RU2254451C1 - Method for hydromechanical slit perforation of casing column and device for realization of said method - Google Patents
Method for hydromechanical slit perforation of casing column and device for realization of said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254451C1 RU2254451C1 RU2004103058/03A RU2004103058A RU2254451C1 RU 2254451 C1 RU2254451 C1 RU 2254451C1 RU 2004103058/03 A RU2004103058/03 A RU 2004103058/03A RU 2004103058 A RU2004103058 A RU 2004103058A RU 2254451 C1 RU2254451 C1 RU 2254451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- piston
- casing
- hydraulic cylinder
- rod
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007790 scraping Methods 0.000 abstract 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 1
- 239000012611 container material Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в области бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин для создания перфорационных каналов в обсадной колонне, цементном камне и горной породе.The invention relates to the oil and gas industry, in the field of drilling and repair of oil and gas wells to create perforations in the casing, cement stone and rock.
Известно устройство для щелевой перфорации обсадной колонны (см. патент РФ №2039220, oпубл. 09.07.1995 г.), где описан способ создания щелевых каналов, включающий спуск гидромеханического перфоратора на колонне труб к месту перфорации, создание давления в трубах и образование щели путем возвратно-поступательного перфоратора совместно с перемещением поршневой системы (поршень-шток-поршень) двигателя перфоратора с гидромониторной насадкой, при этом образование щели осуществляют усилием, создаваемым перепадом давления рабочей жидкости в гидропорпшевой системе двигателя и межтрубном пространстве, а окончательное формирование щели перфорационного канала осуществляют гидромониторным эффектом струи рабочей жидкости при повышении давления в трубах после выхода режущего инструмента в виде раскатного ролика за пределы обсадной колонны.A device is known for slotted perforation of a casing string (see RF patent No. 2039220, publ. July 9, 1995), which describes a method for creating slotted channels, including lowering a hydromechanical perforator on a pipe string to the perforation site, creating pressure in the pipes and creating a gap by reciprocating perforator together with the movement of the piston system (piston-rod-piston) of the engine of the perforator with a hydraulic nozzle, while the formation of a gap is carried out by the force created by the pressure drop of the working fluid in the hydropore to the millet engine system and annulus, and the final formation of the slit of the perforation channel is carried out by the hydromonitor effect of the jet of working fluid with increasing pressure in the pipes after the cutting tool leaves the casing outside the casing string.
Недостаток этого способа заключается в том, что для образования щели с целью преодоления сопротивления материала обсадной колонны требуется создание большого усилия на режущий инструмент - раскатный ролик и, соответственно, большей величины в трубах. Это приводит к аварийным ситуациям: заклиниванию прибора, поломке режущего инструмента.The disadvantage of this method is that for the formation of a gap in order to overcome the resistance of the material of the casing string, a large effort is required on the cutting tool - a rolled roller and, accordingly, a larger value in the pipes. This leads to emergency situations: jamming of the device, breakage of the cutting tool.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является устройство для щелевой перфорации обсаженных скважин (см. патент РФ №2161697, опубл. 10.01.2001 г.), включающий спуск перфоратора на колонне труб к месту перфорации, создание внутри колонны рабочего давления с одновременным расхаживанием компоновки и осуществлением вдавливания раскатного ролика в стенку обсадной колонны.Closest to the described invention in technical essence is a device for slotted perforation of cased wells (see RF patent No. 2161697, publ. 10.01.2001), including the descent of the perforator on the pipe string to the place of perforation, the creation of a working pressure inside the column with simultaneous pacing layout and implementation of the indentation of the rolling roller into the wall of the casing.
Недостаток известного способа заключается в том, что при образовании щели на раскатном ролике также возникают большие усилия. Это приводит к необходимости применять рабочее давление большой величины в приборе, чем обуславливается невозможность применения способа перфорации высокопрочных обсадных колонн.The disadvantage of this method is that when a gap is formed on the roll roller, great efforts also arise. This leads to the need to apply a large operating pressure in the device, which makes it impossible to use the method of perforation of high-strength casing strings.
Цель изобретения - снижение усилий, затрачиваемых при образовании щели в стенке обсадной колонны, увеличение надежности работы перфоратора и расширение возможности применения способа щелевой перфорации обсадных колонн с более высокими прочностными характеристиками.The purpose of the invention is to reduce the effort spent in the formation of a gap in the wall of the casing string, increase the reliability of the perforator and expand the possibility of using the method of slotted perforation of casing strings with higher strength characteristics.
Это достигается в предлагаемом способе за счет возвратно-поступательного перемещения перфоратора с образованием щели в стенке обсадной колонны вначале большую часть толщины стенки обсадной колонны удаляют резанием стенки обсадной колонны, а гидромеханическую раскатку осуществляют на остатке толщины стенки обсадной колонны, для чего используют перфоратор с гидроцилиндром, поршень которого связан с раскатным инструментом, и дополнительным гидроцилиндром со строгательным инструментом, имеющим возможность дозированной подачи для резания стенки обсадной колонны циклами при повышении давления до первой расчетной величины и подъеме перфоратора, отсечения этого гидроцилиндра при повышении давления до второй расчетной величины для воздействия на поршень раскатного инструмента.This is achieved in the proposed method due to the reciprocating movement of the perforator with the formation of a gap in the wall of the casing string, first a large part of the wall thickness of the casing string is removed by cutting the wall of the casing string, and hydromechanical rolling is carried out on the remainder of the wall thickness of the casing string, for which a perforator with a hydraulic cylinder is used, the piston of which is connected with the rolling tool, and an additional hydraulic cylinder with a planing tool having the possibility of dosed supply for cutting casing the casing wall in cycles when the pressure rises to the first calculated value and the perforator rises, cut off this hydraulic cylinder when the pressure rises to the second calculated value to act on the piston of the rolling tool.
Для достижения названного технического результата предлагается устройство для гидромеханической щелевой перфорации обсадной колонны, которое содержит корпус с продольным вырезом, гидроцилиндр, подпружиненный полый шток с поршнем, гидромониторную насадку, раскатный инструмент, опорный ролик, в корпусе выполнены направляющий паз, в котором размещен строгальный инструмент с возможностью возвратно-поступательного перемещения в радиальном направлении, дополнительно продольный вырез, в котором размещены клиновой толкатель и устройство дозированной подачи строгального инструмента, выполненный в виде торцового кулачка с делительным механизмом, подвижно размещенным на оси корпуса, при этом периферийная часть торцового кулачка расположена в продольном вырезе строгального инструмента с возможностью их взаимодействия для ограничения хода строгального инструмента в направлении его подачи в зону резания, дополнительно гидроцилиндр, в котором размещен подпружиненный поршень, шток с упорным элементом, выполненным на его торце для взаимодействия с делительным механизмом в верхнем крайнем положении штока, при этом клиновой толкатель нижним концом жестко закреплен на штоке, а верхний конец толкателя, выполненный с уклоном по отношению к оси устройства, размещен в направляющем пазе, выполненном с тем же уклоном в теле строгального инструмента, причем подпоршневая полость дополнительного гидроцилиндра гидравлически связана с полостью рабочего давления через клапан-отсекатель и с внешним пространством через дроссельное отверстие.To achieve the above technical result, a device for hydromechanical slotted perforation of the casing is proposed, which comprises a housing with a longitudinal cut, a hydraulic cylinder, a spring-loaded hollow rod with a piston, a hydraulic nozzle, a rolling tool, a support roller, a guide groove in which the planing tool is placed with the possibility of reciprocating movement in the radial direction, optionally a longitudinal cutout in which the wedge pusher and the device are placed dosed feed of the planing tool, made in the form of an end cam with a dividing mechanism, movably placed on the axis of the housing, while the peripheral part of the end cam is located in the longitudinal cut of the planing tool with the possibility of their interaction to limit the progress of the planing tool in the direction of its feed into the cutting zone, additionally a hydraulic cylinder in which a spring-loaded piston is placed, a rod with a thrust element made at its end face for interaction with a divider mechanism the upper extreme position of the rod, while the wedge pusher with the lower end is rigidly fixed to the rod, and the upper end of the pusher, made with a slope relative to the axis of the device, is placed in a guide groove made with the same slope in the body of the planing tool, and the piston cavity of the additional hydraulic cylinder hydraulically connected to the working pressure cavity through the shut-off valve and to the external space through the throttle hole.
На фиг.1 представлено устройство для гидромеханической щелевой перфорации обсадной колонны в исходном положении, на фиг.2 - в рабочем положении, где позициями обозначено следующее: 1 - корпус; 2 - продольный вырез; 3 - гидроцилиндр; 4 - полый шток; 5 - поршень; 6 - гидромониторная насадка; 7 - раскатный инструмент; 8 - опорный ролик; 9 - направляющий паз строгального инструмента; 10 - строгальный инструмент; 11 - продольный вырез строгального инструмента; 12 - дополнительный продольный вырез; 13 - клиновой толкатель; 14 - торцовый кулачок и 15 делительный механизм устройства дозированной подачи строгального инструмента; 16 - ось корпуса; 17 - дополнительный гидроцилиндр; 18 - поршень и 19 - шток дополнительного гидроцилиндра; 20 - упорный элемент; 21 - клапан-отсекатель; 22 - дроссельное отверстие и 23 - канал для сообщения подпоршневой полости дополнительного гидроцилиндра соответственно с внешним пространством и с полостью рабочего давления.Figure 1 shows a device for hydromechanical slotted perforation of the casing in the initial position, figure 2 - in the working position, where the positions indicate the following: 1 - body; 2 - longitudinal cut; 3 - a hydraulic cylinder; 4 - hollow stock; 5 - the piston; 6 - hydraulic nozzle; 7 - rolling tool; 8 - a reference roller; 9 - guide groove of the planing tool; 10 - planing tool; 11 is a longitudinal section of a planing tool; 12 - an additional longitudinal cut; 13 - wedge pusher; 14 - end cam and 15 dividing mechanism of the metering device for feeding the planing tool; 16 - axis of the housing; 17 - an additional hydraulic cylinder; 18 - a piston and 19 - a rod of an additional hydraulic cylinder; 20 - persistent element; 21 - shutoff valve; 22 - throttle hole and 23 - channel for communicating the sub-piston cavity of the additional hydraulic cylinder, respectively, with the external space and with the working pressure cavity.
Предложенное устройство работает следующим образом. Устройство спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) в заданную зону перфорации. Создают в колонне НКТ рабочее давление жидкости первой расчетной величины, при которой поршень 5 со штоком 4 перемещают раскатный инструмент 7 до упора в обсадную колонну, с заданным расчетным усилием, вследствие чего корпус 1 перемещается в противоположную сторону до упора опорных роликов 8 в обсадную колонну. Одновременно давление жидкости передается через нормально открытый клапан-отсекатель 21 по каналу 23 в подпоршневую полость гидроцилиндра 17. Поршень 18, преодолевая усилие пружины, со штоком 19, клиновым толкателем 13 и упорным элементом 20 перемещается до взаимодействия последнего с делительным механизмом 15. Делительный механизм в свою очередь передает вращение вокруг оси 16 корпус 1 торцовому кулачку 14 на первый задний делительный угол, а клиновой толкатель 13, взаимодействуя со строгальным инструментом, осуществляет первую дозированную подачу его в сторону зоны резания, при этом дозирование подачи ограничивается упором кромки продольного выреза 11 строгального инструмента в профиль торцового кулачка 14. Затем осуществляют подъем колонны НКТ на высоту, соответствующую заданной длине щели в стенке обсадной колонны, при этом строгальный инструмент удаляет первый слой материала заданной величины (глубины резания) основной части толщины стенки обсадной колонны. После этого опускают устройство в исходное положение, сбрасывают на короткое время давление в трубах. В это время под действием пружины поршень 18, шток 19, клиновой толкатель 13 и, соответственно, строгальный инструмент 10 перемещаются в исходное положение.The proposed device operates as follows. The device is lowered into the well on tubing (tubing) in a given perforation zone. The working fluid pressure of the first calculated value is created in the tubing string, at which the
После восстановления давления жидкости в трубах первой расчетной величины поршень 18, шток 19, клиновой толкатель 13 и упорный элемент 20 вновь перемещаются до взаимодействия последнего с делительным механизмом 15. В результате происходит очередное переключение торцового кулачка 14 на второй заданный делительный угол, а профиль кулачка увеличивает, соответственно, подачу строгального инструмента в сторону зоны резания посредством воздействия на него клинового толкателя 13. При подъеме колонны НКТ строгальный инструмент удаляет второй слой материала заданной величины (глубины резания). Таким образом цикл повторяется до полного удаления основной части толщины стенки обсадной колонны. Для удаления остатка толщины стенки с последующим разрушением цементного камня в колонне НКТ создают повышенное давление жидкости второй расчетной величины, при которой закрывается клапан 21, отсекая подпоршневую полость гидроцилиндра 17 от полости рабочего давления. В результате давление в подпоршневой полости сбрасывается через дроссельное отверстие 22 во внешнее пространство. Под действием возвратной пружины поршень 18, шток 19, клиновой толкатель 13 и, соответственно, строгальный инструмент 10 перемещаются в исходное положение. Повышенное рабочее давление, созданное в колонне НКТ, воздействует на поршень 5 гидроцилиндра 3, в связи с чем, соответственно, на раскатном инструменте 7 возникает повышенное заданное расчетное усилие, с которым он воздействует на обсадную колонну и которое является достаточным для продавливания остатка толщины стенки обсадной колонны, а затем для разрушения заколонного цементного камня. Посредством возратно-поступательного перемещения перфоратора заканчивают образование щели в стенке обсадной колонны.After the restoration of the fluid pressure in the pipes of the first calculated value, the
Когда раскатный инструмент выйдет за пределы обсадной колоны, в НКТ создается повышенное давление и реализуется гидромониторный эффект струи жидкости, вытекающей из насадки 6 с большой скоростью, которая, разливая цементный камень и горную породу, формирует перфорационный канал.When the rolling tool goes beyond the casing string, increased pressure is created in the tubing and the hydromonitor effect of the liquid stream flowing out of the nozzle 6 at a high speed, which, pouring cement stone and rock, forms a perforation channel.
Для прекращения операции останавливают прокачку рабочей жидкости. При этом давление в системе падает и усилием пружины поршень 5 с полым штоком 4 возвращается в исходное положение, выводя из щели раскатный инструмент 7. Устройство полностью переходит в исходное положение. После этого устройство поднимают на поверхность.To stop the operation, pumping of the working fluid is stopped. In this case, the pressure in the system drops and the spring force causes the
Технико-экономические преимущества способа:Technical appraisal and economic advantages of the method:
снижение давления в трубах НКТ, снижение усилий, затрачиваемых при образовании щели в стенке обсадной колонны, увеличение надежности работы перфоратора и расширение возможности применения способа щелевой перфорации обсадных колонн с более высокими прочностными характеристиками.reducing the pressure in the tubing pipes, reducing the effort spent in the formation of a gap in the wall of the casing string, increasing the reliability of the perforator and expanding the applicability of the method of slotted perforation of casing strings with higher strength characteristics.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ №2039220, кл. Е 21 В 43/114.1. RF patent No. 2039220, cl. E 21 B 43/114.
2. Патент РФ №2161697, кл. Е 21 В 43/114.2. RF patent No. 2161697, cl. E 21 B 43/114.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004103058/03A RU2254451C1 (en) | 2004-02-05 | 2004-02-05 | Method for hydromechanical slit perforation of casing column and device for realization of said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004103058/03A RU2254451C1 (en) | 2004-02-05 | 2004-02-05 | Method for hydromechanical slit perforation of casing column and device for realization of said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2254451C1 true RU2254451C1 (en) | 2005-06-20 |
Family
ID=35835843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004103058/03A RU2254451C1 (en) | 2004-02-05 | 2004-02-05 | Method for hydromechanical slit perforation of casing column and device for realization of said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2254451C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012110867A2 (en) | 2011-02-14 | 2012-08-23 | Пассербай Инк | Hydromechnical slot perforator (variants) |
RU2550629C1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-05-10 | Дмитрий Игоревич Сафонов | Hydromechanical slot-type perforator |
-
2004
- 2004-02-05 RU RU2004103058/03A patent/RU2254451C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012110867A2 (en) | 2011-02-14 | 2012-08-23 | Пассербай Инк | Hydromechnical slot perforator (variants) |
US20130319651A1 (en) * | 2011-02-14 | 2013-12-05 | Passerby Inc | Cutting unit of a hydromecanical slot perforator |
US9303494B2 (en) * | 2011-02-14 | 2016-04-05 | Passerby Inc. | Cutting unit of a hydromecanical slot perforator |
RU2550629C1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-05-10 | Дмитрий Игоревич Сафонов | Hydromechanical slot-type perforator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO334983B1 (en) | A system for injecting a substance into a space surrounding a tubular well element as well as a method for injecting a substance into a space surrounding a borehole. | |
DE3641521A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR PENETRATING A DRILL HOLE IN A DRILLED HOLE WITH A LINING | |
MX2013008464A (en) | Multi-cycle pipe cutter and related methods. | |
RU2369728C2 (en) | Sector method of fissure hydro-mechanical perforation of well | |
RU2254451C1 (en) | Method for hydromechanical slit perforation of casing column and device for realization of said method | |
RU2327859C1 (en) | Double-ended hydromechanical slot perforator | |
RU2137915C1 (en) | Device for perforation of cased well | |
EA031649B1 (en) | Hydro wedge perforator (embodiments) | |
RU68587U1 (en) | DEVICE FOR CREATING PERFORATION CHANNELS IN A BORE HOLE | |
RU2255196C1 (en) | Device for drilling deep perforation channels in cased well | |
RU104620U1 (en) | WEDGE HYDROMECHANICAL PERFORATOR | |
RU60132U1 (en) | DEVICE FOR PUNCHING WELLS | |
RU68586U1 (en) | HYDROMECHANICAL PUNCH PERFORATOR | |
RU2397317C1 (en) | Procedure for making borehole slit-like perforated holes of casing and facility for implementation of this procedure | |
RU2401380C1 (en) | Method of in-well casing string slit perforation and device to this end | |
RU2244806C1 (en) | Method for hydromechanical slit perforation of cased wells and device for realization of said method | |
RU2550629C1 (en) | Hydromechanical slot-type perforator | |
RU142089U1 (en) | WEDGE HYDROMECHANICAL PERFORATOR | |
RU2302515C2 (en) | Mechanical-hydraulic slit-type perforator | |
RU2637349C1 (en) | Complex method and device for performing perforation of wells and associated technological operations (versions) | |
RU19086U1 (en) | DEVICE FOR DEEP PUNCHING OF CUTTING WELLS AND EXECUTIVE PUNCH BODY | |
RU2092673C1 (en) | Method for repair of production casing string in well | |
RU2817925C1 (en) | Method and device for destruction of cement stone behind casing pipe | |
RU2270330C1 (en) | Hydromechanical slotted perforator | |
RU2602634C1 (en) | Method for slit-formation in wells and bore pits and slit-former therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20111010 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130206 |