EA034257B1 - Hydromechanical opening device and turning mechanism for its implementation - Google Patents
Hydromechanical opening device and turning mechanism for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- EA034257B1 EA034257B1 EA201800431A EA201800431A EA034257B1 EA 034257 B1 EA034257 B1 EA 034257B1 EA 201800431 A EA201800431 A EA 201800431A EA 201800431 A EA201800431 A EA 201800431A EA 034257 B1 EA034257 B1 EA 034257B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- coupling
- hollow
- cylindrical body
- rod
- ratchet
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 36
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/112—Perforators with extendable perforating members, e.g. actuated by fluid means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/119—Details, e.g. for locating perforating place or direction
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к устройствам для вскрытия обсадной колонны с обеспечением поворота устройства на заданный угол.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to a device for opening the casing with the rotation of the device at a given angle.
Известно устройство для поворота скважинных приборов, содержащее корпус, поворотный полый вал с соединительной приборной головкой, кабельную головку для соединения с каротажным кабелем. Один конец полого вала связан с электроприводом, а другой конец помещен в подвижный стакан и подпружинен в нем. Корпус и стакан имеют совмещенные сквозные пазы, в которых размещены опорные элементы. Подвижный стакан имеет опорный ролик, а поворотный вал выполнен с кулачковым выступом (патент на изобретение РФ № 2090751, опубл. 20.09.1997).A device for turning downhole tools is known, comprising a housing, a rotary hollow shaft with a connecting instrument head, a cable head for connecting to a wireline cable. One end of the hollow shaft is connected to the electric drive, and the other end is placed in a movable cup and spring loaded in it. The housing and the glass have combined through grooves in which the supporting elements are placed. The movable cup has a support roller, and the rotary shaft is made with a cam protrusion (patent for the invention of the Russian Federation No. 2090751, publ. 09/20/1997).
Известно устройство для перемещения храповым механизмом инструмента обработки пласта для интенсификации притока, содержащее храповый механизм, который содержит соединенные байонетный паз и выступ, причем байонетный паз выполнен в хвостовике, а выступ закреплен на герметичном переводнике (патент на изобретение РФ № 2432451, опубл. 27.10.2011).A device is known for moving the formation treatment tool with a ratchet mechanism for stimulating the influx, comprising a ratchet mechanism that includes a connected bayonet groove and a protrusion, the bayonet groove being made in the shank and the protrusion mounted on a sealed sub (patent for the invention of the Russian Federation No. 2432451, publ. 27.10. 2011).
В результате патентных исследований также выявлены следующие технические решения, относящиеся к данной теме: US 5529127, US 4660637, US 20090107680, СА 1255584, ЕР 0728913.As a result of patent research also identified the following technical solutions related to this topic: US 5529127, US 4660637, US 20090107680, CA 1255584, EP 0728913.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является сверлящий перфоратор, содержащий поворотный механизм, который размещен на полом валу второй ступени планетарного редуктора и расположен в полости, образованной корпусом и кожухом, соединенными подвижно относительно друг друга. Вал второй ступени редуктора на внешней поверхности имеет две подпружиненные в осевом направлении храповые полумуфты. Одна из них выполнена с внутренними шлицами, входящими в зацепление с соответствующими шлицами на внешней поверхности вала. Другая полумуфта имеет радиальные шипы, сопряженные с пазами корпуса подвижно в осевом направлении, а ответные храповые зубья размещены соответственно на заплечиках кожуха и перегородке корпуса. Высота храповых зубьев на перегородке корпуса больше высоты зубьев на заплечиках кожуха (патент на изобретение № 2163294, опубл. 20.02.2001).The closest technical solution selected by the applicant as a prototype is a perforating drill containing a rotary mechanism, which is located on the hollow shaft of the second stage of the planetary gear and is located in the cavity formed by the housing and the casing, movably connected relative to each other. The shaft of the second gear stage on the outer surface has two axially spring-loaded ratchet coupling halves. One of them is made with internal splines that engage with corresponding splines on the outer surface of the shaft. The other coupling half has radial spikes, mating with the grooves of the housing movably in the axial direction, and the response ratchet teeth are located respectively on the shoulders of the casing and the partition of the housing. The height of the ratchet teeth on the partition of the housing is greater than the height of the teeth on the shoulders of the casing (patent for the invention No. 2163294, publ. 02.20.2001).
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и значительное время, затрачиваемое на одну спускоподъемную операцию, что не позволяет обеспечить высокую эффективность процесса вскрытия скважины.The disadvantage of this device is the design complexity and the considerable time spent on one tripping operation, which does not allow to ensure high efficiency of the opening process.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности процесса вскрытия скважины.The technical task of the invention is to increase the efficiency of the opening process of the well.
Достигаемым техническим результатом является обеспечение перфорации скважины за одну спускоподъемную операцию. Дополнительным техническим результатом является сокращение времени на выполнение операции.Achievable technical result is the provision of perforation wells for one tripping operation. An additional technical result is the reduction in time to complete the operation.
Технический результат достигается тем, что гидромеханическое вскрывающее поворотное устройство содержит перфоратор, соединенный с поворотным механизмом, содержащим цилиндрический корпус, в котором размещены подпружиненные в осевом направлении верхнюю и нижнюю храповые полумуфты, которые имеют возможность относительного перемещения, отличающееся тем, что в цилиндрическом корпусе установлен полый подпружиненный шток, в нижней части которого закреплен перфоратор, верхняя часть штока выполнена в виде венца нижней храповой полумуфты, в верхней части корпуса установлена муфта для присоединения устройства к насосно-компрессорным трубам (НКТ), на внутренней поверхности которой закреплена полая направляющая, консоль которой расположена с зазором в верхней части полого штока, а в центральной части направляющей выполнены винтовые пазы, в которые установлены соответствующие винты, жестко закрепленные в верхней храповой полумуфте, при этом в муфте, вокруг полой направляющей, выполнен кольцевой паз, в котором размещена пружина, имеющая возможность взаимодействия с верхней храповой полумуфтой.The technical result is achieved in that the hydromechanical opening rotary device comprises a perforator connected to a rotary mechanism comprising a cylindrical body, in which axially upper and lower ratchet half-couplings are placed, which have the possibility of relative movement, characterized in that the hollow a spring-loaded rod, in the lower part of which a perforator is fixed, the upper part of the rod is made in the form of a crown of the lower ratchet coupling half, a clutch is installed on the upper part of the housing for connecting the device to tubing (tubing), on the inner surface of which a hollow guide is fixed, the console of which is located with a gap in the upper part of the hollow rod, and in the central part of the guide there are screw grooves in which the corresponding screws are installed rigidly fixed in the upper ratchet coupling half, while in the coupling, around the hollow guide, an annular groove is made, in which a spring is placed that can interact with the upper x brine coupling half.
По второму варианту технический результат достигается тем, что поворотный механизм содержит цилиндрический корпус, с размещенными в нем подпружиненными в осевом направлении верхней и нижней храповыми полумуфтами, которые имеют возможность относительного перемещения, причем в цилиндрическом корпусе установлен полый подпружиненный шток, нижняя часть которого предусмотрена для крепления перфоратора, верхняя часть штока выполнена в виде венца нижней храповой полумуфты, в верхней части корпуса установлена муфта для присоединения устройства к насоснокомпрессорным трубам (НКТ), на внутренней поверхности которой закреплена полая направляющая, консоль которой расположена с зазором в верхней части полого штока, а в центральной части направляющей выполнены винтовые пазы, в которые установлены соответствующие винты, жестко закрепленные в верхней храповой полумуфте, при этом в муфте, вокруг полой направляющей, образован кольцевой паз, в котором размещена пружина имеющая возможность взаимодействия с верхней храповой полумуфтой.According to the second embodiment, the technical result is achieved in that the rotary mechanism comprises a cylindrical body, with axial upper and lower ratchet half-couplings housed therein, which are capable of relative movement, wherein a hollow spring-loaded rod is installed in the cylindrical body, the lower part of which is provided for mounting perforator, the upper part of the rod is made in the form of a crown of the lower ratchet half-coupling, in the upper part of the body there is a coupling for attaching the device pumping pipes (tubing), on the inner surface of which a hollow guide is fixed, the console of which is located with a gap in the upper part of the hollow rod, and in the central part of the guide there are screw grooves in which the corresponding screws are mounted, rigidly fixed in the upper ratchet coupling, this in the coupling, around the hollow guide, an annular groove is formed in which a spring is placed that can interact with the upper ratchet coupling.
Сравнение обоих заявляемых технических решений с прототипом показывает, что оно отличается поворотным механизмом следующими отличительными признаками:A comparison of both of the claimed technical solutions with the prototype shows that it differs in a rotary mechanism with the following distinctive features:
в цилиндрическом корпусе установлен полый подпружиненный шток;a hollow spring-loaded rod is installed in the cylindrical body;
верхняя часть штока выполнена в виде венца нижней храповой полумуфты;the upper part of the rod is made in the form of a crown of the lower ratchet coupling half;
в верхней части корпуса установлена муфта для присоединения устройства к НКТ;a clutch is installed in the upper part of the housing for connecting the device to the tubing;
на внутренней поверхности муфты закреплена полая направляющая;a hollow guide is fixed on the inner surface of the coupling;
- 1 034257 консоль полой направляющей расположена с зазором в верхней части полого штока;- 1 034257 the hollow guide console is located with a gap in the upper part of the hollow rod;
в центральной части направляющей выполнены винтовые пазы;screw grooves are made in the central part of the guide;
в винтовые пазы установлены винты, жестко закрепленные в верхней храповой полумуфте;screws are fixed in the screw grooves, rigidly fixed in the upper ratchet coupling half;
в муфте, вокруг полой направляющей, образован кольцевой паз;in the coupling, around the hollow guide, an annular groove is formed;
в кольцевом пазу размещена пружина имеющая возможность взаимодействия с верхней храповой полумуфтой.in the annular groove there is a spring having the ability to interact with the upper ratchet coupling half.
Поэтому можно предположить, что заявляемые технические решения соответствуют критерию Новизна.Therefore, we can assume that the claimed technical solutions meet the criteria of Novelty.
Заявляемые технические решения могут быть изготовлены с использованием известных технологических процессов и оборудования, поэтому они соответствуют критерию Промышленная применимость.The claimed technical solutions can be manufactured using well-known technological processes and equipment, therefore, they meet the criterion of Industrial applicability.
Объединение в одной заявке двух технических решений, соотносящихся друг с другом как целое и его часть, обусловлено единым изобретательским замыслом, который заключается в следующем.The combination in one application of two technical solutions that are related to each other as a whole and its part is due to a single inventive concept, which consists in the following.
Все повороты заявляемого устройства на необходимый угол осуществляются только при подъеме устройства, т.е. во время основной технологической операции, поэтому перфорация обсадной колонны производится за один подъем устройства, при этом этапы вскрытия и этапы подъема производятся последовательно. Дополнительно следует отметить, что данное устройство не требует вмешательство оператора, так как поворот осуществляется автоматически при обратном ходе и после вскрытия в нижнем интервале, что исключает возможные ошибки оператора при работе. Кроме того, поворот устройства не требует подачи электроэнергии и повышения давления, что сокращает время на вскрытие обсадной колонны.All rotations of the claimed device to the required angle are carried out only when lifting the device, i.e. during the main technological operation, therefore, the perforation of the casing is carried out in one lift of the device, while the stages of opening and the stages of lifting are performed sequentially. In addition, it should be noted that this device does not require operator intervention, since the rotation is carried out automatically during the reverse stroke and after opening in the lower interval, which eliminates possible operator errors during operation. In addition, the rotation of the device does not require power supply and pressure increase, which reduces the time for opening the casing.
При проведении патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков выявлена не была, поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию Изобретательский уровень.When conducting patent information research, the claimed combination of features was not identified, therefore, the claimed technical solution meets the criterion of Inventive step.
На фиг. 1 схематично показан поворотный механизм устройства, на фиг. 2 показана полая направляющая.In FIG. 1 schematically shows the rotary mechanism of the device, FIG. 2 shows a hollow guide.
Устройство содержит цилиндрический корпус 1, в котором размещен полый шток 2 с пружиной возврата 3. К нижней части полого штока 2 крепится, например, прокалывающий перфоратор (на фигурах не показан). Верхняя часть штока представляет собой венец нижней храповой полумуфты 4. В верхней части цилиндрического корпуса 1 установлена муфта 5 для присоединения устройства к НКТ. На внутренней поверхности муфты 5 закреплена полая направляющая 6, консоль 7 которой размещена с зазором в верхней части полого штока 2. В центральной части направляющей 6 выполнены винтовые пазы 8, в которые вставлены винты 9, жестко установленные в верхней храповой полумуфте 10. В муфте 5 образован кольцевой паз 11, в котором расположена вспомогательная пружина 12.The device comprises a cylindrical body 1, in which a hollow rod 2 with a return spring 3 is placed. To the lower part of the hollow rod 2, for example, a piercing hammer (not shown in the figures) is attached. The upper part of the rod is the crown of the lower ratchet half-coupling 4. In the upper part of the cylindrical body 1, a coupling 5 is installed to connect the device to the tubing. On the inner surface of the coupling 5, a hollow guide 6 is fixed, the console 7 of which is placed with a gap in the upper part of the hollow rod 2. In the central part of the guide 6 there are screw grooves 8 in which screws 9 are inserted, rigidly installed in the upper ratchet coupling half 10. In the coupling 5 an annular groove 11 is formed in which the auxiliary spring 12 is located.
Устройство работает следующим образом. Устройство с поворотным механизмом опускается на необходимую глубину в обсадной колоне. При движении перфоратора вниз в поворотном механизме высвобождается верхняя храповая полумуфта 10 под действием вспомогательной пружины 11, перемещаясь при этом по направляющей 6 одновременно в осевом и радиальном направлениях за счет того, что в криволинейных пазах 8 расположены винты 9, жестко закрепленные в верхней храповой полумуфте 10. Таким образом, осуществляется перемещение и поворот верхней храповой полумуфты. При движении перфоратора вверх полый шток 2 возвращается в исходное положение под воздействием пружины возврата 3 и нижняя храповая полумуфта 4 входит в зацепление с верхней храповой полумуфтой 8, соответственно происходит поворот на заданный угол полого штока 2 с перфоратором. После проведения перфорации обсадной колонны устройство снова поднимают на необходимый интервал и цикл повторяется.The device operates as follows. A device with a swivel mechanism lowers to the required depth in the casing. When the punch moves downward in the rotary mechanism, the upper ratchet half-coupling 10 is released under the action of the auxiliary spring 11, while moving along the guide 6 simultaneously in axial and radial directions due to the fact that in the curved grooves 8 there are screws 9, rigidly fixed in the upper ratchet half-coupling 10 Thus, the movement and rotation of the upper ratchet coupling half is carried out. When the puncher moves upward, the hollow rod 2 returns to its original position under the influence of a return spring 3 and the lower ratchet coupling half 4 engages with the upper ratchet coupling half 8, respectively, the hollow rod 2 is rotated by a predetermined angle with the punch. After perforation of the casing, the device is again raised to the required interval and the cycle repeats.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет провести вскрытие скважины за одну спускоподъемную операцию при подъеме устройства, при этом сокращается время на проведение операции.Thus, the claimed invention allows for opening a well in one tripping operation when lifting the device, while reducing the time for the operation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800431A EA034257B1 (en) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | Hydromechanical opening device and turning mechanism for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800431A EA034257B1 (en) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | Hydromechanical opening device and turning mechanism for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201800431A1 EA201800431A1 (en) | 2020-01-09 |
| EA034257B1 true EA034257B1 (en) | 2020-01-22 |
Family
ID=69374463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201800431A EA034257B1 (en) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | Hydromechanical opening device and turning mechanism for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA034257B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2163294C1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-02-20 | Государственное научно-производственное предприятие "Азимут" | Drilling sampling perforator |
| RU55025U1 (en) * | 2006-03-10 | 2006-07-27 | Владимир Кириллович Андреев | DRIVE PERFORATION DEVICES INTENDED FOR PUNCHING WELLS |
| WO2009053669A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and method for ratcheting stimulation tool |
| RU2455467C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of borehole perforation |
-
2018
- 2018-07-26 EA EA201800431A patent/EA034257B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2163294C1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-02-20 | Государственное научно-производственное предприятие "Азимут" | Drilling sampling perforator |
| RU55025U1 (en) * | 2006-03-10 | 2006-07-27 | Владимир Кириллович Андреев | DRIVE PERFORATION DEVICES INTENDED FOR PUNCHING WELLS |
| WO2009053669A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and method for ratcheting stimulation tool |
| RU2455467C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of borehole perforation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201800431A1 (en) | 2020-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2649701C2 (en) | Downhole machining system and method | |
| CA2655149C (en) | Downhole perforator assembly and method for use of same | |
| US10415314B2 (en) | Downhole mechanical percussive hammer drill assembly | |
| US20160194917A1 (en) | Axial Oscillation Device | |
| EP3129582B1 (en) | Mechanical hammering tool for use in oil wells | |
| RU2371569C1 (en) | Cutter of hydra-mechanical slotted punch | |
| EA034257B1 (en) | Hydromechanical opening device and turning mechanism for its implementation | |
| CN112943201B (en) | Fracturing sliding sleeve of infinite-level mechanical switch and shale oil three-dimensional development fracturing tool | |
| RU2321728C1 (en) | System for cased well wall perforation | |
| RU2445431C1 (en) | Well rounder | |
| WO2014080255A2 (en) | Hydromechanical perforator (variants) | |
| RU49894U1 (en) | DEVICE FOR TRANSMITTING DETONATION OF CUMULATIVE PUNCHES AND ITS ASSEMBLY | |
| RU2010138800A (en) | METHOD FOR SECONDARY OPENING OF PRODUCTION LAYER WITH FORMATION OF SYSTEM FROM EXTENDED DRAINAGE CHANNELS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN107227942B (en) | Leak-stopping short-circuit device while drilling | |
| EA034942B1 (en) | Unilateral well perforator | |
| RU88064U1 (en) | PUNCHING PUNCHES | |
| RU96174U1 (en) | CENTRATOR FOR CUMULATIVE PERFORATOR | |
| CN117884681B (en) | Drilling equipment for oil holes in outer tooth sockets of large gear rings | |
| RU52442U1 (en) | Cumulative Punch | |
| RU2286442C1 (en) | Method for deep casing pipe perforation and perforation device for above method realization | |
| RU2720432C1 (en) | Device for perforation and well treatment | |
| CN218816309U (en) | Removal device for catheter | |
| RU157710U1 (en) | DRILLING HOLE PUNCHES | |
| RU2189436C1 (en) | Device for formation of perforated slot channels in well wall | |
| EA019699B1 (en) | Method for secondary drilling of productive formation with creation of system of extended drain channels and device for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM |