RU2766458C1

RU2766458C1 - Single-sided piercing perforator

Info

Publication number: RU2766458C1
Application number: RU2021106293A
Authority: RU
Inventors: Ильдар Амирович Сулейманов; Баязит Фазитович Габдуллин; Альберт Раилевич Хусаинов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АБМ СЕРВИС ГРУПП"
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2022-03-15

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry, namely to the field of formation secondary exposure by creation of perforation channels in the well. Single-sided piercing perforator includes a housing with a channel for supplying flushing fluid and the possibility of being connected to a pipe string, in the housing with the possibility of movement perpendicular to the central axis there installed is a piston with a cutting tool, on the external surface of which there are water jet channels interconnected through the piston with the pipe string, for the flushing liquid outlet during formation of caverns at secondary opening of the formation. Piston is made cylindrical, and the cutting tool from above and from below has chamfers with an inclination relative to its axis of more than 30°. Housing is connected to the pipe string through a process device consisting of a hollow branch pipe with at least one lower filling and upper drain holes, a cylindrical filter with upper and lower cylindrical bulges, the lower one of which is equipped with an external annular groove, and an upper bushing with a seat for a large waste valve from the mouth, which is tightly installed opposite the drain holes and fixed by at least one shear element. Filter is made with the possibility of hermetic installation by bulges with fixation inside the branch pipe, hermetic overlapping of the filling hole by the lower bulge for its connection with the external groove and formation of external and internal chambers, respectively, outside and inside the filter. Inner chamber from below is equipped with a seat for a small waste valve from the mouth, connected from below by a side channel with an external groove, the external chamber is interconnected by a longitudinal hole in the lower bulge with the channel of the body. Upper bushing is made with possibility of shear elements destruction and displacement downwards with opening of drain holes under excessive pressure from above after interaction with large valve.

EFFECT: ease of manufacture and maintenance due to the use of a cylindrical piston, possibility of filling the pipe string and/or flushing the well during lowering and draining the liquid from the pipe string during lifting, as well as filtering large solid particles from liquid pumped for perforation, thereby excluding clogging of jet channels of cutting tool.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области вторичного вскрытия пласта созданием перфорационных каналов в скважине.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to the field of secondary opening of the formation by creating perforation channels in the well.

Известно устройство для перфорации скважин (патент RU 2043486, Е21В 43/114, опубл. 10.09.1995 г.), содержащее корпус, поршень и пробойник с промывочным каналом, жестко связанный с поршнем, отличающееся тем, что поршень выполнен с сечением в форме прямоугольника с закругленными краями, а пробойник выполнен с проточкой по боковой поверхности с возможностью сообщения заколонного пространства скважины с его колонным пространством в рабочем положении устройства. при этом промывочный канал пробойника выполнен по его оси.A device for perforating wells is known (patent RU 2043486, E21B 43/114, publ. 09/10/1995), containing a housing, a piston and a punch with a flushing channel, rigidly connected to the piston, characterized in that the piston is made with a cross section in the form of a rectangle with rounded edges, and the punch is made with a groove along the side surface with the possibility of communicating the annular space of the well with its column space in the working position of the device. while the flushing channel of the punch is made along its axis.

Недостатками устройства являются сложность изготовления и герметизации поршня, имеющего прямоугольное поперечное сечение с закругленными краями, и цилиндра с внутренней поверхностью, точно соответствующей поверхности поршня, также сложно изготовить пробойник с наружной проточкой по боковому каналу, имеющим промывочный осевой канал, причем боковой и промывочный каналы расположены на поверхностях, взаимодействующих непосредственно прокалываемой обсадной трубой при больших нагрузках (порядка 14 - 20 т на резец), что легко может привести к их деформации и перекрытию как материалом самого пробойника, так и материалом трубы, что затрудняет применение их по прямому назначению, при этом маленький диаметр промывочного канала (для обеспечения гидромониторного воздействия и работоспособности поршня при перфорации) делает невозможным его эффективного использования при спуске устройства в скважину заполненную жидкостью и проведение промывки скважины при спуске, а также осложняет извлечение перфоратора из скважины с низким уровнем жидкости, так как долго сливаемая через промывочный канал жидкость может создать перепад давлений внутреннего и наружного пространств и, как следствие, несанкционированный вылет пробойника с поршнем при подъеме. При перфорации обсадной колонной скважины высокая вероятность перекрытия промывочного канала изнутри твердыми вкраплениями, окалиной, ржавчиной и/или т.п в закачиваемой жидкости, так как часто используют при эксплуатации не новые трубы, техническую воду, скважинную жидкость или т.п. отсутствует фильтрация этой жидкости при нагнетании в цилиндр при перфорации.The disadvantages of the device are the complexity of manufacturing and sealing a piston having a rectangular cross-section with rounded edges, and a cylinder with an inner surface that exactly matches the surface of the piston, it is also difficult to manufacture a punch with an external groove along the side channel having a flushing axial channel, and the side and flushing channels are located on surfaces interacting directly with the pierced casing at high loads (about 14–20 tons per cutter), which can easily lead to their deformation and overlapping both by the material of the punch itself and by the pipe material, which makes it difficult to use them for their intended purpose, while the small diameter of the flushing channel (to ensure the jet action and piston performance during perforation) makes it impossible to effectively use it when lowering the device into a well filled with liquid and flushing the well during descent, and also complicates the extraction of perforate a hole from a well with a low liquid level, since the liquid drained through the flushing channel for a long time can create a pressure difference between the internal and external spaces and, as a result, an unauthorized departure of the punch with the piston during lifting. When perforating a well with a casing string, there is a high probability of blocking the flushing channel from the inside with solid inclusions, scale, rust, and / or the like in the injected fluid, since not new pipes, process water, well fluid, or the like are often used during operation. there is no filtration of this liquid when injected into the cylinder during perforation.

Наиболее близким аналогом является односторонний прокалывающий перфоратор (патент на полезную модель RU 179004, Е21В 43/112, Е21В 43/114, опубл. 24.04.2018 Бюл. № 12), включающий корпус с каналом для подвода промывочной жидкости и с резьбой для крепления перфоратора к колонне труб, в корпусе с возможностью перемещения перпендикулярно центральной оси установлен овальный поршень с возвратными пружинами и режущим инструментом, на наружной поверхности которого выполнены гидромониторные каналы для выхода промывочной жидкости при формировании каверн, отличающийся тем, что в качестве возвратных использованы две плоские пружины, установленные с двух сторон поршня в пазах симметрично относительно центра напротив друг друга и закрепленные винтами, причем пазы в продольном разрезе корпуса повторяют профиль пружины в транспортном положении перфоратора, а на боковой поверхности поршня с двух сторон выполнены дополнительные пазы, которые взаимодействуют с входящими в них ограничительными штифтами.The closest analogue is a one-sided piercing perforator (utility model patent RU 179004, Е21В 43/112, Е21В 43/114, publ. to the pipe string, in the body with the possibility of moving perpendicular to the central axis, an oval piston with return springs and a cutting tool is installed, on the outer surface of which there are jet channels for the outlet of the flushing fluid during the formation of caverns, characterized in that two flat springs are used as return pistons, installed on both sides of the piston in grooves symmetrically relative to the center opposite each other and fixed with screws, the grooves in the longitudinal section of the body repeat the profile of the spring in the transport position of the perforator, and additional grooves are made on the side surface of the piston on both sides, which interact with the restrictive pins included in them .

Недостатками перфоратора являются сложность изготовления и герметизации овального поршня и цилиндра с внутренней поверхностью, точно соответствующей поверхности поршня, при этом маленький диаметр промывочного канала (для обеспечения гидромониторного воздействия и работоспособности поршня при перфорации) делает невозможным его эффективного использования при спуске устройства в скважину заполненную жидкостью и проведение промывки скважины при спуске, а также осложняет извлечение перфоратора из скважины с низким уровнем жидкости, так как долго сливаемая через промывочный канал жидкость может создать перепад давлений внутреннего и наружного пространств и, как следствие, несанкционированный вылет пробойника с поршнем при подъеме, наличие пружин требует дополнительных усилий, создаваемых внутренним давлением, при вторичном вскрытии. При перфорации обсадной колонный скважины высокая вероятность перекрытия промывочного канала изнутри твердыми вкраплениями, окалиной, ржавчиной и/или т.п в закачиваемой жидкости, так как часто используют при эксплуатации не новые трубы, техническую воду, скважинную жидкость или т.п. отсутствует фильтрация этой жидкости при нагнетании в цилиндр при перфорации.The disadvantages of the perforator are the complexity of manufacturing and sealing an oval piston and a cylinder with an inner surface that exactly matches the surface of the piston, while the small diameter of the flushing channel (to ensure the jet action and piston performance during perforation) makes it impossible to effectively use it when lowering the device into a well filled with liquid and flushing the well during descent, and also complicates the removal of the perforator from the well with a low fluid level, since the liquid drained through the flushing channel for a long time can create a pressure difference between the inner and outer spaces and, as a result, an unauthorized departure of the punch with a piston during lifting, the presence of springs requires additional forces created by internal pressure during the secondary opening. When perforating a casing well, there is a high probability of blocking the flushing channel from the inside with solid inclusions, scale, rust, and / or the like in the injected fluid, since not new pipes, industrial water, well fluid, or the like are often used during operation. there is no filtration of this liquid when injected into the cylinder during perforation.

Технической задачей является создание одностороннего прокалывающего скважинного перфоратора простого в изготовлении и обслуживании за счет использования цилиндрического поршня, позволяющего производить заполнение колонны труб и/или промывку скважины при спуске, слив жидкости из колонны труб при подъеме и отфильтровывать крупные твердые элементы из закачиваемой для перфорации жидкости, исключая засорение гидромониторных каналов режущего инструмента.The technical problem is to provide a single-sided piercing downhole perforator that is easy to manufacture and maintain by using a cylindrical piston that allows filling the tubing string and/or flushing the well during descent, draining the liquid from the tubing string while pulling up and filtering large solids from the fluid pumped for perforation, excluding clogging of the jet channels of the cutting tool.

Техническая задача решается односторонним прокалывающим скважинным перфоратором, включающим корпус с каналом для подвода промывочной жидкости и возможностью соединения с колонной труб, в корпусе с возможностью перемещения перпендикулярно центральной оси установлен поршень с режущим инструментом, на наружной поверхности которого выполнены гидромониторные каналы, сообщенные через поршень с колонной труб для выхода промывочной жидкости при формировании каверн при вторичном вскрытии пласта.The technical problem is solved by a one-sided piercing borehole perforator, including a housing with a channel for supplying flushing fluid and the possibility of connection with a pipe string, a piston with a cutting tool is installed in the housing with the possibility of moving perpendicular to the central axis, on the outer surface of which there are hydromonitor channels communicated through the piston with the string pipes for the outlet of the flushing fluid during the formation of caverns during the secondary opening of the formation.

Односторонний прокалывающий скважинный перфоратор отличается он наиболее близкого аналога тем, что поршень изготовлен цилиндрическим, а режущий инструмент сверху и снизу имеет скосы с наклоном относительно своей оси больше 30°, при этом корпус соединен с колонной труб через технологическое устройство, состоящее из полого патрубка с как минимум одним нижними заливочным и верхними сливным отверстиями, цилиндрического фильтра с верхним и нижним цилиндрическими утолщениями, нижнее из которых оснащено наружной кольцевой проточкой, и верхней втулкой с седлом под большой бросовый с устья клапан, герметично установленной напротив сливных отверстий и зафиксированной как минимум одни срезным элементом, фильтр выполнен с возможностью герметичной установки утолщениями с фиксацией внутрь патрубка, герметичным перекрытием нижним утолщением заливного отверстия для сообщения его с наружной проточкой и образованием наружной и внутренней камер соответственно снаружи и внутри фильтра, причем внутренняя камера снизу снабжена седлом под маленький бросовый с устья клапан, сообщённым снизу боковым каналом с наружной проточкой, наружная камера сообщена продольным отверстием в нижнем утолщении с каналом корпуса, а верхняя втулка выполнена с возможностью разрушения срезных элементов и смещением вниз с открытием сливных отверстий под избыточным давление сверху после взаимодействия с большим клапаном.The one-sided piercing borehole perforator differs from its closest analogue in that the piston is made cylindrical, and the cutting tool has bevels at the top and bottom with an inclination relative to its axis of more than 30 °, while the body is connected to the pipe string through a technological device consisting of a hollow pipe with both at least one lower filling and upper drain holes, a cylindrical filter with upper and lower cylindrical thickenings, the lower of which is equipped with an external annular groove, and an upper sleeve with a seat for a large waste valve from the mouth, hermetically installed opposite the drain holes and fixed with at least one shear element , the filter is made with the possibility of hermetic installation by thickenings with fixation inside the pipe, hermetic overlapping by the lower thickening of the filler hole to communicate it with the outer groove and the formation of outer and inner chambers, respectively, outside and inside the filter, and the inner the chamber is equipped with a seat for a small waste valve from the mouth, communicated from below by a side channel with an external groove, the outer chamber is connected by a longitudinal hole in the lower thickening with the body channel, and the upper sleeve is made with the possibility of destroying the shear elements and shifting down with the opening of the drain holes under excess pressure from above after interacting with the large valve.

На фиг. 1 изображен перфоратор в изометрии.In FIG. 1 shows a perforator in isometric view.

На фиг. 2 изображен перфоратор в продольном разрезе.In FIG. 2 shows a perforator in longitudinal section.

На фиг. 3 изображена выноска А фиг. 2.In FIG. 3 shows callout A of FIG. 2.

Односторонний прокалывающий скважинный перфоратор включает корпус 1 (фиг.1 и 2) с каналом 2 (фиг. 2) для подвода промывочной жидкости и возможностью соединения с колонной труб 3 (показаны на фиг. 2 условно). В корпусе 1 (фиг. 2) с возможностью перемещения перпендикулярно центральной оси установлен поршень 4 с режущим инструментом 5, на наружной поверхности которого выполнены гидромониторные каналы 6 (фиг. 1 и 2), сообщенные перепускными каналами 7 (фиг. 2) через поршень 4 с колонной труб 3, для выхода промывочной жидкости при формировании каверн при вторичном вскрытии пласта (не показан). Поршень 5 изготовлен цилиндрическим, а режущий инструмент сверху и снизу имеет скосы 8 (фиг. 1 и 2) и 9 с наклоном α относительно своей оси больше 30°. Корпус 1 (фиг. 2) соединен с колонной труб 3 через технологическое устройство 10, состоящее из полого патрубка 11 с как минимум одним нижними заливочным 12 (фиг. 2 и 3) и верхними 13 (фиг. 1) сливным отверстиями, цилиндрического фильтра 14 (фиг. 2) с верхним 15 и нижним 16 цилиндрическими утолщениями, нижнее 16 (фиг. 3) из которых оснащено наружной кольцевой проточкой 17, и верхней втулкой 18 (фиг. 2) с седлом 19 под большой бросовый с устья клапан 20 (показан условно), герметично установленной напротив сливных отверстий 13 (фиг. 1) и зафиксированной как минимум одни срезным элементом 21 (Фиг. 2). Фильтр 14 выполнен с возможностью герметичной установки утолщениями 15 и 16 с фиксацией (винтом 22, прессовой посадкой, клином или т.п. - последнее не показано, авторы на это не претендуют) внутрь патрубка 11, герметичным перекрытием нижним утолщением 16 заливного отверстия 13 (фиг. 3) для сообщения его с наружной проточкой 17 и образованием наружной 23 (фиг. 2) и внутренней 24 камер соответственно снаружи и внутри фильтра 14. Внутренняя камера 24 снизу снабжена седлом 25 под маленький бросовый с устья клапан 26 (показан условно), сообщённым снизу боковым каналом 27 (фиг. 3) с наружной проточкой 17. Наружная камера 23 (фиг. 2) сообщена продольным отверстием 28 в нижнем утолщении 16 с каналом 2 корпуса 1. Верхняя втулка выполнена с возможностью разрушения срезных элементов 21 и смещением вниз с открытием сливных отверстий 14 (фиг. 1) под избыточным давление сверху после взаимодействия с большим клапаном 20.One-way piercing downhole perforator includes a housing 1 (figure 1 and 2) with a channel 2 (figure 2) for supplying flushing fluid and the ability to connect to the pipe string 3 (shown in Fig. 2 conventionally). In the housing 1 (Fig. 2), a piston 4 with a cutting tool 5 is installed with the possibility of moving perpendicular to the central axis, on the outer surface of which jetting channels 6 (Fig. 1 and 2) are made, communicated by bypass channels 7 (Fig. 2) through the piston 4 with a pipe string 3, for the output of the flushing fluid during the formation of caverns during the secondary opening of the formation (not shown). The piston 5 is made cylindrical, and the cutting tool at the top and bottom has bevels 8 (Fig. 1 and 2) and 9 with an inclination α relative to its axis of more than 30°. The body 1 (Fig. 2) is connected to the pipe string 3 through a technological device 10, consisting of a hollow pipe 11 with at least one lower filling 12 (Fig. 2 and 3) and upper 13 (Fig. 1) drain holes, a cylindrical filter 14 (Fig. 2) with upper 15 and lower 16 cylindrical thickenings, the lower 16 (Fig. 3) of which is equipped with an outer annular groove 17, and an upper sleeve 18 (Fig. 2) with a seat 19 for a large waste valve 20 from the mouth (shown conditionally), hermetically installed opposite the drain holes 13 (Fig. 1) and fixed with at least one shear element 21 (Fig. 2). The filter 14 is made with the possibility of hermetic installation with bulges 15 and 16 with fixation (screw 22, press fit, wedge or the like - the latter is not shown, the authors do not claim it) inside the pipe 11, hermetic overlap with the lower bulge 16 of the filler hole 13 ( Fig. 3) to connect it with the outer groove 17 and the formation of the outer 23 (Fig. 2) and inner 24 chambers, respectively, outside and inside the filter 14. The inner chamber 24 from the bottom is equipped with a seat 25 for a small waste valve 26 from the mouth (shown conditionally), side channel 27 communicated from below (Fig. 3) with an outer groove 17. The outer chamber 23 (Fig. 2) is connected by a longitudinal hole 28 in the lower thickening 16 with the channel 2 of the body 1. The upper sleeve is made with the possibility of destroying the shear elements 21 and shifting down opening of the drain holes 14 (Fig. 1) under excess pressure from above after interaction with the large valve 20.

Конструктивные элементы, технологические соединения, не влияющие на работоспособность перфоратора, и уплотнения на фиг. 1 - 3 не показаны или показаны условно.Structural elements, technological connections that do not affect the performance of the perforator, and seals in Fig. 1 - 3 are not shown or are shown conditionally.

Перфоратор работает следующим образом.Perforator works as follows.

Перед использованием сначала собирают перфоратор. Для этого в патрубок 11 (фиг. 2) технологического устройства 10 вставляют и фиксируют (например, винтом 22) фильтр 14, верхнее 15 и нижнее 16 утолщения которого герметизируют внутреннее пространство патрубка с образованием наружной 23 и внутренней 24 камер фильтра 14. При этом внутренняя камера 24 сообщена через седло 25, боковой канал 27 и проточку 17 (фиг. 3) с заливочным отверстием 12, а наружная камера 23 (фиг. 2) - через продольное отверстие 28 с полостью патрубка 11 ниже фильтра 14. Сверху от фильтра 14 в патрубок 11 вставляют и фиксируют срезными элементами 21 верхнюю втулку 18 для герметизации изнутри сливных отверстий 13 (фиг. 1). Цилиндрический поршень 4 жестко соединяют с режущим инструментом 5, например, винтами 29, и вставляют внутрь корпуса 1 (фиг. 2) до упора. После чего корпус 1 соединяют с патрубком 11 технологического устройства 10, например, резьбовым соединением 30, завершая сборку перфоратора. Фильтр 14 может быть изготовлен в виде патрубка с меткими отверстиями, тонкими щелями, крупными отверстиям с намотанной проволокой снаружи, имеющей небольшие зазоры между витками, (последнее на фиг. 2 не показано) или т.п., авторы на это не претендуют.Before use, the punch is first assembled. To do this, a filter 14 is inserted into the pipe 11 (Fig. 2) of the technological device 10 and fixed (for example, with a screw 22), the upper 15 and lower 16 thickenings of which seal the internal space of the pipe with the formation of the outer 23 and inner 24 chambers of the filter 14. In this case, the inner the chamber 24 is connected through the saddle 25, the side channel 27 and the groove 17 (Fig. 3) with the filling hole 12, and the outer chamber 23 (Fig. 2) through the longitudinal hole 28 with the cavity of the pipe 11 below the filter 14. Above the filter 14 in the pipe 11 is inserted and fixed with shear elements 21, the upper sleeve 18 for sealing the inside of the drain holes 13 (Fig. 1). Cylindrical piston 4 is rigidly connected to the cutting tool 5, for example, screws 29, and inserted into the housing 1 (Fig. 2) until it stops. After that, the housing 1 is connected to the pipe 11 of the technological device 10, for example, by a threaded connection 30, completing the assembly of the perforator. The filter 14 can be made in the form of a branch pipe with well-marked holes, thin slots, large holes with a wire wound on the outside, having small gaps between the turns (the latter is not shown in Fig. 2), or the like, the authors do not claim this.

Собранный перфоратор доставляют к скважине (не показана) и спускают в интервал перфорации обсадной колонны (не показана) на колонне труб 3, которые соединяют с патрубком 11, например, резьбовым соединением 31. При спуске скажённая жидкость через заливное отверстие 12 (фиг. 3), наружную проточку 17 нижнего утолщения 16 и боковой канал 27 свободно заполняет внутреннюю камеру 24 (фиг. 2) фильтра 14 и далее патрубок 11 и колонну труб 3. При необходимости промывки ствола скважины в колонну труб 3 устьевым агрегатом (не показан) нагнетают промывочную жидкость, которая под давлением через боковой канал 27 (фиг. 3) наружную проточку 17 нижнего утолщения 16 и заливное отверстие 12 направляется в основном внутрь скважины, так как сопротивление фильтра 14 (фиг. 2) значительно превосходит сопротивление боковой канала 27 и заливного отверстия 12. По завершению промывки уровень внутри колонны труб 3 и скважины снижается синхронно из-за наличия для сообщения боковой канала 27, проточки 17 (фиг. 3) и заливного отверстия 13. По завершению спуска и в колонну труб 3 (фиг. 2) кидают маленький клапан 26 (например, шар), который взаимодействуя с седлом 25 внутренней камеры 24 перекрывает переток жидкости из колонны труб 3 и патрубка 11 через боковой канал 27 и заливное отверстие 12 внутрь скважины. В результате закачки жидкости в колонну труб 3, она попадает в патрубок 11 и внутреннюю камеру 24, откуда, проходя через фильтр 14 и очищаясь от крупных твердых частиц жидкость попадает в наружную камеру 23. Из наружной камеры 23 жидкость по продольному отверстию 28 и каналу 2 направляется внутрь корпуса 1. Повышая производительность устьевого насоса через колонну труб 4 в корпуса 1 под поршнем 4со стороны закрытого части создаётся избыточное давление, так как пропускная способность перепускных каналов 7 с гидромониторными каналами 6 на конце режущего инструмента 6 значительно меньше пропускной способности канала 2 корпуса 1. Под действием избыточного давления поршень 4 выходит из корпуса 1 вместе с режущим инструментом 5, который прокалывает обсадную колонну скважины, производя вторичное вскрытие пласта (не показан). А мощная и тонкая струя бьющая из гидромониторных каналов 6, которые не засоряются из-за отсутствия крупных частиц в прокачиваемой жидкости, размывает породу пласта вокруг конца режущего инструмента 5, увеличивая площадь фильтрации продукции данного продуктивного пласта. Для извлечения режущего инструмента 5 из обсадной колонны в колонне труб необходимо снизить уровень жидкости до скважинного уровня жидкости., поэтому с устья скважины сбрасывают большой клапан 220 (например, шар), который взаимодействуя с седлом 19 втулки 18, перекрывает возможность перетока жидкости сверху вниз через втулку 18. В колонне труб 3 создают избыточное давление, под действием которого разрушаются срезные элементы 21, а втулка 18 перемещается вниз до открытия сливных отверстий 13 (фиг. 1), что фиксируется падением давления на устьевом насосном агрегате и/или циркуляцией жидкости из скважины. Через сливные отверстия жидкость из колонны труб 3 (фиг. 2) сливается в скважину, выравнивая давление. После чего рассаживанием колонны труб 4 вверх-вниз, за счет скосов 8 (фиг. 1 и 2) и 9 режущего инструмента 5 с наклоном α относительно своей оси больше 30°, что гораздо больше угла заклинивания, и создаёт достаточную реакцию отверстия (не показано) в обсадной колонне, направленную на режущий инструмент 5 в сторону корпуса 1 для входа поршня с режущим инструментов внутрь корпуса 1. Затем перфоратор на колонне труб 3 извлекают из скважины, а жидкость из колонны труб при этом через сливное отверстие 13 (фиг. 1) выливается внутрь скважины без излива жидкости на устье скважины и создания избыточного давления в корпусе 1, исключая несанкционированные вылет поршня 4 с режущим инструментом 5 наружу.The assembled perforator is delivered to the well (not shown) and lowered into the perforation interval of the casing string (not shown) on a string of pipes 3, which are connected to the branch pipe 11, for example, by a threaded connection 31. When lowering, said fluid through the filling hole 12 (Fig. 3) , the outer groove 17 of the lower thickening 16 and the side channel 27 freely fills the inner chamber 24 (Fig. 2) of the filter 14 and then the branch pipe 11 and the pipe string 3. , which under pressure through the side channel 27 (Fig. 3) the outer groove 17 of the lower thickening 16 and the filler hole 12 is directed mainly into the well, since the resistance of the filter 14 (Fig. 2) significantly exceeds the resistance of the side channel 27 and the filler hole 12. Upon completion of flushing, the level inside the pipe string 3 and the well decreases synchronously due to the presence of a side channel 27 for communication, a groove 17 (Fig. 3) and filler hole 13. Upon completion of the descent and into the pipe string 3 (Fig. 2) they throw a small valve 26 (for example, a ball), which, interacting with the seat 25 of the inner chamber 24, blocks the flow of fluid from the pipe string 3 and pipe 11 through the side channel 27 and the filling hole 12 into the well. As a result of pumping liquid into the pipe string 3, it enters the pipe 11 and the inner chamber 24, from where, passing through the filter 14 and being cleaned of large solid particles, the liquid enters the outer chamber 23. From the outer chamber 23, the liquid through the longitudinal hole 28 and channel 2 is directed inside the housing 1. Increasing the productivity of the wellhead pump through the pipe string 4 into the housing 1 under the piston 4 from the side of the closed part, excess pressure is created, since the throughput of the bypass channels 7 with jet channels 6 at the end of the cutting tool 6 is much less than the throughput of the channel 2 of the housing 1 Under the action of excess pressure, the piston 4 comes out of the body 1 together with the cutting tool 5, which pierces the well casing, performing a secondary opening of the formation (not shown). And a powerful and thin jet hitting from jet channels 6, which do not clog due to the absence of large particles in the pumped liquid, erodes the formation rock around the end of the cutting tool 5, increasing the filtration area of the production of this productive formation. To extract the cutting tool 5 from the casing in the pipe string, it is necessary to lower the liquid level to the downhole liquid level. Therefore, a large valve 220 (for example, a ball) is dropped from the wellhead, which, interacting with the seat 19 of the sleeve 18, blocks the possibility of fluid flow from top to bottom through sleeve 18. Excessive pressure is created in the pipe string 3, under the influence of which shear elements 21 are destroyed, and the sleeve 18 moves down until the drain holes 13 open (Fig. 1), which is fixed by the pressure drop on the wellhead pumping unit and / or the circulation of fluid from the well . Through the drain holes, the liquid from the pipe string 3 (Fig. 2) is drained into the well, equalizing the pressure. After that, by seating the pipe string 4 up and down, due to the bevels 8 (Fig. 1 and 2) and 9 of the cutting tool 5 with an inclination α relative to its axis of more than 30°, which is much larger than the wedging angle, and creates a sufficient response of the hole (not shown ) in the casing directed to the cutting tool 5 towards the body 1 for the piston with the cutting tools to enter the body 1. Then the perforator on the pipe string 3 is removed from the well, and the liquid from the pipe string is removed through the drain hole 13 (Fig. 1) pours into the well without spilling liquid at the wellhead and creating excess pressure in the housing 1, excluding unauthorized departure of the piston 4 with the cutting tool 5 to the outside.

Предлагаемый односторонний прокалывающий скважинный перфоратор прост в изготовлении и обслуживании за счет использования цилиндрического поршня, при этом позволяет производить заполнение колонны труб и/или промывку скважины при спуске и слив жидкости из колонны труб при подъеме, также позволяет отфильтровывать крупные твердые частицы из закачиваемой для перфорации жидкости, исключая тем самым засорение гидромониторных каналов режущего инструмента.The proposed single-sided piercing downhole perforator is easy to manufacture and maintain due to the use of a cylindrical piston, while allowing the filling of the tubing string and/or flushing the well when running in and draining the liquid from the tubing string while lifting, and also allows filtering large solids from the fluid injected for perforation , thereby eliminating clogging of the jet channels of the cutting tool.

Claims

Односторонний прокалывающий скважинный перфоратор, включающий корпус с каналом для подвода промывочной жидкости и возможностью соединения с колонной труб, в корпусе с возможностью перемещения перпендикулярно центральной оси установлен поршень с режущим инструментом, на наружной поверхности которого выполнены гидромониторные каналы, сообщенные через поршень с колонной труб, для выхода промывочной жидкости при формировании каверн при вторичном вскрытии пласта, отличающийся тем, что поршень изготовлен цилиндрическим, а режущий инструмент сверху и снизу имеет скосы с наклоном относительно своей оси больше 30°, при этом корпус соединен с колонной труб через технологическое устройство, состоящее из полого патрубка с как минимум одним нижним заливочным и верхним сливным отверстиями, цилиндрического фильтра с верхним и нижним цилиндрическими утолщениями, нижнее из которых оснащено наружной кольцевой проточкой, и верхней втулкой с седлом под большой бросовый с устья клапан, герметично установленной напротив сливных отверстий и зафиксированной как минимум одним срезным элементом, фильтр выполнен с возможностью герметичной установки утолщениями с фиксацией внутрь патрубка, герметичным перекрытием нижним утолщением заливного отверстия для сообщения его с наружной проточкой и образованием наружной и внутренней камер соответственно снаружи и внутри фильтра, причем внутренняя камера снизу снабжена седлом под маленький бросовый с устья клапан, сообщённым снизу боковым каналом с наружной проточкой, наружная камера сообщена продольным отверстием в нижнем утолщении с каналом корпуса, а верхняя втулка выполнена с возможностью разрушения срезных элементов и смещением вниз с открытием сливных отверстий под избыточным давлением сверху после взаимодействия с большим клапаном.A one-sided piercing downhole perforator, comprising a housing with a channel for supplying a flushing fluid and the possibility of connection with a pipe string, a piston with a cutting tool is installed in the housing with the possibility of movement perpendicular to the central axis, on the outer surface of which there are jetting channels communicated through the piston with the pipe string, for the outlet of the flushing fluid during the formation of caverns during the secondary opening of the formation, characterized in that the piston is made cylindrical, and the cutting tool has bevels at the top and bottom with an inclination relative to its axis of more than 30°, while the body is connected to the pipe string through a technological device consisting of a hollow branch pipe with at least one lower filling and upper drain holes, a cylindrical filter with upper and lower cylindrical thickenings, the lower of which is equipped with an external annular groove, and an upper sleeve with a seat for a large waste valve from the mouth, hermetically installed located opposite the drain holes and fixed by at least one shear element, the filter is made with the possibility of hermetic installation by thickenings with fixation inside the branch pipe, hermetic overlapping by the lower thickening of the filler hole to communicate it with the outer groove and the formation of outer and inner chambers, respectively, outside and inside the filter, and the inner the bottom chamber is equipped with a seat for a small waste valve from the mouth, communicated from below by a side channel with an external groove, the outer chamber is connected by a longitudinal hole in the lower thickening with the body channel, and the upper sleeve is made with the possibility of destroying the shear elements and shifting down with the opening of drain holes under excessive pressure from above after interacting with the large valve.