[go: up one dir, main page]

RU104621U1 - Bore Hole Puncher - Google Patents

Bore Hole Puncher Download PDF

Info

Publication number
RU104621U1
RU104621U1 RU2010150994/03U RU2010150994U RU104621U1 RU 104621 U1 RU104621 U1 RU 104621U1 RU 2010150994/03 U RU2010150994/03 U RU 2010150994/03U RU 2010150994 U RU2010150994 U RU 2010150994U RU 104621 U1 RU104621 U1 RU 104621U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
rocker
knife
disks
package
Prior art date
Application number
RU2010150994/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Вологдин
Станислав Васильевич Высоцкий
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Геотрон"
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 Открытое Акционерное Общество "Геотрон" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Геотрон"
Priority to RU2010150994/03U priority Critical patent/RU104621U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU104621U1 publication Critical patent/RU104621U1/en

Links

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

1. Скважинный перфоратор, содержащий полый корпус с размещенными в нем поршнем-толкателем и коромыслом, выдвижные из корпуса накатные диски-ножи для создания продольных щелей в обсадной колонне, каждый из которых позиционирован в корпусе по его диаметральной плоскости, причем диски-ножи установлены соответственно в плечах коромысла, механизм поворота коромысла для силового радиального перемещения дисков-ножей в процессе перфорации и механизм возврата их в корпус в исходное положение - после завершения перфорации, а также гидромониторные насадки для разрушения и удаления металлической стружки и раскрошенного заколонного материала, сообщенные каналами с полостью корпуса, отличающийся тем, что он снабжен элементами-ограничителями поворота коромысла - при перемещении в корпусе поршня-толкателя, контактирующего с одним из концов коромысла - в виде ступицы каждого из дисков-ножей, штатных, заранее заданных наружного диаметра D и размера по оси L, при этом тело каждого накатного диска-ножа выполнено ступенчато убывающим по толщине от ступицы к его рабочей кромке по обе стороны плоскости симметрии, а механизм возврата накатных дисков-ножей в исходное положение выполнен в виде пакета упругих пластин, расположенных в нижней части корпуса, причем этот пакет одним концом, то есть консольно, жестко закреплен в корпусе, а другой конец пакета состоит в подвижном контакте с нижним концом коромысла с возможностью упругого противодействия отклонению последнего от его исходного по оси корпуса положения. ! 2. Скважинный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности каждого из накатных дисков в пределах их ра 1. A downhole drill, comprising a hollow body with a plunger-pusher and a rocker placed therein, sliding knives disks from the housing for creating longitudinal slots in the casing, each of which is positioned in the housing along its diametrical plane, the knife disks being respectively mounted in the arms of the rocker arm, the rotation mechanism of the rocker arm for power radial movement of the knife blades during the perforation and the mechanism for returning them to the housing in the initial position - after completion of the perforation, as well as hydraulic monitoring e nozzles for breaking and removing metal shavings and crushed annular material communicated by channels with the body cavity, characterized in that it is equipped with rocker-rotation restriction elements - when moving in the body of the piston-pusher in contact with one of the ends of the rocker - in the form of a hub of each from knife disks, standard, predetermined outer diameter D and size along the L axis, while the body of each knurled disk-knife is made stepwise decreasing in thickness from the hub to its working edge on both sides s are the planes of symmetry, and the mechanism for returning the knives to the initial position is made in the form of a package of elastic plates located in the lower part of the housing, this package being one end, that is, cantilevered, rigidly fixed in the housing, and the other end of the package consists of a movable contact with the lower end of the beam with the possibility of elastic counteraction to the deviation of the latter from its original position along the axis of the housing. ! 2. The downhole drill according to claim 1, characterized in that the side surfaces of each of the rolling discs within their range

Description

Полезная модель относится к устройствам для создания продольных щелей в стенке обсадной трубы и создания полости в продуктивном пласте-коллекторе за обсадной колонной скважины с целью оптимизации и/или интенсификации притока и добычи флюида, преимущественно многокомпонентной смеси углеводородов, то есть нефти с так называемым попутным газом.The utility model relates to devices for creating longitudinal gaps in the casing wall and creating a cavity in the reservoir before the casing in order to optimize and / or intensify the influx and production of fluid, mainly a multicomponent mixture of hydrocarbons, i.e. oil with the so-called associated gas .

Уровень техники по данному направлению характеризуется целым рядом технических решений, известных из патентной документации: SU 883351 А 23.11.81; SU 1337 А 15.09.87; SU 1668640 А1 07.08.91; SU 1776772 А1 23.11.92; SU 1789674 А1 23.01.93; SU 2043486 С1 10.09.96; SU 2151858 Е21В 43/114 2000; RU 2007549 C1 16.02.94; RU 2030563 С1 10.03.95; RU 2038527 С1 27.06.96; RU 2039220 С1 09.07.95; RU 2070279 С1 10.12.96; RU 2070958 С1 27.12.96; RU 2087683 С1 20.08.97; RU 2105137 С1 20.02.98; RU 2129209 C1 20.04.99; RU 2151858 С1 07.12.98; RU 2161697 С2 07.04.99; RU 2180038 С2 22.05.00; RU 2182221 C1 11.04.01; RU 2205941 С1 08.08.01; 2232876 С1 17.12.02; RU 2244806 С1 20.01.05; RU 2247226 С1 15.08.03; RU 2249678 С2 16.06.03; RU 2254451 C1 20.06.05; RU 2256066 С2 12.09.03; RU 2315177 С1 20.01.08; RU 2348797 С1 10.03.09; US 4106561 А 15.08.78; US 4119151 А 10.10.78; US 4220201 А 02.09.80; US 4392527 А 12.07.83; US 4557331 А 10.12.85, причем изначальным мотивом создания и совершенствования устройств и способов подобной перфорации обсадных колонн скважин послужила общеизвестная в металлообработке так называемая «накатка» на поверхности металла более прочными и твердыми роликами (или дисками) рисок или канавок определенной формы и глубины за счет пластической деформации, то есть без снятия металла. Однако при приложении значительных усилий прижатия накатного элемента (ролика или диска с острой кромкой), пластическая деформация металла заканчивается разрушением подвергаемого накатке металлического листа или отрезка трубы по траектории канавки. Этот общеизвестный эффект разрушения трубы, сначала в режиме пластической деформации металла под накатным элементом, а затем в режиме локального разрыва стенки, появления трещины и образования, в итоге, продольной щели на современном этапе развития техники и технологии работ по интенсификации притока признан наиболее эффективным как при освоении впервые вводимой в эксплуатацию скважины, так и при вторичных методах интенсификации добычи нефти из длительно эксплуатируемого фонда скважин.The prior art in this area is characterized by a number of technical solutions known from patent documentation: SU 883351 A 11.23.81; SU 1337 A 09.15.87; SU 1668640 A1 08/07/91; SU 1776772 A1 11/23/92; SU 1789674 A1 01/23/93; SU 2043486 C1 09/10/96; SU 2151858 Е21В 43/114 2000; RU 2007549 C1 02.16.94; RU 2030563 C1 10.03.95; RU 2038527 C1 06.27.96; RU 2039220 C1 07/09/95; RU 2070279 C1 10.12.96; RU 2070958 C1 12/27/96; RU 2087683 C1 08.20.97; RU 2105137 C1 02.20.98; RU 2129209 C1 04/20/99; RU 2151858 C1 07.12.98; RU 2161697 C2 04/07/99; RU 2180038 C2 05.22.00; RU 2182221 C1 11.04.01; RU 2205941 C1 08.08.01; 2232876 C1 12/17/02; RU 2244806 C1 01.20.05; RU 2247226 C1 08.15.03; RU 2249678 C2 06.16.03; RU 2254451 C1 06.20.05; RU 2256066 C2 09/12/03; RU 2315177 C1 01.20.08; RU 2348797 C1 03/10/09; US 4106561 A 08/15/78; US 4119151 A 10.10.78; US 4220201 A 02.09.80; US 4392527 A 07/12/83; US 4557331 A 10.12.85, and the initial motive for the creation and improvement of devices and methods for such perforation of casing strings was the well-known so-called “knurling” on metal surfaces with more durable and hard rollers (or disks) of patterns or grooves of a certain shape and depth beyond due to plastic deformation, that is, without removing the metal. However, when considerable efforts are made to press the rolling element (a roller or a disk with a sharp edge), the plastic deformation of the metal ends with the destruction of the rolled sheet or pipe section along the groove path. This well-known effect of pipe fracture, first in the mode of plastic deformation of the metal under the rolling element, and then in the mode of local wall rupture, the appearance of a crack and the formation, as a result, of a longitudinal gap at the present stage of development of the technique for stimulating the influx, is recognized as the most effective as with development of the first commissioned well, and with secondary methods of intensifying oil production from a long-operating well stock.

Следует отметить, что все аналоги заявляемого устройства содержат, как правило, полый корпус, накатной элемент (ролик/диск), механизм перемещения накатного элемента из транспортного положения в рабочее и обратно, механизм нагружения накатного элемента для его вдавливания в стенку трубы при возвратно-поступательных перемещениях перфоратора в обсадной колонне, а также гидравлически сообщаемую с полым корпусом гидромониторную насадку, ориентированную каналом по плоскости рабочей кромки накатного элемента. Доставка в скважину, приведение в рабочее положение и последующее, после работы, извлечение устройства обратно производится на колонне (сборке) насосно-компрессорных труб (НКТ); по ним же от наземного насосного агрегата высокого давления (порядка десятков МПа) осуществляются: силовое нагружение накатного элемента, штатная циркуляция промывочного агента и обеспечение соответствующего режима истечения последнего из гидромониторной насадки устройства при размыве цементного камня и породы продуктивного пласта за обсадной колонной.It should be noted that all analogues of the claimed device contain, as a rule, a hollow body, a rolling element (roller / disk), a mechanism for moving the rolling element from the transport position to the working position and vice versa, a loading mechanism of the rolling element for pressing it into the pipe wall during reciprocating movements of the punch in the casing, as well as a hydromonitor nozzle hydraulically connected to the hollow body, oriented by the channel along the plane of the working edge of the rolling element. Delivery to the well, putting it into working position and subsequent, after work, removing the device back is done on the string (assembly) of tubing (tubing); on them, from a high-pressure ground-based pumping unit (of the order of tens of MPa), the following is carried out: power loading of the rolling element, regular circulation of the flushing agent and ensuring the appropriate regime for the outflow of the latter from the device’s hydraulic nozzle during erosion of cement stone and rock of the reservoir behind the casing.

К недостаткам известных технических решений-аналогов должно отнести такие, как, например, недостаточная работоспособность в связи с наличием только одного накатного диска в изделии (патенты РФ 2151858, 2161697, 2180038, 2182221, 2232876); гидромониторные насадки не обеспечивают эффективное разрушение породы за обсадной колонной из-за нерационального их размещения (патенты РФ 2161697, 2180038, 2182221, 2232876, 2247226); конструктивное взаиморасположение (компоновка) узлов и элементов устройства (патенты РФ 2180038, 2247226) не обеспечивает оптимальных параметров накатных дисков, которые должны быть по диаметру практически равны диаметру корпуса, а по толщине рабочей части, внедряемой в тело обсадной трубы, не более 10-15 мм. Кроме того, практически все известные устройства являются устройствами одноразового использования и, после извлечения, идут или в утилизацию (металлолом), или подвергаются подетальной дефектоскопии и переборке в специализированном подразделении соответствующего сервисного центра для исключения производственных рисков и проведения в дальнейшем каких-либо дополнительных и/или дублирующих операций в скважине. Все изложенное связано, соответственно, со значительными материальными затратами и потерей времени, то есть в конечном итоге со снижением конкурентоспособности пользователя.The disadvantages of the known technical solutions-analogues should include such as, for example, insufficient performance due to the presence of only one rolling disk in the product (RF patents 2151858, 2161697, 2180038, 2182221, 2232876); hydraulic nozzles do not provide effective destruction of the rock behind the casing due to their irrational placement (RF patents 2161697, 2180038, 2182221, 2232876, 2247226); constructive arrangement (arrangement) of the units and elements of the device (RF patents 2180038, 2247226) does not provide optimal parameters of the rolling discs, which should be almost equal in diameter to the diameter of the casing, and not more than 10-15 in the thickness of the working part introduced into the casing body mm In addition, almost all known devices are disposable devices and, after removal, are either disposed of (scrap) or subjected to detailed defectoscopy and sorting in a specialized unit of the corresponding service center to eliminate production risks and to carry out any additional and / or duplicate operations in the well. All of the above is associated, respectively, with significant material costs and loss of time, that is, ultimately with a decrease in the user's competitiveness.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) по совокупности существенных признаков и функциональному предназначению является устройство (RU 2249678 С2 16.06.03), содержащее полый корпус с продольным по диаметральной плоскости вырезом-окном, коромысло с поперечной корпусу осью, два накатных диска, по одному, соответственно, в каждом из концов коромысла, причем последнее состоит из двух взаимопараллельных и скрепленных пластин, между которыми на осях размещены накатные диски. В полом корпусе размещен силовой механизм для выдвижения (поворотом коромысла вокруг оси на некоторый угол) и контакта накатных дисков с обсадной колонной, вдавливания рабочих кромок последних в обсадную трубу в зоне перфорации и для возврата коромысла с накатными дисками в штатное транспортное положение вдоль корпуса. Этот механизм состоит из соосного корпусу поршня со штоком, оканчивающимся в вырезе-окне корпуса клиновидным вилкообразным элементом, охватывающим верхний накатный диск, а клиновой поверхностью контактирующий с концевой частью коромысла. Шток этого механизма имеет центральный канал с седлом под сбрасываемый с поверхности запорный шар, а также две гидромониторные насадки, сообщенные, каждая, своим каналом в теле штока с надпоршневой частью полости корпуса. Корпус, соответственно, снабжен присоединительной резьбой для подвешивания перфоратора на колонне НКТ, а его полость сообщена при этом с полостью колонны.The closest technical solution (prototype) in terms of the set of essential features and functional purpose is a device (RU 2249678 C2 16.06.03) containing a hollow body with a cut-out window longitudinal in the diametrical plane, a rocker arm with an axial body, two knurled disks, one each, accordingly, at each end of the rocker arm, the latter consisting of two mutually parallel and fastened plates, between which rolling disks are placed on the axes. A power mechanism is placed in the hollow body for the extension (by turning the rocker arm around an axis by a certain angle) and the contact of the rolling disks with the casing, pressing the working edges of the latter into the casing in the perforation zone and for returning the rocker with the rolling disks to the standard transport position along the housing. This mechanism consists of a piston housing coaxial to the piston body with a rod ending in a cut-out window of the housing with a wedge-shaped fork-shaped element covering the upper knurled disk, and in contact with the wedge surface in contact with the end portion of the beam. The stem of this mechanism has a central channel with a seat for a locking ball discharged from the surface, as well as two hydromonitor nozzles, each communicating with its own channel in the stem body with the over-piston part of the body cavity. The housing, respectively, is equipped with a connecting thread for hanging the perforator on the tubing string, and its cavity is communicated with the cavity of the column.

К недостаткам известного перфоратора можно отнести то, что не оптимизированы форма накатных дисков-ножей, а также процесс щелеобразования по телу трубы и надежное позиционирование корпуса при гидромониторной стадии перфорации обсадной колонны. К тому же анализ геометрических форм узлов и деталей перфоратора, их взаимосвязей и конкретного исполнения допускает их усовершенствование и возможность существенного улучшения потребительских свойств известного устройства.The disadvantages of the known punch can be attributed to the fact that the shape of the rolling knives is not optimized, as well as the process of slitting on the body of the pipe and the reliable positioning of the body during the hydromonitor stage of perforation of the casing string. In addition, the analysis of the geometric shapes of the nodes and parts of the punch, their relationships and specific performance allows for their improvement and the possibility of a significant improvement in consumer properties of the known device.

Технической задачей полезной модели, то есть требуемым техническим результатом предлагаемого устройства, является повышение потребительских свойств известной конструкции путем оптимизации его узлов и деталей, их взаимосвязей при повышении надежности работы и большем удобстве эксплуатации.The technical task of the utility model, that is, the required technical result of the proposed device, is to increase the consumer properties of the known design by optimizing its components and parts, their interconnections while improving reliability and greater ease of use.

Поставленная задача решена тем, что известный перфоратор, содержащий полый корпус с размещенными в нем поршнем-толкателем и коромыслом, выдвижные, из корпуса, накатные диски-ножи для создания продольных щелей в обсадной колонне, каждый из которых позиционирован в корпусе по его диаметральной плоскости, причем диски-ножи установлены, соответственно, в плечах коромысла, механизм поворота коромысла (для силового радиального перемещения дисков-ножей в процессе перфорации) и механизм возврата их в корпус в исходное положение (после завершения перфорации), а также гидромониторные насадки для разрушения и удаления металлической стружки и раскрошенного заколонного материала, сообщенные каналами с полостью корпуса, снабжен элементами-ограничителями поворота коромысла - при перемещении в корпусе поршня-толкателя, контактирующего с одним из концов коромысла - в виде ступицы с штатными, заранее заданными ее наружным диаметром и размером по оси каждого из дисков-ножей, при этом тело каждого диска-ножа выполнено ступенчато убывающим по толщине от ступицы к его клиновидной рабочей кромке по обе стороны плоскости симметрии, а механизм возврата дисков-ножей в исходное положение выполнен в виде пакета упругих пластин, расположенных в нижней части корпуса, причем этот пакет одним концом, то есть консольно, жестко закреплен в корпусе, а другой конец пакета подвижно контактирует с нижним концом коромысла с возможностью упругого противодействия отклонению последнего от его исходного, по оси корпуса, положения.The problem is solved in that the known perforator containing a hollow body with a plunger-pusher and a rocker placed therein, retractable, from the body, knurling knives to create longitudinal slots in the casing, each of which is positioned in the housing along its diametrical plane, moreover, the knife blades are installed, respectively, in the arms of the rocker arm, the rotation mechanism of the rocker arm (for radial force movement of the knife blades in the process of perforation) and the mechanism for returning them to the housing in its original position (after completion I perforation), as well as hydraulic nozzles for breaking and removing metal shavings and crushed annular material communicated by channels with the body cavity, is equipped with rocker-rotation restriction elements - when moving in the body of the piston-pusher in contact with one of the ends of the rocker arm - in the form of a hub with regular, predetermined by its outer diameter and axial size of each of the blades, the body of each blade is made stepwise decreasing in thickness from the hub to its wedge-shaped working to romka on both sides of the plane of symmetry, and the mechanism for returning the knife blades to their original position is made in the form of a package of elastic plates located in the lower part of the housing, this package being one end, that is, cantilevered, rigidly fixed in the housing, and the other end of the package movingly in contact with the lower end of the beam with the possibility of elastic counteraction to the deviation of the latter from its original, along the axis of the hull position.

Сопоставительный анализ предлагаемого перфоратора, как совокупности существенных признаков (в том числе и отличительных), с решениями, известными из нормативно-технической и патентной документации, позволяет утверждать, что объект соответствует всем критериям полезной модели, то есть критериям «новизна» и «промышленная применимость».A comparative analysis of the proposed punch, as a set of essential features (including distinctive ones), with solutions known from the regulatory, technical and patent documentation, allows us to state that the object meets all the criteria of a utility model, that is, the criteria of “novelty” and “industrial applicability ".

На графических материалах приведены, соответственно, на фигуре 1 - общий вид перфоратора, продольный разрез по диаметральной плоскости, с исходным (транспортным) положением накатных дисков-ножей; на фигуре 2 - то же, но с положением накатных дисков-ножей перфоратора в конце процесса формирования щелей в обсадной колонне; на фигуре 3 - фрагмент коромысла по А-А с верхним накатным диском-ножом (увеличено), на фигуре 4 - фрагмент поперечного сечения режущих кромок накатного диска-ножа.On graphical materials are shown, respectively, in figure 1 - General view of the perforator, a longitudinal section along the diametrical plane, with the initial (transport) position of the knurling knives; in figure 2 - the same, but with the position of the rolling disc-knives of the punch at the end of the process of forming cracks in the casing; in figure 3 - a fragment of the rocker arm along AA with the upper knurled disk-knife (enlarged), in figure 4 - a fragment of the cross section of the cutting edges of the knurled disk-knife.

Перфоратор (см. фиг 1 и 2) состоит из полого корпуса 1 с размещенным в нем поршнем-толкателем 2 и коромыслом 3, в плечах которого находятся накатные диски-ножи 4 и 5, которые служат для создания щелей в обсадной колонне; клиновых толкателей 6, служащих для поворота коромысла на угол «γ» относительно геометрической оси 0-0 корпуса 1; механизм возвратного перемещения коромысла в исходное, продольное по геометрической оси 0-0 корпуса 1, состоящего из набора пластинчатых пружин, опирающихся одним концом на плечо поворотного коромысла 3, а с другого конца зажатого в корпусе 1 перфоратора; двух гидромониторных насадок 8 и 9 в теле нижнего поршня 2, гидравлически сообщенные посредством каналов 10 и 11 с надпоршневыми полостями корпуса, посадочных седел 12 и 13 под сбрасываемые с наземной поверхности шары (посадочное седло 13 размещено в верхней части корпуса, а седло 12 - в центральном канале 14 нижнего поршня 2). Под верхним поршнем 15 размещены, как минимум, две пружины сжатия 17, 18 цилиндрической навивки, являющиеся механизмом возврата поршней 2 и 15 в исходное положение в корпусе. Механизм возврата коромысла в исходное положение выполнен в виде пакета упругих пластин, расположенных в нижней части корпуса. Пакет одним концом, то есть консольно, жестко закреплен в корпусе, а другим концом подвижно контактирует с нижним плечом коромысла 3 с возможностью упругого противодействия отклонению последнего от его исходного, вдоль корпуса, положения. В нижней части корпуса выполнен канал 19 для беспрепятственного оседания продуктов перфорации на забой скважины. Боковые поверхности каждого из накатных дисков 4 и 5 в пределах их рабочей перфорирующей части выполнены в виде концентрических уступов 20, имеющих режущие кромки для обеспечения расширения прорезаемого паза (см. фиг.3). Накатные диски-ножи 4 и 5 имеют ступицы 21 заданного наружного диаметра D и ширины L для обеспечения ограничения выдвижения накатного диска в процессе прорезания и разширения щели в перфорируемой колонне путем упора ступицы в стенку прорезаемой трубы.The perforator (see Figs. 1 and 2) consists of a hollow body 1 with a plunger-pusher 2 and a rocker 3 placed in it, in the shoulders of which there are knurling disks-knives 4 and 5, which serve to create cracks in the casing string; wedge pushers 6, used to rotate the rocker arm at an angle "γ" relative to the geometric axis 0-0 of the housing 1; a mechanism for the return movement of the rocker arm to the initial, longitudinal along the 0-0 geometric axis of the housing 1, consisting of a set of leaf springs resting at one end on the shoulder of the rotary rocker 3, and from the other end of the perforator clamped in the housing 1; two hydraulic nozzles 8 and 9 in the body of the lower piston 2, hydraulically communicated through channels 10 and 11 with the over-piston body cavities, seat seats 12 and 13 for balls discharged from the ground surface (seat saddle 13 is located in the upper part of the body, and seat 12 in the central channel 14 of the lower piston 2). At least two compression springs 17, 18 of cylindrical winding are placed under the upper piston 15, which are the mechanism for returning the pistons 2 and 15 to their original position in the housing. The mechanism for returning the rocker to its original position is made in the form of a package of elastic plates located in the lower part of the housing. The package at one end, that is, cantilever, is rigidly fixed in the housing, and the other end is movably in contact with the lower arm of the rocker arm 3 with the possibility of elastic counteraction to the deviation of the latter from its original position along the housing. In the lower part of the body, a channel 19 is made for unhindered subsidence of perforation products to the bottom of the well. The lateral surfaces of each of the rolling disks 4 and 5 within their working perforating part are made in the form of concentric ledges 20 having cutting edges to ensure the expansion of the cut groove (see figure 3). Knurling disks-knives 4 and 5 have hubs 21 of a given outer diameter D and width L to limit the extension of the knurled disk during cutting and widening the gap in the perforated column by abutting the hub against the wall of the cut pipe.

Перфоратор работает следующим образом. Подвешенный, посредством соединительной резьбы корпуса на нижнюю трубу колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), перфоратор размещают в зоне перфорируемой обсадной трубы скважины. Поскольку на обоих концах перфоратора имеются центрирующие элементы, то перфоратор позиционируется практически коаксиально обсадной трубе с незначительным зазором/люфтом. Осуществляют прямую промывку/циркуляцию по стволу через центральный канал перфоратора, при этом противодействие пружин сжатия между корпусом и поршнем и пакета упругих пластин, контактирующих с нижним окончанием коромысла удерживает и поршень-толкатель от осевого перемещения вниз, и коромысло от поворота в окне корпуса, так как существующего гидравлического сопротивления центрального канала перфоратора заведомо недостаточно. Для вывода накатных дисков-ножей из окна корпуса в рабочее положение центральный канал перфоратора перекрывают первым сбрасываемым запорным шаром, который садится в седло, выполненное в центральном канале нижнего поршня под отводными каналами на гидромониторные насадки (см. фиг.2). При закрытом центральном канале увеличивают подводимую к перфоратору гидравлическую энергию, и коромысло под силовым воздействием поршня-толкателя, опускающегося в корпусе, выводит накатные диски-ножи из окна до контакта их рабочих кромок с перфорируемой трубой и нагружает диски нормальным к стенке обсадной трубы усилием вдавливания. Накатные диски-ножи начинают формировать две диаметрально противоположные щели при возвратно-поступательных перемещениях колонны НКТ, при этом процесс перфорации характеризуется стабильностью нагрузки на диски в пределах установленных режима подачи гидравлической энергии к перфоратору и режима его возвратно-поступательных перемещений, характеризуемого их амплитудой, скоростью движения и тягового усилия на крюке наземного агрегата. Факт состоявшегося выхода дисков перфоратора за пределы обсадной колонны, то есть факт образования щелей достоверно и однозначно регистрируется диаграммой записи давления закачки жидкости и диаграммой записи усилия на подвеске колонны НКТ в режиме реального времени. Жесткое позиционирование перфоратора в колонне обеспечивает безусловный и практически одновременный выход обоих накатных дисков-ножей в созданные ими щели до упора ступиц в стенку обсадной трубы, то есть особенности конструкции однозначно ограничивают необходимую и достаточную (то есть штатную) величину выхода в щель каждого из накатных дисков-ножей. При гидромониторном разрушении цементного камня и породы за колонной накатные диски-ножи выполняют две функции, одна из которых - позиционировать гидромониторные насадки строго по щели в обсадной трубе, а другая - дополнительная очистка и зачистка щели и кромки этой трубы ступенчато выполненными участками боковых режущих поверхностей накатных дисков-ножей. Перемещением перфоратора по стволу осуществляют гидромониторное разрушение цементного камня и горной породы за обсадной колонной, после чего снимают избыточное давление в колонне НКТ, расхаживают последнюю до возвращения коромысла с накатными дисками-ножами в их транспортное положение в корпусе перфоратора, что легко отслеживается по показаниям индикатора веса на крюке наземного агрегата. Далее следует извлечение колонны НКТ из скважины, диагностика состояния узлов и элементов перфоратора и подготовка последнего к дальнейшей эксплуатации.The punch works as follows. Suspended by means of a connecting thread of the housing on the lower pipe of the tubing string (tubing), the perforator is placed in the area of the perforated well casing. Since there are centering elements at both ends of the punch, the punch is positioned almost coaxially with the casing with a slight clearance / backlash. Direct washing / circulation along the bore through the central channel of the perforator is carried out, while the counteraction of the compression springs between the body and the piston and the package of elastic plates in contact with the lower end of the rocker arm keeps both the pusher piston from axial downward movement and the rocker arm from turning in the housing window, so as the existing hydraulic resistance of the central channel of the perforator is obviously not enough. For the output of the rolling knives-disks from the case window into the working position, the central channel of the perforator is blocked with the first resettable locking ball, which sits in the seat made in the central channel of the lower piston under the outlet channels on the hydraulic nozzles (see Fig. 2). When the central channel is closed, the hydraulic energy supplied to the perforator is increased, and the rocker, under the force of a pusher-plunger lowering in the housing, pulls the knives from the window until their working edges come into contact with the perforated pipe and loads the disks with an indentation force normal to the casing wall. Knife-mounted disks begin to form two diametrically opposite slots during reciprocating movements of the tubing string, while the perforation process is characterized by the stability of the load on the disks within the established regime of hydraulic energy supply to the perforator and the mode of its reciprocating movements, characterized by their amplitude and speed and traction on the hook of the ground unit. The fact that the punch disks exited the casing, that is, the formation of gaps, is reliably and unambiguously recorded by the recording diagram of the fluid injection pressure and the recording diagram of the stress on the tubing string suspension in real time. Rigid positioning of the punch in the column provides an unconditional and almost simultaneous exit of both knurled knives to the slots created by them until the hub stops in the casing wall, i.e. design features uniquely limit the required and sufficient (i.e., standard) output to the slit of each knurled disc -foot. During the hydraulic destruction of cement stone and rock behind the column, the knives disks perform two functions, one of which is to position the hydraulic nozzles strictly along the slit in the casing pipe, and the other is to additionally clean and clean the slit and edges of this pipe in stepwise sections of the knurled side cutting surfaces knife disks. By moving the puncher along the barrel, the cement stone and rock are destroyed behind the casing, then the overpressure in the tubing string is removed, the latter is paced until the rocker arm with knurled knives is returned to their transport position in the punch body, which is easily monitored by the readings of the weight indicator on the hook of the ground unit. Then follows the extraction of the tubing string from the well, the diagnosis of the condition of the nodes and elements of the perforator and the preparation of the latter for further operation.

Следует отметить, что в практике работ по освоению скважин появилась тенденция не поднимать перфоратор, оставляя его на конце колонны НКТ, если скважина после перфорации обеспечивает добычу нефти в режиме фонтанирования. В этом случае и разработчик, и изготовитель подобных изделий заинтересован в их максимальном упрощении и удешевлении при обеспечении одноразового, но надежного, срабатывания.It should be noted that in the practice of well development work, there is a tendency not to lift the perforator, leaving it at the end of the tubing string, if the well after perforation provides oil production in the flowing mode. In this case, both the developer and the manufacturer of such products are interested in their maximum simplification and cheapening while providing a one-time, but reliable, response.

Конкретным вариантом реализации перфоратора может служить разработанная заявителем конструкция со следующими параметрами (на примере устройства для работы в обсадной колонне из труб диаметром 146 мм по ГОСТ 632-86):A concrete embodiment of a perforator can be a design developed by the applicant with the following parameters (for example, a device for working in a casing string of pipes with a diameter of 146 mm according to GOST 632-86):

- наружный диаметр корпуса прибора, мм -- the outer diameter of the device, mm - 115115 - длинна, мм -- long, mm - 13201320 - диаметр накатных роликов-ножей, мм -- diameter of knurl knives, mm - 118118 - ширина прорезаемой щели, мм -- width of the slot to be cut, mm - 1010 - максим. давление при прорезании щели, Мра -- Maksim. pressure when cutting a gap, Mra - 88 - максимальное давление при гидромониторной обработке, Мпа -- maximum pressure during hydromonitor processing, MPa - 15fifteen - диаметр сопла гидромониторной насадки, мм -- nozzle diameter of the jet nozzle, mm - 33 - масса, кг -- weight, kg - 6060

Claims (3)

1. Скважинный перфоратор, содержащий полый корпус с размещенными в нем поршнем-толкателем и коромыслом, выдвижные из корпуса накатные диски-ножи для создания продольных щелей в обсадной колонне, каждый из которых позиционирован в корпусе по его диаметральной плоскости, причем диски-ножи установлены соответственно в плечах коромысла, механизм поворота коромысла для силового радиального перемещения дисков-ножей в процессе перфорации и механизм возврата их в корпус в исходное положение - после завершения перфорации, а также гидромониторные насадки для разрушения и удаления металлической стружки и раскрошенного заколонного материала, сообщенные каналами с полостью корпуса, отличающийся тем, что он снабжен элементами-ограничителями поворота коромысла - при перемещении в корпусе поршня-толкателя, контактирующего с одним из концов коромысла - в виде ступицы каждого из дисков-ножей, штатных, заранее заданных наружного диаметра D и размера по оси L, при этом тело каждого накатного диска-ножа выполнено ступенчато убывающим по толщине от ступицы к его рабочей кромке по обе стороны плоскости симметрии, а механизм возврата накатных дисков-ножей в исходное положение выполнен в виде пакета упругих пластин, расположенных в нижней части корпуса, причем этот пакет одним концом, то есть консольно, жестко закреплен в корпусе, а другой конец пакета состоит в подвижном контакте с нижним концом коромысла с возможностью упругого противодействия отклонению последнего от его исходного по оси корпуса положения.1. A downhole perforator comprising a hollow body with a plunger-pusher and a rocker placed therein, sliding knives from the housing to create longitudinal slots in the casing, each of which is positioned in the housing along its diametrical plane, the knife disks being respectively mounted in the arms of the rocker arm, the rotation mechanism of the rocker arm for power radial movement of the knife blades during the perforation and the mechanism for returning them to the housing in the initial position - after completion of the perforation, as well as hydraulic monitoring e nozzles for breaking and removing metal shavings and crushed annular material communicated by channels with the body cavity, characterized in that it is equipped with rocker-rotation restriction elements - when moving in the body of the piston-pusher in contact with one of the ends of the rocker - in the form of a hub of each from knife disks, standard, predetermined outer diameter D and size along the L axis, while the body of each knurled disk-knife is made stepwise decreasing in thickness from the hub to its working edge on both sides s are the planes of symmetry, and the mechanism for returning the knurled-blade knives to their original position is made in the form of a package of elastic plates located in the lower part of the case, this package being one end, that is, cantilevered, rigidly fixed in the case, and the other end of the package consists of a movable contact with the lower end of the beam with the possibility of elastic counteraction to the deviation of the latter from its original position along the axis of the housing. 2. Скважинный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности каждого из накатных дисков в пределах их рабочей перфорирующей части выполнены в виде концентрических уступов, имеющих режущие кромки для обеспечения расширения прорезаемого паза.2. The downhole drill according to claim 1, characterized in that the side surfaces of each of the rolling disks within their working perforating part are made in the form of concentric ledges having cutting edges to ensure the expansion of the slotted groove. 3. Скважинный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что в нижней части корпуса перфоратора выполнен канал для беспрепятственного оседания на забой разрушенных перфорацией материалов.
Figure 00000001
3. The downhole perforator according to claim 1, characterized in that a channel is made in the lower part of the perforator body for unhindered subsidence of materials destroyed by perforation onto the face.
Figure 00000001
RU2010150994/03U 2010-12-13 2010-12-13 Bore Hole Puncher RU104621U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150994/03U RU104621U1 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Bore Hole Puncher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150994/03U RU104621U1 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Bore Hole Puncher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU104621U1 true RU104621U1 (en) 2011-05-20

Family

ID=44734084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010150994/03U RU104621U1 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Bore Hole Puncher

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU104621U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2002246558B2 (en) Replaceable drill bit assembly
US2735485A (en) metcalf
RU2459933C1 (en) Hydromechanical slot-type perforator (versions)
AU2002246558A1 (en) Replaceable drill bit assembly
RU2490434C2 (en) Hydromechanical slot-type puncher (versions)
US9303461B2 (en) Cutting elements having curved or annular configurations for earth-boring tools, earth-boring tools including such cutting elements, and related methods
RU98223U1 (en) HYDROMECHANICAL PUNCH PERFORATOR
CN203499567U (en) Self-breaking type micro coring drill bit
RU104621U1 (en) Bore Hole Puncher
RU2422625C1 (en) Slit hydro-mechanic perforator
RU86654U1 (en) HYDROMECHANICAL PERFORATOR MULTOGASEL CUTTING ACTION
US1786484A (en) Reamer
RU117498U1 (en) Bore Hole Puncher
CN104481411A (en) Multi-purpose cooperative rotary cut radial self-rotation slit type inner concave multi-blade coreless drill bit
CN205618088U (en) Combination formula that high efficiency was crept into PDC drill bit of coring
EA031649B1 (en) Hydro wedge perforator (embodiments)
RU2631446C1 (en) Device for puncturing casing pipe in well
RU68587U1 (en) DEVICE FOR CREATING PERFORATION CHANNELS IN A BORE HOLE
RU119012U1 (en) DRILLING HEAD
CN205743718U (en) A kind of coring PDC bit
US10012029B2 (en) Rolling cones with gage cutting elements, earth-boring tools carrying rolling cones with gage cutting elements and related methods
CN203420636U (en) Novel PDC (polycrystalline diamond compact) drill bit
RU2365736C1 (en) Device for cutting of pipes in well
CN111566308A (en) Inside cutter for well drilling
RU2244806C1 (en) Method for hydromechanical slit perforation of cased wells and device for realization of said method