part of the hydraulic actuator 17 is sealed by a seal 47. When the engine 10 is rotated, the torque is transmitted from the shaft 27 to the gear 22, the splines 44 and 43, 42 of the node 41, rotating the drive shaft 16. When creating excessive pressure, the longitudinal load is transmitted to the bit 7 by means of a thickening 18, the drive 16 and the flexible shaft 14. Part of the fluid passes through the openings 46 and enters the channel 19 and the fitting 37. At the end of the drilling process, the conical surface of the bulge 18 sits in the mating surface 40 of the hydraulic actuator housing 17, signaling the completion of drilling.

Прекращают бурение и тросом 23 вытаскивают гидропривод 17 и гибкий вал 14 с долотом 7 из пробуренного канала при наличии вращения и циркуляции или без них.They stop drilling and pull out the hydraulic actuator 17 and the flexible shaft 14 with the bit 7 from the drilled channel with or without rotation and circulation, with the cable 23.

Для получения следующего перфорационного канала вращают колонну труб 1 переводником 4 относительно якоря 3 на определенное число витков, перемещая корпус 2 по винтовой линии в заданную точку. Повторяют операции сверления и бурения, описанные выше.To obtain the next perforation channel, the pipe string 1 is rotated by a sub 4 relative to the armature 3 by a certain number of turns, moving the housing 2 along a helical line to a predetermined point. The drilling and drilling operations described above are repeated.

При износе долота 7 производят его подъем на тросе 23 вместе с гидроприводом 17 и гибким валом 14, смену долота 7 и спуск на тросе 23.When the bit 7 is worn, it is lifted on the cable 23 together with the hydraulic actuator 17 and the flexible shaft 14, the bit 7 is changed and the cable is descent 23.

После завершения процесса перфорации срывают якорь 3 и производят подъем перфоратора.After completion of the perforation process, the anchor 3 is torn off and the perforator is hoisted.

Источники информацииInformation sources

1 Патент РФ №2255196 от 27.06.2006 г.1 Patent of the Russian Federation No. 2255196 dated 06/27/2006

2 Патент Канады №2238782 от 11.05.1999 г.2 Canadian Patent No. 2238782 of 05/11/1999.

Claims (4)

1. Перфоратор получения каналов в обсаженной скважине, включающий спускаемый на трубах корпус с подвижной кареткой, содержащей инструмент в виде сверла для получения отверстия в обсадной колонне с гидроприводом продольного перемещения, сообщающимся с полостью труб и снабженным приводом вращения, долото для бурения горной породы, установленное на полом гибком вале, соединенном с полым ведущим валом, снабженным гидроприводом продольного перемещения и приводом вращения, и привод для позиционирования каретки с инструментом напротив обсадной колонны или долота напротив отверстия в обсадной колонне, а также якорь для фиксации перфоратора на заданной глубине и гидравлический отклонитель, отличающийся тем, что содержит реверсивный привод для позиционирования каретки и вращения сверла или гибкого вала с долотом, причем долото с гибким валом и гидроприводом выполнены с возможностью перемещения внутри труб средствами перемещения, а якорь установлен вне корпуса и находится в резьбовом соединении с переводником, соединенным с корпусом.1. A perforator for receiving channels in a cased hole, including a pipe-lowered housing with a movable carriage containing a tool in the form of a drill for receiving a hole in the casing with a longitudinal hydraulic drive communicating with the pipe cavity and equipped with a rotation drive, a rock drill bit installed on a hollow flexible shaft connected to a hollow drive shaft equipped with a hydraulic drive for longitudinal movement and a rotation drive, and a drive for positioning the carriage with a tool opposite the casing string or bit opposite the hole in the casing, as well as an anchor for fixing the punch at a given depth and a hydraulic diverter, characterized in that it contains a reversible drive for positioning the carriage and rotate the drill or flexible shaft with a bit, and the bit with a flexible shaft and hydraulic drive with the possibility of movement inside the pipes by means of movement, and the anchor is installed outside the housing and is in threaded connection with a sub connected to the housing. 2. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что каретка позиционируется при помощи передачи винт-гайка, выполненной с возможностью вращения винта реверсивным приводом без перемещения гайки в крайних положениях, а передача вращения сверлу или долоту производится при помощи муфт одностороннего вращения.2. A rotary hammer according to claim 1, characterized in that the carriage is positioned by means of a screw-nut transmission made with the possibility of rotation of the screw by a reversible drive without moving the nut in extreme positions, and the rotation is transmitted to the drill or bit by means of one-way rotation couplings. 3. Перфоратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что гидропривод установленного на гибком вале долота состоит из полого ведущего вала, выполненного с возможностью продольного перемещения и подвижного соединения с приводом вращения и имеющего утолщение, образующее с трубами негерметизированную пару типа поршень-цилиндр и выполненное с возможностью посадки и перекрытия гидравлических каналов в гнезде корпуса перфоратора.3. A rotary hammer according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic actuator of the bit mounted on the flexible shaft consists of a hollow drive shaft made with the possibility of longitudinal movement and movable connection with a rotation drive and having a thickening forming an unsealed piston-cylinder pair with pipes and made with the possibility of landing and overlapping hydraulic channels in the socket of the drill. 4. Перфоратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что гидропривод содержит перфорированный сверху цилиндр с гнездом и гидравлическими каналами, соединенный со средствами перемещения и выполненный с возможностью продольного перемещения и соединения с приводом вращения, причем цилиндр гидропривода находится в подвижном соединении с ведущим валом, имеющим утолщение, образующее с цилиндром негерметизированную пару поршень-цилиндр и выполненное с возможностью посадки и перекрытия гидравлических каналов в гнезде цилиндра. 4. The hammer drill according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic actuator comprises a cylinder perforated above with a seat and hydraulic channels, connected to the means of movement and made with the possibility of longitudinal movement and connection with the rotation drive, and the hydraulic cylinder is in movable connection with the lead a shaft having a thickening, forming an unsealed piston-cylinder pair with the cylinder and configured to fit and block hydraulic channels in the cylinder seat.
RU2010109370/03A 2010-03-15 2010-03-15 Perforator for making channels in cased well RU2436937C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010109370/03A RU2436937C1 (en) 2010-03-15 2010-03-15 Perforator for making channels in cased well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010109370/03A RU2436937C1 (en) 2010-03-15 2010-03-15 Perforator for making channels in cased well

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010109370A RU2010109370A (en) 2011-09-20
RU2436937C1 true RU2436937C1 (en) 2011-12-20

Family

ID=44758448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010109370/03A RU2436937C1 (en) 2010-03-15 2010-03-15 Perforator for making channels in cased well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2436937C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656062C1 (en) * 2017-04-17 2018-05-30 Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" Hydraulic punch
RU2678252C2 (en) * 2015-01-16 2019-01-24 Сергей Георгиевич Фурсин Perforation channels in the cased well development method
CN111982623A (en) * 2020-08-14 2020-11-24 中国科学院地质与地球物理研究所 Perforation processing system for fracturing test
RU2745088C1 (en) * 2020-09-14 2021-03-19 Георгий Николаевич Филиди Device for deep well perforation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678252C2 (en) * 2015-01-16 2019-01-24 Сергей Георгиевич Фурсин Perforation channels in the cased well development method
RU2656062C1 (en) * 2017-04-17 2018-05-30 Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" Hydraulic punch
CN111982623A (en) * 2020-08-14 2020-11-24 中国科学院地质与地球物理研究所 Perforation processing system for fracturing test
CN111982623B (en) * 2020-08-14 2021-03-16 中国科学院地质与地球物理研究所 Perforation processing system for fracturing test
RU2745088C1 (en) * 2020-09-14 2021-03-19 Георгий Николаевич Филиди Device for deep well perforation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010109370A (en) 2011-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5392858A (en) Milling apparatus and method for well casing
CA2238782C (en) Method and apparatus for radially drilling through well casing and formation
CA2368915C (en) Wireless packer/anchor setting or activation
US10287860B2 (en) Downhole mechanical tubing perforator
NO20172028A1 (en) Downhole Mechanical Percussive Hammer Drill Assembly
RU2436937C1 (en) Perforator for making channels in cased well
EA019105B1 (en) Percussion assisted rotary earth bit and method of operating the same
MXPA06012478A (en) A reciprocable impact hammer.
CN106703728B (en) The two-way displacement apparatus of reciprocating rotary
US5307886A (en) Method for casing a hole drilled in a formation
WO2012069858A2 (en) Downhole drilling tool and bearing assembly
US20170175475A1 (en) Jarring using controllable powered bidirectional mechanical jar
RU2299316C2 (en) Method and device for deep well perforation
US10662744B2 (en) Lateral drilling system
RU2255196C1 (en) Device for drilling deep perforation channels in cased well
RU2457318C2 (en) Method for secondary drilling of productive formation with creation of system from extended drain channels and device for its implementation
CN211524746U (en) Radial windowing and drilling device for underground casing of oil-water well
RU2498051C2 (en) Device for making of deep filtration channel
CN111434883B (en) Oil pipe perforating device
EA019699B1 (en) Method for secondary drilling of productive formation with creation of system of extended drain channels and device for its implementation
CN110821433A (en) Radial windowing and drilling device for underground casing of oil-water well
RU55025U1 (en) DRIVE PERFORATION DEVICES INTENDED FOR PUNCHING WELLS
RU19086U1 (en) DEVICE FOR DEEP PUNCHING OF CUTTING WELLS AND EXECUTIVE PUNCH BODY
RU69915U1 (en) DEVICE FOR GETTING DEEP PERFORATION CHANNELS IN A CASED WELL
RU2750791C1 (en) Apparatus for drilling out compressed plug in borehole

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120316