EA034942B1 - Unilateral well perforator - Google Patents
Unilateral well perforator Download PDFInfo
- Publication number
- EA034942B1 EA034942B1 EA201800316A EA201800316A EA034942B1 EA 034942 B1 EA034942 B1 EA 034942B1 EA 201800316 A EA201800316 A EA 201800316A EA 201800316 A EA201800316 A EA 201800316A EA 034942 B1 EA034942 B1 EA 034942B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- punch
- wedge
- puncher
- thrust pad
- channel
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 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
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)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а конкретно к устройствам для вскрытия колонны методом, например, прокалывания.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to devices for opening a column by a method, for example, piercing.
Известен перфоратор прокалывающий, который содержит корпус с каналами для рабочей жидкости, двигатель с гидравлическим насосом, рабочий цилиндр и поршень с установленным в нем инструментом для формирования канала. На оси рабочего цилиндра и на наружной стороне корпуса оппозитно инструменту для формирования канала установлена опора для упора в стенку колонны (изобретение по патенту RU № 2172394, опубл. 20.08.2001 г.).Known piercing hammer, which contains a housing with channels for the working fluid, an engine with a hydraulic pump, a working cylinder and a piston with a tool installed in it for forming a channel. On the axis of the working cylinder and on the outside of the housing opposite to the channel forming tool, a support is mounted for abutment against the column wall (invention according to patent RU No. 2172394, publ. 08.20.2001).
Известен прокалывающий перфоратор, который содержит корпус, подпружиненную пару поршеньплунжер, образующую в корпусе надпоршневое и подплунжерное пространство. Перфоратор также содержит рабочий поршень в подплунжерном пространстве с размещенным в нем прокалывающим инструментом, энергопривод, подающий рабочую жидкость, выполненный в виде герметично установленной на корпусе трубы с приборной головкой и с расположенным внутри нее трубчатым электронагревателем, переводник, установленный между корпусом и энергоприводом, гидравлически соединяющий надпоршневое пространство и полость трубы энергопривода питающий кабель. Энергопривод установлен внутри теплоизоляционного кожуха с образованием между ними герметичной полости. В верхней части трубчатого электронагревателя, установленного с возможностью осевого перемещения, расположен проводник, контактирующий с муфтой (изобретение по патенту RU № 2355877, опубл. 10.01.2009 г.).Known piercing punch, which contains a housing, a spring-loaded pair of piston plunger, forming in the housing nadporshina and subplunger space. The perforator also contains a working piston in the sub-plunger space with a piercing tool placed in it, an electric drive supplying the working fluid, made in the form of a pipe sealed on the casing with the instrument head and with a tubular electric heater located inside it, an adapter installed between the casing and the electric drive, hydraulically connecting nadporshnevoe space and cavity pipe power supply cable. The energy drive is installed inside the heat-insulating casing with the formation of a sealed cavity between them. In the upper part of the tubular electric heater, mounted with the possibility of axial movement, there is a conductor in contact with the coupling (invention according to patent RU No. 2355877, publ. 10.01.2009).
В результате патентных исследований были выявлены следующие технические решения в данной области техники: WO/2002/084074, US 20090211745, CN 100999989.As a result of patent research, the following technical solutions were identified in the art: WO / 2002/084074, US 20090211745, CN 100999989.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является гидромеханический прокалывающий перфоратор, содержащий корпус, размещенные в корпусе по меньшей мере один рабочий гидроцилиндр, по меньшей мере один клиновой толкатель, по меньшей мере один рабочий инструмент, снабженный по меньшей мере одним сквозным гидроканалом и по меньшей мере одним гидромонитором, установленный с возможностью взаимодействия с клиновым толкателем и радиального перемещения. Согласно изобретению рабочий инструмент выполнен в виде пробойника, размещенного на поршне или плунжере, установленном в камере, а камера выполнена с возможностью гидравлического сообщения с рабочим гидроцилиндром (изобретение по патенту RU № 2506414, опубл. 10.02.2014 г.).The closest technical solution, selected by the applicant as a prototype, is a hydromechanical piercing hammer, comprising a housing, at least one working hydraulic cylinder, at least one wedge pusher, at least one working tool equipped with at least one through channel and at least one hydraulic monitor installed with the possibility of interaction with the wedge pusher and radial movement. According to the invention, the working tool is made in the form of a punch placed on a piston or plunger mounted in the chamber, and the chamber is made with the possibility of hydraulic communication with the working hydraulic cylinder (invention according to patent RU No. 2506414, publ. 02.10.2014).
Недостатком данной конструкции является невысокие эксплуатационная надежность и производительность устройства.The disadvantage of this design is the low operational reliability and performance of the device.
Техническая задача заявляемого изобретения - повышение эффективности и эксплуатационной надежности устройства.The technical task of the invention is to increase the efficiency and operational reliability of the device.
Технический результат - повышение производительности устройства.The technical result is an increase in productivity of the device.
Достигаемый технический результат обеспечивается увеличением параметров вскрытия скважин при одновременном достижении высокой эксплуатационной надежности устройства.Achievable technical result is ensured by an increase in the parameters of opening the wells while achieving high operational reliability of the device.
Заявляемый односторонний скважинный перфоратор содержит корпус, в котором размещены рабочий гидроцилиндр, пробойник, выполненный в виде треугольной призмы и имеющий возможность радиального перемещения посредством клиновой поверхности, пробойник снабжен гидромониторным каналом, причем в гидроцилиндре установлен подпружиненный двухпоршневой шток со сквозным каналом, который имеет возможность воздействия на опору, выполненную в виде толкателя гидроцилиндра, на рабочей поверхности которого с возможностью радиального перемещения установлен пробойник, выполненный в виде треугольной призмы, причем на пробойнике выполнена упорная площадка, имеющая возможность взаимодействия с направляющей, расположенной в верхней части устройства и выполненной в виде расширяющегося кверху одностороннего клина, при этом горизонтальная ось пробойника пересекает упорную площадку, а проекция упорной площадки расположена под углом к основанию треугольной призмы пробойника, причем сквозной канал двухпоршневого штока соединен с гидромониторным каналом пробойника, а односторонний клин перекрывает диаметр корпуса.The inventive one-sided downhole perforator contains a housing in which a working hydraulic cylinder is placed, a punch made in the form of a triangular prism and having the ability to radially move by means of a wedge surface, the punch is equipped with a hydraulic monitor channel, and a spring-loaded two-piston rod with a through channel is installed in the hydraulic cylinder, which has the ability to affect a support made in the form of a pusher of a hydraulic cylinder, on the working surface of which a piercer made in the form of a triangular prism is mounted with the possibility of radial movement, moreover, a persistent platform is made on the piercer, which can interact with a guide located in the upper part of the device and made in the form of a one-sided expanding upward wedge, while the horizontal axis of the punch crosses the thrust pad, and the projection of the thrust pad is at an angle to the base of the triangular prism of the punch, and the through channel of the two-piston rod connected to the hydraulic monitor channel of the punch, and a one-sided wedge overlaps the diameter of the body.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:Comparison of the claimed technical solution with the prototype shows that it differs in the following features:
на пробойнике выполнена упорная площадка;a persistent pad is made on the punch;
упорная площадка имеет возможность взаимодействия с направляющей;thrust pad has the ability to interact with the guide;
направляющая расположена в верхней части устройства и выполнена в виде расширяющегося кверху одностороннего клина;the guide is located in the upper part of the device and is made in the form of a one-sided wedge expanding upward;
горизонтальная ось пробойника пересекает упорную площадку;the horizontal axis of the punch crosses the thrust pad;
проекция упорной площадки расположена под углом к основанию пробойника, выполненного в виде треугольной призмы;the projection of the thrust pad is located at an angle to the base of the punch, made in the form of a triangular prism;
сквозной канал двухпоршневого штока соединен с гидромониторным каналом пробойника; односторонний клин перекрывает диаметр корпуса.the through channel of the two-piston rod is connected to the hydraulic monitor channel of the punch; one-sided wedge overlaps the diameter of the body.
Поэтому можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна.Therefore, we can assume that the claimed technical solution meets the criterion of novelty.
Техническое решение может быть реализовано с использованием известных технологических процессов, поэтому оно соответствует критерию промышленная применимость.The technical solution can be implemented using well-known technological processes, therefore it meets the criterion of industrial applicability.
- 1 034942- 1 034942
Изобретательский уровень заявляемого технического решения вытекает из следующего.The inventive step of the proposed technical solution arises from the following.
Технической задачей изобретения является повышение производительности устройства, которая зависит от размера созданного устройством перфорационного канала. Для увеличения этих размеров предусмотрено вывести из инструмента пробойник, соразмерный по длине с поперечным размером самого устройства, который обеспечивает прокалывание колонны, прохождение цементного кольца и далее породы, поэтому направляющая для пробойника выполнена расширяющимся кверху односторонним клином, который перекрывает диаметр корпуса. После проведения всех технологических операций необходимо извлечь устройство, для этого, прежде всего, необходимо вернуть пробойник в исходное положение. Экспериментальные данные показывают, что угол β пробойника должен быть не менее 74° для того, чтобы при извлечении устройства пробойник самостоятельно вернулся в исходное положение без заклинивания. Для создания такого угла на пробойнике выполнена упорная площадка, которая расположена под углом направляющей клина к основанию треугольной призмы пробойника, причем угол клина γ выбирается из интервала 8-26°. При угле γ менее 8° значительно увеличиваются габариты устройства, а при угле γ более 26° значительно возрастают усилия на пробойник. Также следует отметить, что в исходном положении пробойника упорная площадка уже находится на направляющей, причем его горизонтальная ось пересекает упорную площадку, что позволяет значительно снизить вероятность поломки устройства на начальном этапе, а также снизить усилие на пробойник за счет перераспределения усилия на направляющие. Также следует отметить, что для создания достаточного усилия на пробойнике в устройстве установлен двухпоршневой шток, который позволяет в два раза увеличить величину давления за счет площади обоих поршней. Экспериментальные данные также показали, что производительность такого устройства увеличивается на 12-15%.An object of the invention is to increase the productivity of the device, which depends on the size of the perforation channel created by the device. To increase these sizes, it is planned to remove a punch from the tool, commensurate in length with the transverse size of the device itself, which provides piercing of the column, passage of the cement ring and further rocks, therefore, the guide for the punch is made with a one-sided wedge expanding upwards, which covers the diameter of the body. After carrying out all technological operations, it is necessary to remove the device, for this, first of all, it is necessary to return the punch to its original position. Experimental data show that the angle β of the punch must be at least 74 ° so that when the device is removed, the punch independently returns to its original position without jamming. To create such an angle, a thrust pad is made on the punch, which is located at an angle of the wedge guide to the base of the triangular prism of the punch, and the wedge angle γ is selected from the interval of 8-26 °. At an angle of γ less than 8 °, the dimensions of the device significantly increase, and at an angle of γ greater than 26 °, the forces on the punch significantly increase. It should also be noted that in the initial position of the punch, the thrust pad is already on the guide, and its horizontal axis intersects the thrust pad, which can significantly reduce the likelihood of device failure at the initial stage, as well as reduce the force on the punch due to the redistribution of force on the guides. It should also be noted that to create sufficient force on the punch, a two-piston rod is installed in the device, which allows you to double the pressure due to the area of both pistons. Experimental data also showed that the performance of such a device increases by 12-15%.
При проведении патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков выявлена не была, поэтому заявляемое решение соответствует критерию изобретательский уровень.When conducting patent information research, the claimed combination of features was not identified, therefore, the claimed solution meets the criterion of inventive step.
На чертеже схематично показано заявляемое устройство.The drawing schematically shows the inventive device.
Устройство содержит корпус 1 с гидроцилиндром 2, в котором установлен двухпоршневой подпружиненный шток 3 со сквозным каналом 4 и поршнями 15, 16. В гидроцилиндре 2 установлен толкатель 5, на рабочей поверхности которого с возможностью радиального перемещения установлен пробойник 6 в виде треугольной призмы (например, через соединение ласточкин хвост). В пробойнике 6 имеется гидромониторный канал 8, который соединен гидроканалом 9 со сквозным каналом 4 штока 3. Также в пробойнике 6 выполнена упорная площадка 7, проекция которой расположена под углом к основанию треугольной призмы пробойника 6, а горизонтальная ось пробойника 6 пересекает упорную площадку 7. В верхней части устройства установлен расширяющийся кверху односторонний клин 11 с направляющей 10, причем в исходном положении упорная площадка 7 пробойника 6 уже находится на направляющей 10 клина 11. В верхней части устройство имеет фильтр 12 и каналы 13 для подачи рабочей жидкости.The device comprises a housing 1 with a hydraulic cylinder 2, in which a two-piston spring-loaded rod 3 is installed with a through channel 4 and pistons 15, 16. A pusher 5 is mounted in the hydraulic cylinder 2, on the working surface of which a punch 6 is installed in the form of a triangular prism (for example, through the dovetail compound). In the punch 6 there is a hydraulic monitor channel 8, which is connected by a hydrochannel 9 to the through channel 4 of the rod 3. Also in the punch 6 there is a thrust pad 7, the projection of which is located at an angle to the base of the triangular prism of the punch 6, and the horizontal axis of the punch 6 intersects the thrust pad 7. In the upper part of the device, a one-sided wedge 11 expanding upward with a guide 10 is installed, and in the initial position, the thrust pad 7 of the punch 6 is already on the guide 10 of the wedge 11. In the upper part, the device has a filter 12 and channels 13 for supplying working fluid.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Устройство на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 14 спускают в скважину к интервалу перфорации. Затем по НКТ 14 подают под давлением рабочую жидкость, которая проходит через фильтр 12 и уже без механических примесей поступает по каналам 13 в подпоршневые полости 14 гидроцилиндра 2. Рабочая жидкость, воздействуя на поршни 15, 16, перемещает шток 3 вдоль оси устройства в сторону клина 11, при этом происходит выдвижение толкателя 5. Вследствие того, что упорная площадка 7 пробойника 6 в начальном положении расположена на направляющих 10 клина 11, пробойник 6 совершает радиальное и одновременно вертикальное движение, при этом призма пробойника полностью выходит за габариты корпуса, производя вскрытие колонны, прохождение цементного кольца, и далее проникает в продуктивный пласт. После вскрытия колонны производится гидромониторная обработка пласта путем подачи рабочей жидкости через сквозной канал 4 штока 3 и далее по гидроканалу 9 через гидромониторный канал 8 пробойника 6.The device on the tubing string (tubing) 14 is lowered into the well to the perforation interval. Then, through the tubing 14, a working fluid is supplied under pressure, which passes through the filter 12 and already without any mechanical impurities enters through the channels 13 into the piston cavities 14 of the hydraulic cylinder 2. The working fluid, acting on the pistons 15, 16, moves the rod 3 along the axis of the device towards the wedge 11, the pusher 5 is extended. Due to the fact that the thrust pad 7 of the punch 6 in the initial position is located on the guides 10 of the wedge 11, the punch 6 makes a radial and at the same time vertical movement, while the prism of the punch completely extends beyond the dimensions of the casing, opening the column passing the cement ring, and then penetrates into the reservoir. After the column is opened, the formation is hydromonitorized by supplying the working fluid through the through channel 4 of the rod 3 and then through the hydraulic channel 9 through the hydromonitor channel 8 of the punch 6.
После обработки приподнимают устройство, при этом пробойник приходит в исходное положение, обеспечивая бесперебойную и эффективную работу заявляемого устройства, обеспечивая повышение производительности устройства.After processing, the device is lifted, while the punch comes to its original position, ensuring uninterrupted and efficient operation of the inventive device, providing increased device performance.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800316A EA034942B1 (en) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Unilateral well perforator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800316A EA034942B1 (en) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Unilateral well perforator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201800316A1 EA201800316A1 (en) | 2019-11-29 |
| EA034942B1 true EA034942B1 (en) | 2020-04-09 |
Family
ID=68653564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201800316A EA034942B1 (en) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Unilateral well perforator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA034942B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2766458C1 (en) * | 2021-03-11 | 2022-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "АБМ СЕРВИС ГРУПП" | Single-sided piercing perforator |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1867840A (en) * | 1930-09-19 | 1932-07-19 | Jones Munn Tool Co Ltd | Perforator |
| RU2105137C1 (en) * | 1996-05-14 | 1998-02-20 | Габдуллин Рафагат Габделвалеевич | Device for perforation of well bore |
| RU2506414C1 (en) * | 2012-07-11 | 2014-02-10 | Пассербай Инк | Hydromechanical piercing perforator and its operating principle |
| RU2521472C1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-06-27 | Эльмир Саттарович Кузяев | Device for making perforation tunnels in well |
-
2018
- 2018-05-14 EA EA201800316A patent/EA034942B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1867840A (en) * | 1930-09-19 | 1932-07-19 | Jones Munn Tool Co Ltd | Perforator |
| RU2105137C1 (en) * | 1996-05-14 | 1998-02-20 | Габдуллин Рафагат Габделвалеевич | Device for perforation of well bore |
| RU2506414C1 (en) * | 2012-07-11 | 2014-02-10 | Пассербай Инк | Hydromechanical piercing perforator and its operating principle |
| RU2521472C1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-06-27 | Эльмир Саттарович Кузяев | Device for making perforation tunnels in well |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2766458C1 (en) * | 2021-03-11 | 2022-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "АБМ СЕРВИС ГРУПП" | Single-sided piercing perforator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201800316A1 (en) | 2019-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3040116C (en) | Opposing piston setting tool | |
| EP2574721A1 (en) | A punching tool | |
| RU2506414C1 (en) | Hydromechanical piercing perforator and its operating principle | |
| US9394768B2 (en) | Hydromecanical piercing perforator and method of operation thereof | |
| EA034942B1 (en) | Unilateral well perforator | |
| RU68587U1 (en) | DEVICE FOR CREATING PERFORATION CHANNELS IN A BORE HOLE | |
| RU156127U1 (en) | PERFORATOR FOR OPENING A BORE HOLE OF A CESSING HOLE AT A LARGE PRESSURE RATE | |
| RU179004U1 (en) | ONE-SIDED PUNCHING PUNCHES | |
| RU2533514C1 (en) | Slot perforator | |
| RU2521472C1 (en) | Device for making perforation tunnels in well | |
| CN114059932B (en) | Power reamer while drilling for petroleum and natural gas drilling | |
| RU60132U1 (en) | DEVICE FOR PUNCHING WELLS | |
| RU156338U1 (en) | DEVICE FOR CREATING PERFORATION CHANNELS IN A WELL | |
| RU2316644C2 (en) | Mechanical-hydraulic perforator | |
| RU142088U1 (en) | DEVICE FOR CREATING PERFORATION CHANNELS IN A WELL | |
| EA027865B1 (en) | Well perforation and formation hydrofracturing device | |
| RU2568459C1 (en) | Device for well cleanout from paraffin deposits | |
| RU2720432C1 (en) | Device for perforation and well treatment | |
| US10316630B2 (en) | Hydrocarbon extraction tool and pump assemblies | |
| RU2224084C1 (en) | Method of lowering lifting pipes from well opening to bottom hole during open oil gushers liquidation | |
| RU2365743C1 (en) | Method of repeated producing formation exposing and device for its implementation | |
| RU2817925C1 (en) | Method and device for destruction of cement stone behind casing pipe | |
| RU2315176C1 (en) | Device for well bore perforation in the case of low reservoir pressure | |
| RU2683428C1 (en) | Oil well pumping unit | |
| RU2565620C1 (en) | Removed diverter |
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 |