[go: up one dir, main page]

RU2348797C1 - Hydraulic slot-hole skiving puncher - Google Patents

Hydraulic slot-hole skiving puncher Download PDF

Info

Publication number
RU2348797C1
RU2348797C1 RU2007127517/03A RU2007127517A RU2348797C1 RU 2348797 C1 RU2348797 C1 RU 2348797C1 RU 2007127517/03 A RU2007127517/03 A RU 2007127517/03A RU 2007127517 A RU2007127517 A RU 2007127517A RU 2348797 C1 RU2348797 C1 RU 2348797C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wedge
cutting
hydraulic
piston
wedges
Prior art date
Application number
RU2007127517/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Кривцов (RU)
Сергей Владимирович Кривцов
Евгений Анатольевич Семенцов (RU)
Евгений Анатольевич Семенцов
Дмитрий Александрович Кончин (RU)
Дмитрий Александрович Кончин
Original Assignee
Сергей Владимирович Кривцов
Евгений Анатольевич Семенцов
Дмитрий Александрович Кончин
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 Сергей Владимирович Кривцов, Евгений Анатольевич Семенцов, Дмитрий Александрович Кончин filed Critical Сергей Владимирович Кривцов
Priority to RU2007127517/03A priority Critical patent/RU2348797C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2348797C1 publication Critical patent/RU2348797C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention refers to oil industry, specifically to slot-hole puncher design of double-action skiving. The puncher contains the body 1 with in-built piston puller 2 with hydraulic central channel 3 and hydraulic offtakes 4 with jet head 5. The body 1 contains edge tool that is rotary cutter 6 with longitudinal profile S-shaped similar providing possibility of two simultaneous diametrical slots. The cutter 6 consists of the body 7, e.g., brick-shaped and made of toothed cutters 9 rigidly attached to the body 7, mounted by two sides thereof and provided with toothed leading edge 10 designed as bow-shaped convex circuit. The leading edge 10 is made as contoured teeth 11. The cutter 6 is mounted on the central axis 12 and supplied with moving mechanism consisting of two mirror-positioned deflecting wedges 13 and 14 mounted by longitudinal axis and provided with wedge surface 15 and 16 interacting with the body 7 of the cutters 6. Herewith the wedge 13 interacts with the piston puller 2 and is to be a wedge piston for turning the cutter 6, while the second wedge 14 is guide for returning the cutter 6 in folded position and spring-loaded with return spring 17. Both wedges 13 and 14 are interconnected by rigid junction 18, e.g. plate, to longitudinal slot 19.
EFFECT: provided qualitative punching, design simplification and reliable performance.
11 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности, к упрощенным конструкциям щелевых перфораторов с двухсторонним режущим действием, и может быть использовано для создания перфорационных щелей в обсадных колоннах, цементном камне и горной породе при вторичном вскрытии продуктивных горизонтов как в обсаженных, так и в необсаженных скважинах.The invention relates to the field of the oil industry, in particular, to simplified designs of slotted punchers with double-sided cutting action, and can be used to create perforations in casing, cement stone and rock during the second opening of productive horizons both in cased and open-hole wells.

В настоящее время известен ряд щелевых перфораторов, обеспечивающих при работе создание одновременно двух диаметрально расположенных щелей. Общий принцип их конструкции заключен в наличии двух режущих элементов, которые выдвигаются из корпуса посредством механизма-ножниц (Патент США №4119151) или механизма выдвижения в виде коромысла.Currently, a number of slotted punchers are known, which ensure during operation the creation of two diametrically located slots simultaneously. The general principle of their design is the presence of two cutting elements that are pulled out of the body by means of a scissor mechanism (US Patent No. 4119151) or a telescoping mechanism in the form of a rocker arm.

Известен гидромеханический щелевой перфоратор (Патент РФ №2247226, кл. Е21В 43/112, опубл. 2005 г.), содержащий корпус, размещенный в нем поршень-толкатель с гидравлическим центральным каналом и двумя боковыми гидроканалами, оборудованными гидромониторными насадками, два выдвижных режущих инструмента (накатных ролика), обеспечивающих возможность выполнения двух диаметрально расположенных щелей в колонне скважины, каждый из которых установлен на отдельной оси и снабжен механизмом выдвижения. Указанный механизм выдвижения содержит смонтированное на центральной оси с возможностью поворота коромысло, в плечах которого установлены оси упомянутых режущих инструментов, и содержит установленный на нижней части поршня-толкателя двойной клин. Указанный известный перфоратор позволяет исключить затраты времени на его разворот на 180° для наката второй щели и не требует дополнительных спуско-подъемных операций.Known hydromechanical slotted puncher (RF Patent No. 2247226, CL ЕВВ 43/112, publ. 2005), comprising a housing, a pusher-piston with a hydraulic central channel and two side hydraulic channels equipped with hydraulic nozzles, two retractable cutting tools (rolling roller), providing the ability to perform two diametrically located slots in the well string, each of which is mounted on a separate axis and is equipped with an extension mechanism. The specified extension mechanism comprises a rocker mounted on the central axis with the possibility of rotation, in the shoulders of which the axes of the said cutting tools are mounted, and contains a double wedge mounted on the lower part of the pusher-pusher. The specified well-known perforator eliminates the time required for its rotation through 180 ° for rolling the second slot and does not require additional tripping and lifting operations.

Указанный известный перфоратор является довольно эффективным на начальных стадиях работы, но по мере выполнения последующих перфорационных отверстий эффективность его работы может снижаться. Этот происходит за счет следующего. Горная порода, окружающая обсадную колонну, является неоднородной. В ней могут присутствовать различные пропластки (распространяющиеся по горизонтали, по вертикали, под переменными углами) с различной степенью твердости. В таких условиях режущие инструменты - два накатных ролика, в процессе перфорации двух диаметральных щелей могут изнашиваться неравномерно. И износ этих роликов в большей степени будет обусловлен влиянием температуры на металл ролика при резании: более крепкая порода вызывает большую теплонапряженность тела ролика (т.е. его больший износ), а более рыхлая - меньшую теплонапряженность (т.е. его меньший износ). Неравномерный износ накатных роликов обуславливает необходимость их замены, с тем чтобы процесс перфорации был эффективным. Но при этом следует останавливать работы по перфорации, поднимать весь перфоратор, производить замену деталей, что требует дополнительных затрат. Поэтому увеличение межремонтного периода работы перфоратора при одновременной надежной его работе является приоритетным при перфорационных работах. А это не всегда достигается известным перфоратором, особенно в условиях переслаивающихся горных пород.The specified known perforator is quite effective in the initial stages of work, but as subsequent perforations are made, the efficiency of its operation may decrease. This is due to the following. The rock surrounding the casing is heterogeneous. It may contain various layers (extending horizontally, vertically, at variable angles) with varying degrees of hardness. Under such conditions, cutting tools are two knurled rollers; during the perforation of two diametrical slots, they can wear out unevenly. And the wear of these rollers to a greater extent will be due to the influence of temperature on the metal of the roller during cutting: a harder rock causes a greater heat stress of the roller body (i.e., more wear), and a looser - less heat stress (i.e., its lower wear) . Uneven wear of the rolling rollers necessitates replacing them so that the punching process is effective. But at the same time, punching work should be stopped, the entire punch should be lifted, parts should be replaced, which requires additional costs. Therefore, the increase in the overhaul period of the punch while its reliable operation is a priority during punching. And this is not always achieved by a well-known perforator, especially in conditions of interbedded rocks.

Указанные недостатки также снижают производительность работы перфоратора.These disadvantages also reduce the performance of the punch.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является перфоратор гидромеханический щелевой (Патент РФ №2249678, кл. Е21В 43/112, опубл. 2005 г.), который состоит из корпуса, размещенного в нем поршня-толкателя и двух режущих инструментов в виде установленных на оси режущих дисков с механизмом их выдвижения для выполнения двух диаметрально расположенных щелей в колонне. Механизм выдвижения дисков включает смонтированное на центральной оси коромысло, в плечах которого в отверстиях установлены оси режущих дисков. Коромысло выполнено с возможностью поворота при перемещении поршня-толкателя.Closest to the proposed technical solution for the technical essence is a slotted hydromechanical punch (RF Patent No. 229678, CL ЕВВ 43/112, publ. 2005), which consists of a housing, a piston-pusher placed in it and two cutting tools in the form mounted on the axis of the cutting discs with a mechanism for their extension to perform two diametrically located slots in the column. The mechanism for extending the disks includes a beam mounted on the central axis, in the shoulders of which the axes of the cutting disks are mounted in the holes. The beam is made with the possibility of rotation when moving the piston-pusher.

Указанный перфоратор характеризуется теми же недостатками, что вышеприведенный аналог.The specified perforator is characterized by the same disadvantages as the above analogue.

Кроме того, недостатком известного перфоратора является наличие нескольких осей (два у накатных ролика и одна у коромысла) и соответственно - нескольких отверстий под них. При работе ось ролика и внутреннее отверстие под него очень сильно нагреваются за счет сил трения и может происходить стачивание металла, также возможет излом оси и заклинивание ролика. Особенно этот процесс может идти активно в процессе резания простирающихся пород с различными прочностными характеристиками. Это приводит к снижению надежности работы перфоратора.In addition, the disadvantage of the known perforator is the presence of several axes (two for the rolling roller and one for the rocker arm) and, accordingly, several holes for them. During operation, the axis of the roller and the inner hole beneath it are very hot due to friction forces and metal may grind, and the axis may fracture and jam the roller. Especially this process can go actively in the process of cutting extending rocks with different strength characteristics. This leads to a decrease in the reliability of the drill.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении качественной перфорации в процессе всего периода работы при одновременном упрощении конструкции, повышении межремонтного периода работы и надежности работы за счет равномерности износа режущих элементов режущего инструмента, обеспечивающейся выравниванием их теплонапряженности в процессе резания материалов с различными прочностными характеристиками.The technical result achieved by the present invention is to ensure high-quality perforation during the entire period of operation while simplifying the design, increasing the overhaul period of operation and reliability due to the uniform wear of the cutting elements of the cutting tool, ensuring equalization of their heat stress during cutting of materials with various strength characteristics .

Еще одним техническим результатом является простота осуществления ремонта заявляемого перфоратора.Another technical result is the ease of repair of the inventive punch.

Указанный технический результат обеспечивается предлагаемым перфоратором гидромеханическим щелевым режущего действия, включающим корпус, размещенный в нем поршень-толкатель с гидравлическим центральным каналом, режущий инструмент, обеспечивающий возможность выполнения двух диаметрально расположенных щелей в колонне скважины и снабженный механизмом перемещения, при этом согласно изобретению режущий инструмент выполнен в виде закрепленного на оси поворотного ножа, форма продольного сечения которого близка к S-образной, и состоящего из тела ножа и из жестко соединенных с телом и размещенных по обе его стороны зубчатых режущих элементов, зубчатая режущая кромка которых выполнена в виде дугообразного выпуклого контура, а механизм перемещения режущего инструмента выполнен в виде поворотного механизма, состоящего из двух одинарных отклоняющих клиньев, клиновидная поверхность которых размещена с возможностью взаимодействия с телом ножа, при этом один из упомянутых клиньев также взаимодействует с поршнем-толкателем и является клином-поршнем, а второй выполнен подпружиненным и установлен зеркально ниже первого клина, причем оба клина соединены друг с другом жесткой связью.The specified technical result is provided by the proposed perforator hydromechanical slotted cutting action, comprising a housing, a pusher-piston with a hydraulic central channel, a cutting tool that allows two diametrically located slots in the well string and provided with a movement mechanism, while according to the invention the cutting tool is made in the form of a rotary knife fixed on the axis, the longitudinal section of which is close to S-shaped, and consisting o from the knife body and from the gear cutting elements rigidly connected to the body and placed on both sides of the knife, the gear cutting edge of which is made in the form of an arched convex contour, and the cutting tool moving mechanism is made in the form of a rotary mechanism consisting of two single deflecting wedges, wedge-shaped the surface of which is placed with the possibility of interaction with the body of the knife, while one of the mentioned wedges also interacts with the piston-pusher and is a wedge-piston, and the second is made Inonii and installed below the first wedge mirror, both wedge connected to each other rigid bond.

Зубчатые режущие элементы выполнены в виде режущих зубчатых лопастей.Toothed cutting elements are made in the form of cutting toothed blades.

Зубчатые режущие элементы выполнены в виде режущих полусфер. Зубчатая режущая кромка режущего элемента выполнена в виде установленных по ее контуру зубьев, каждый из которых выполнен в виде клина с углом заточки при вершине 50-90°.Toothed cutting elements are made in the form of cutting hemispheres. The serrated cutting edge of the cutting element is made in the form of teeth set along its contour, each of which is made in the form of a wedge with a sharpening angle at an apex of 50-90 °.

Режущий элемент имеет чередующиеся по высоте зубья. Зубчатая режущая кромка режущего элемента упрочнена общей термической закалкой, или упрочнена методом наплавки высокотвердым материалом, или упрочнена методом борирования или нанесения твердого покрытия.The cutting element has alternating teeth in height. The serrated cutting edge of the cutting element is hardened by general thermal hardening, or hardened by surfacing with a high-hardness material, or hardened by boronation or hard coating.

Жесткая связь одинарных отклоняющих клиньев выполнена в виде пластины с продольной прорезью или пазом или в виде двух пластин, расположенных преимущественно параллельно с обеих сторон клиньев.A rigid connection of single deflecting wedges is made in the form of a plate with a longitudinal slot or groove or in the form of two plates located mainly parallel to both sides of the wedges.

Гидравлический центральный канал перфоратора дополнительно снабжен отводящими гидроканалами, оборудованными гидромониторными насадками, сопряженными с указанным центральным каналом по плавной образующей без угловых перегибов,The hydraulic Central channel of the perforator is additionally equipped with outlet hydraulic channels, equipped with hydraulic monitor nozzles, paired with the specified Central channel along the smooth generatrix without angular bends,

Рабочий канал гидромониторных насадок выполнен в виде усеченного конуса, плавно переходящего в цилиндрическую часть, причем стенки у основания указанного конуса, расположенного у входной кромки канала, выполнены с кривизной.The working channel of the hydraulic nozzles is made in the form of a truncated cone, smoothly turning into a cylindrical part, and the walls at the base of the specified cone located at the inlet edge of the channel are made with curvature.

Гидромониторные насадки установлены в пазу корпуса перфоратора, длина которого выбирается из условия возможности замены этих насадок без разборки всего перфоратора.Hydromonitor nozzles are installed in the groove of the perforator body, the length of which is selected from the condition that these nozzles can be replaced without disassembling the entire perforator.

Корпус перфоратора снабжен по меньшей мере двумя кольцевыми центраторами с продольными прорезями.The puncher body is provided with at least two annular centralizers with longitudinal slots.

Вышеприведенный технический результат достигается за счет следующего.The above technical result is achieved due to the following.

Благодаря тому что режущий инструмент выполнен в виде закрепленного на оси поворотного ножа, форма продольного сечения которого близка к S-образной, и состоящего из тела ножа и из жестко соединенных с телом и размещенных по обе его стороны зубчатых режущих элементов, обеспечивается при перфорации перераспределение теплонапряженности и ее выравнивание между зубчатыми элементами независимо от различия в прочностных характеристиках разрушаемых каждым режущим элементом материалов. Это позволяет обеспечить равномерный износ режущих кромок обоих режущих элементов в процессе всего периода перфорации, а значит, надежную работу предлагаемого перфоратора в течение длительного периода.Due to the fact that the cutting tool is made in the form of a rotary knife fixed on the axis, the longitudinal section of which is close to S-shaped, and consisting of a knife body and gear cutting elements rigidly connected to the body and placed on both sides of the knife, redistribution of heat stress is provided during perforation and its alignment between the gear elements regardless of the difference in strength characteristics of the materials destroyed by each cutting element. This allows you to ensure uniform wear of the cutting edges of both cutting elements during the entire period of perforation, and therefore, reliable operation of the proposed perforator for a long period.

Этот эффект стал возможен еще и потому, что режущий инструмент в заявляемом техническом решении представляет собой единое конструктивное средство, размещенное на единственной оси, вследствие чего упрощается конструкция. Износ как оси, так и отверстия под него происходит равномерно, что благоприятно сказывается на надежности работы перфоратора (в прототипе же имеются в наличии три оси а также отверстия под них, которые в процессе работы могут изнашиваться неравномерно ввиду разнопрочностных параметров разрушаемых материалов, что приводит к биению режущих инструментов, а значит, к повышенному износу всех трущихся деталей, и как следствие, к выходу перфоратора из строя).This effect became possible also because the cutting tool in the claimed technical solution is a single structural tool placed on a single axis, which simplifies the design. Depreciation of both the axis and the holes under it occurs uniformly, which favorably affects the reliability of the punch (in the prototype, there are three axes as well as holes for them, which during operation can wear out unevenly due to the multi-strength parameters of the materials being destroyed, which leads to beating of cutting tools, and therefore, to increased wear of all rubbing parts, and as a result, to the failure of the punch).

Использование режущего инструмента такой конструкции также обеспечивает простоту осуществления ремонта (путем замены режущих элементов или путем наплавления нового упрочняющего слоя), в то время как у прототипа режущие инструменты подлежат утилизации, их вторичное использование невозможно.The use of cutting tools of this design also provides ease of repair (by replacing the cutting elements or by depositing a new reinforcing layer), while the prototype cutting tools must be disposed of, their secondary use is impossible.

Выполнение зубчатой режущей кромки у режущего элемента в виде дугообразного выпуклого контура (т.е. сам режущий элемент имеет дугообразный профиль и, например, может иметь форму лопасти или полусферы) позволяет наряду с ускорением равномерности перераспределения тепла в процессе резания (сферические, дугообразные тела с точки зрения механики являются более совершенными, чем тела с углами) еще и облегчить режим резания. Это обеспечивается за счет снижения тягового сопротивления, усиления процесса сострагивания ими материала обсадной колонны и разрушения породы при меньших энергетических затратах. На эту же цель работает и выполнение зубчатой режущей кромки режущего элемента в виде установленных по ее контуру зубьев, каждый из которых выполнен в виде клина с углом заточки при вершине 50-90°, а в одном из вариантов - с чередующимися по высоте зубьями.The implementation of the serrated cutting edge at the cutting element in the form of an arched convex contour (i.e., the cutting element itself has an arched profile and, for example, may have the shape of a blade or a hemisphere), along with accelerating the uniformity of heat redistribution during cutting (spherical, arched bodies with the points of view of mechanics are more perfect than bodies with angles) and also facilitate the cutting mode. This is achieved by reducing traction resistance, enhancing the process of shearing the casing material and rock destruction at lower energy costs. The implementation of the toothed cutting edge of the cutting element in the form of teeth installed along its contour, each of which is made in the form of a wedge with a sharpening angle at the apex of 50-90 °, and in one of the options with alternating teeth in height, works for the same purpose.

Благодаря тому что заявленный перфоратор снабжен двумя одинарными отклоняющими клиньями, клиновидная поверхность которых размещена с возможностью взаимодействия с телом ножа, при этом один из упомянутых клиньев также взаимодействует с поршнем-толкателем и является клином-поршнем, а второй выполнен подпружиненным и установлен зеркально ниже первого клина, при работе обеспечивается гарантированное плавное выдвижение ножа, что исключает его поломку и повышает надежность работы перфоратора в целом.Due to the fact that the claimed perforator is equipped with two single deflecting wedges, the wedge-shaped surface of which is placed with the possibility of interaction with the body of the knife, while one of the mentioned wedges also interacts with the pusher-piston and is a wedge-piston, and the second is spring-loaded and is mounted mirror-lower than the first wedge , during operation, a guaranteed smooth extension of the knife is ensured, which eliminates its breakdown and increases the reliability of the drill as a whole.

Соединение обоих клиньев друг с другом жесткой связью, например двумя пластинами или одной пластиной с продольной прорезью, является технологически конструктивным приемом и позволяет указанным клиньям в разное время становиться фиксаторами для ножа (или исключается нежелательный поворот ножа или преждевременное его складывание)The connection of both wedges with each other by a rigid connection, for example, two plates or one plate with a longitudinal slot, is a technologically constructive technique and allows these wedges to become locks for the knife at different times (or unwanted rotation of the knife or its premature folding is excluded)

Благодаря тому что отводящие гидроканалы перфоратора сопряжены с гидравлическим центральным каналом поршня-толкателя по плавной образующей без угловых перегибов, исключается потеря мощности струи при гидромониторной промывке.Due to the fact that the outlet hydraulic channels of the perforator are coupled to the hydraulic central channel of the pusher piston along the smooth generatrix without angular kinks, the jet power loss during jet washing is eliminated.

А выполнение рабочего канала гидромониторной насадки в виде усеченного конуса, плавно переходящего в цилиндрическую часть, и выполнение при этом стенки у основания упомянутого конуса с кривизной обеспечивает усиление энергии струи на выходе из гидромониторной насадки, то есть обеспечивает повышение степени размыва породы при тех же расходах жидкости и топлива работающих насосных агрегатов по сравнению с прототипом.And the implementation of the working channel of the hydraulic nozzle in the form of a truncated cone, smoothly turning into a cylindrical part, and the execution of the wall at the base of the said cone with curvature provides increased energy of the jet at the outlet of the hydraulic nozzle, that is, provides an increase in the degree of erosion of the rock at the same fluid flow rates and fuel operating pumping units compared to the prototype.

Указанные выше преимущества обеспечивают повышение надежности работы предлагаемого перфоратора, увеличение периода его безремонтной работы.The above advantages provide increased reliability of the proposed hammer drill, an increase in the period of its maintenance-free operation.

Заявляемый перфоратор иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого перфоратора; на фиг.2 - нож в продольном разрезе по толщине, на фиг.3 - вид с позиции А и на фиг.4 - вид с позиции Б.The inventive punch is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the proposed punch; figure 2 is a knife in longitudinal section in thickness, figure 3 is a view from position A and figure 4 is a view from position B.

Предлагаемый перфоратор содержит корпус 1, в котором размещен поршень-толкатель 2 с гидравлическим центральным каналом 3 и отводящими гидроканалами 4, оборудованными гидромониторными насадками 5. Также в корпусе 1 расположен режущий инструмент - поворотный нож 6, продольное сечение которого (если осуществить этот продольный разрез по толщине ножа) по форме близко к S-образному, обеспечивающий возможность выполнения одновременно двух диаметральных щелей при проведении перфорационных работ. Указанный нож 6 состоит из тела 7, выполненного, например, в виде бруска толщиной 3-5 см, шириной 10-12 см и длиной 20-35 см и из жестко соединенных с телом 7 и размещенных по обе его стороны оппозитно и одновременно смещенных к противоположным фронтальным кромкам 8 бруска-тела 7 двух зубчатых режущих элементов 9, зубчатая режущая кромка 10 которых выполнена в виде дугообразного выпуклого контура. Режущие элементы 9 могут быть выполнены, например, в виде лопастей или в виде полусфер. Они также могут быть размещены с наклоном к продольной оси тела 7 ножа 6 под углом 5-90°.The proposed perforator comprises a housing 1, in which a piston-pusher 2 with a hydraulic central channel 3 and outlet channels 4, equipped with hydraulic nozzles 5, is located 5. Also, a cutting tool is located in the housing 1 - a rotary knife 6, the longitudinal section of which (if this longitudinal section is made in the thickness of the knife) in shape is close to S-shaped, providing the ability to simultaneously perform two diametrical slots when conducting perforation. The specified knife 6 consists of a body 7, made, for example, in the form of a bar 3-5 cm thick, 10-12 cm wide and 20-35 cm long, and rigidly connected to the body 7 and placed on both sides of it opposite and simultaneously offset to opposite front edges 8 of the bar-body 7 of two gear cutting elements 9, the gear cutting edge 10 of which is made in the form of an arched convex contour. The cutting elements 9 can be made, for example, in the form of blades or in the form of hemispheres. They can also be placed with an inclination to the longitudinal axis of the body 7 of the knife 6 at an angle of 5-90 °.

Режущая кромка 10 выполнена в виде установленных по контуру зубьев 11 (фиг.4), каждый из которых выполнен в виде клина с углом заточки при вершине 50-90°. Указанная зубчатая режущая кромка 10 режущего элемента 9 упрочнена общей термической закалкой, или упрочнена методом наплавки высокотвердым материалом, или упрочнена методом борирования.The cutting edge 10 is made in the form of set along the contour of the teeth 11 (figure 4), each of which is made in the form of a wedge with a sharpening angle at the apex of 50-90 °. The specified toothed cutting edge 10 of the cutting element 9 is hardened by general thermal hardening, or hardened by surfacing with high hardness material, or hardened by boronation.

Нож 6 установлен на центральной оси 12 и снабжен механизмом перемещения, состоящим из двух зеркально установленных друг по отношению к другу по продольной оси одинарных отклоняющих клиньев 13 и 14, клиновидная поверхность 15 и 16 которых размещена с возможностью взаимодействия с телом 7 ножа 6. При этом клин 13 взаимодействует с поршнем-толкателем 2 и является клином-поршнем для поворота ножа 6, а второй клин 14 является направляющим для возврата ножа 6 в сложенное положение и выполнен подпружиненным возвратной пружиной 17. Кроме того, оба клина 13 и 14 скреплены между собой жесткой связью 18, например пластиной, с продольной прорезью 19, в которой размещена центральная ось 12 (центральная ось 12 шплинтуется, имеет продольный люфт, может вращаться) ножа 6, жестко соединенная с корпусом 1 перфоратора.The knife 6 is mounted on the central axis 12 and is equipped with a movement mechanism consisting of two single deflecting wedges 13 and 14 mirrored relative to each other along the longitudinal axis, the wedge-shaped surface 15 and 16 of which are arranged to interact with the body 7 of the knife 6. In this case the wedge 13 interacts with the piston-pusher 2 and is a wedge-piston for turning the knife 6, and the second wedge 14 is a guide for returning the knife 6 to the folded position and is spring loaded with a return spring 17. In addition, both wedges 13 and 14 fastened together by a rigid connection 18, for example, a plate, with a longitudinal slot 19 in which the central axis 12 is located (the central axis 12 is split, has a longitudinal play, can rotate) of the knife 6, rigidly connected to the body 1 of the punch.

Заявляемый перфоратор работает следующим образом. The inventive punch works as follows.

После окончания спуска на колонне труб в скважину перфоратор устанавливается в требуемом месте по длине ствола. Создается давление в гидроцилиндре (в конструкции предлагаемого перфоратора возможно установление последовательно двух гидроцилиндров в случае необходимости создания повышенного давления), под действием которого поршень-толкатель 2 начинает поступательно перемещаться, воздействуя одновременно на клин-поршень 13, который также опускается вниз. Его клиновидная поверхность 15 воздействует на боковую поверхность ножа 6 и начинается его поворот относительно корпуса 1. При этом нижний клин 14 сдвигается вниз с помощью усилий, передаваемым клином-поршнем 13 через жесткую связь 18, сжимая возвратную пружину 17. Нож 6 поворачивается относительно корпуса 1 до упора с обсадной колонной (на чертеже не показана). Производят прорезывание щелей в обсадной колонне и горной породе попеременным перемещением перфоратора вверх-вниз на длину щели. Одновременно производят размыв породы, и после образования щелей давление еще поднимается и реализуется гидромониторный эффект струи, которая при выходе из гидромониторной насадки 5 размывает породу пласта, намывая каверну по всей длине щели. После намыва каверны давление сбрасывается. Пружина 17 приходит в исходное положение, действуя одновременно на нижний клин 14. Последний через жесткую связь 18 воздействует на клин-поршень 13 и одновременно - на боковую поверхность ножа 6, возвращая его в сложенное положение. Клин-поршень 14 возвращается в исходное положение, отталкивая поршень-толкатель 2. Далее перфоратор перемещают в продольном направлении на требуемую величину шага вскрытия (шага перфорации) и процесс повторяют сначала.After the descent on the pipe string into the well is completed, the hammer drill is installed in the desired location along the length of the barrel. A pressure is created in the hydraulic cylinder (in the design of the proposed perforator it is possible to install two hydraulic cylinders in series if it is necessary to create increased pressure), under the action of which the piston-pusher 2 starts to move progressively, acting simultaneously on the wedge-piston 13, which also drops down. Its wedge-shaped surface 15 acts on the side surface of the knife 6 and begins to rotate relative to the housing 1. At the same time, the lower wedge 14 is shifted down by the forces transmitted by the wedge-piston 13 via a rigid connection 18, compressing the return spring 17. The knife 6 is rotated relative to the housing 1 all the way to the casing (not shown in the drawing). Slots are cut through in the casing and rock by alternately moving the hammer up and down the length of the slit. At the same time, the erosion of the rock is carried out, and after the formation of cracks, the pressure still rises and the hydromonitor effect of the jet is realized, which, when leaving the hydromonitor nozzle 5, erodes the formation rock, washing the cavity along the entire length of the gap. After washing the cavity, the pressure is relieved. The spring 17 comes to its original position, acting simultaneously on the lower wedge 14. The latter through a rigid connection 18 acts on the wedge-piston 13 and at the same time on the side surface of the knife 6, returning it to the folded position. The wedge-piston 14 returns to its original position, pushing the piston-pusher 2. Next, the puncher is moved in the longitudinal direction by the required opening step (punching step) and the process is repeated again.

Преимущества предлагаемого перфоратора перед прототипом заключаются в упрощении конструкции и увеличении надежности работы при одновременной высокой эффективности.The advantages of the proposed punch over the prototype are to simplify the design and increase the reliability with simultaneous high efficiency.

Claims (11)

1. Перфоратор гидромеханический щелевой режущего действия, включающий корпус, размещенный в нем поршень-толкатель с гидравлическим центральным каналом, режущий инструмент, обеспечивающий возможность выполнения двух диаметрально расположенных щелей в колонне скважины и снабженный механизмом перемещения, отличающийся тем, что режущий инструмент выполнен в виде закрепленного на оси поворотного ножа, форма продольного сечения которого близка к S-образной, и состоящего из тела ножа и из жестко соединенных с телом и размещенных по обе его стороны зубчатых режущих элементов, зубчатая режущая кромка которых выполнена в виде дугообразного выпуклого контура, а механизм перемещения режущего инструмента выполнен в виде поворотного механизма, состоящего из двух одинарных отклоняющих клиньев, клиновидная поверхность которых размещена с возможностью взаимодействия с телом ножа, при этом один из упомянутых клиньев также взаимодействует с поршнем-толкателем и является клином-поршнем, а второй - выполнен подпружиненным и установлен зеркально ниже первого клина, причем оба клина соединены друг с другом жесткой связью.1. Hydro-mechanical slotted rotary hammer, comprising a housing, a pusher-piston with a hydraulic central channel, a cutting tool that allows two diametrically located slots in the well string and provided with a movement mechanism, characterized in that the cutting tool is made in the form of a fixed tool on the axis of the rotary knife, the longitudinal section of which is close to S-shaped, and consisting of the body of the knife and rigidly connected to the body and placed on both of it with orons of gear cutting elements, the gear cutting edge of which is made in the form of an arcuate convex contour, and the movement mechanism of the cutting tool is made in the form of a rotary mechanism, consisting of two single deflecting wedges, the wedge-shaped surface of which is placed with the possibility of interaction with the body of the knife, while one of the aforementioned the wedge also interacts with the piston-pusher and is a wedge-piston, and the second is spring-loaded and is installed mirror-lower than the first wedge, both wedges with are united with each other by a tight connection. 2. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что зубчатые режущие элементы выполнены в виде режущих зубчатых лопастей.2. The hammer drill according to claim 1, characterized in that the gear cutting elements are made in the form of cutting gear blades. 3. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что зубчатые режущие элементы выполнены в виде режущих зубчатых полусфер.3. The hammer drill according to claim 1, characterized in that the gear cutting elements are made in the form of cutting gear hemispheres. 4. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что зубчатая режущая кромка режущего элемента выполнена в виде установленных по ее контуру зубьев, каждый из которых выполнен в виде клина с углом заточки при вершине 50-90°.4. The hammer drill according to claim 1, characterized in that the toothed cutting edge of the cutting element is made in the form of teeth set along its contour, each of which is made in the form of a wedge with a sharpening angle at an apex of 50-90 °. 5. Перфоратор по п.4, отличающийся тем, что режущий элемент имеет чередующиеся по высоте зубья.5. The hammer drill according to claim 4, characterized in that the cutting element has alternating teeth in height. 6. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что зубчатая режущая кромка режущего элемента упрочнена общей термической закалкой или упрочнена методом наплавки высокотвердым материалом, или упрочнена методом борирования или нанесения твердого покрытия.6. The punch according to claim 1, characterized in that the toothed cutting edge of the cutting element is hardened by general thermal hardening or hardened by surfacing with high hardness material, or hardened by boron or hard coating. 7. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что жесткая связь одинарных отклоняющих клиньев выполнена в виде пластины с продольной прорезью или пазом, или в виде двух пластин, расположенных преимущественно параллельно с обеих сторон клиньев.7. The hammer drill according to claim 1, characterized in that the rigid connection of the single deflecting wedges is made in the form of a plate with a longitudinal slot or groove, or in the form of two plates located mainly parallel to both sides of the wedges. 8. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что его гидравлический центральный канал дополнительно снабжен отводящими гидроканалами, оборудованными гидромониторными насадками, сопряженными с указанным центральным каналом по плавной образующей без угловых перегибов.8. The hammer drill according to claim 1, characterized in that its hydraulic central channel is additionally equipped with outlet hydraulic channels equipped with hydraulic nozzles coupled to said central channel in a smooth generatrix without angular kinks. 9. Перфоратор по п.8, отличающийся тем, что рабочий канал гидромониторных насадок выполнен в виде усеченного конуса, плавно переходящего в цилиндрическую часть, причем стенки у основания указанного конуса, расположенного у входной кромки канала, выполнены с кривизной.9. The punch according to claim 8, characterized in that the working channel of the hydraulic nozzles is made in the form of a truncated cone, smoothly turning into a cylindrical part, and the walls at the base of the specified cone located at the inlet edge of the channel are made with curvature. 10. Перфоратор по п.8 или 9, отличающийся тем, что гидромониторные насадки установлены в пазу корпуса перфоратора, длина которого выбирается из условия возможности замены этих насадок без разборки всего перфоратора.10. A punch according to claim 8 or 9, characterized in that the hydraulic nozzles are installed in the groove of the punch body, the length of which is selected from the condition that these nozzles can be replaced without disassembling the entire punch. 11. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что его корпус снабжен, по меньшей мере, двумя кольцевыми центраторами с продольными прорезями. 11. The hammer drill according to claim 1, characterized in that its body is equipped with at least two annular centralizers with longitudinal slots.
RU2007127517/03A 2007-07-18 2007-07-18 Hydraulic slot-hole skiving puncher RU2348797C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007127517/03A RU2348797C1 (en) 2007-07-18 2007-07-18 Hydraulic slot-hole skiving puncher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007127517/03A RU2348797C1 (en) 2007-07-18 2007-07-18 Hydraulic slot-hole skiving puncher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2348797C1 true RU2348797C1 (en) 2009-03-10

Family

ID=40528686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007127517/03A RU2348797C1 (en) 2007-07-18 2007-07-18 Hydraulic slot-hole skiving puncher

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2348797C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012107824A2 (en) 2011-02-10 2012-08-16 Пассербай Инк (e21b 43/112) cutting unit of a slot perforator (variants)
WO2012107827A2 (en) 2011-02-08 2012-08-16 Пассербай Инк Cutting unit of a hydromecanical slot perforator
WO2012110867A3 (en) * 2011-02-14 2013-05-23 Пассербай Инк Hydromechnical slot perforator (variants)
WO2013088215A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-20 Пассербай Инк Hydromechanical slot perforator variants
RU2507362C1 (en) * 2012-08-02 2014-02-20 Геннадий Алексеевич Копылов Extending reamer
RU2542057C1 (en) * 2014-02-21 2015-02-20 Геннадий Алексеевич Копылов Blade underreamer
RU2546687C1 (en) * 2013-10-03 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Азимут" Two-disc slotted hydro mechanical perforator
RU193917U1 (en) * 2019-02-28 2019-11-21 Сергей Николаевич Шестаков HYDROMECHANICAL SLOT PUNCH PERFORATOR

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012107827A2 (en) 2011-02-08 2012-08-16 Пассербай Инк Cutting unit of a hydromecanical slot perforator
WO2012107824A2 (en) 2011-02-10 2012-08-16 Пассербай Инк (e21b 43/112) cutting unit of a slot perforator (variants)
US9303494B2 (en) * 2011-02-14 2016-04-05 Passerby Inc. Cutting unit of a hydromecanical slot perforator
WO2012110867A3 (en) * 2011-02-14 2013-05-23 Пассербай Инк Hydromechnical slot perforator (variants)
US20130319651A1 (en) * 2011-02-14 2013-12-05 Passerby Inc Cutting unit of a hydromecanical slot perforator
WO2013088215A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-20 Пассербай Инк Hydromechanical slot perforator variants
RU2490434C2 (en) * 2011-11-28 2013-08-20 Пассербай Инк Hydromechanical slot-type puncher (versions)
US20140311729A1 (en) * 2011-11-28 2014-10-23 Passerby Inc Hydromechanical slot perforator (variants)
US9382782B2 (en) * 2011-11-28 2016-07-05 Passerby Inc. Hydromechanical slot perforator (variants)
RU2507362C1 (en) * 2012-08-02 2014-02-20 Геннадий Алексеевич Копылов Extending reamer
RU2546687C1 (en) * 2013-10-03 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Азимут" Two-disc slotted hydro mechanical perforator
RU2542057C1 (en) * 2014-02-21 2015-02-20 Геннадий Алексеевич Копылов Blade underreamer
RU193917U1 (en) * 2019-02-28 2019-11-21 Сергей Николаевич Шестаков HYDROMECHANICAL SLOT PUNCH PERFORATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2348797C1 (en) Hydraulic slot-hole skiving puncher
US9382782B2 (en) Hydromechanical slot perforator (variants)
US20140183798A1 (en) Manufacture of cutting elements having lobes
EP1297242B1 (en) Drill bits
RU2459933C1 (en) Hydromechanical slot-type perforator (versions)
NO323571B1 (en) Adjustable blade stabilizer tubes for use in a drilling assembly for drilling a borehole as well as a drilling assembly, a directional drilling assembly and a method for lining the drill assembly through an existing borehole and drilling a new borehole.
NO177397B (en) Cutting tool for cutting well pipes
NO330912B1 (en) Adjustable blocking device for use in a wellbore rudder
RU2369728C2 (en) Sector method of fissure hydro-mechanical perforation of well
RU86654U1 (en) HYDROMECHANICAL PERFORATOR MULTOGASEL CUTTING ACTION
CN110469273A (en) Cutting element for earth-boring tools
RU2371569C1 (en) Cutter of hydra-mechanical slotted punch
RU2389867C1 (en) Hydromechanical slot-type rock drilling machine
RU60614U1 (en) HYDROMECHANICAL PERFORATOR SLITTING CUTTING ACTION
RU2440486C1 (en) Hydromechanical slot perforator (versions)
RU2542057C1 (en) Blade underreamer
RU2392421C1 (en) Hydromechanical slot-type perforator
RU141755U1 (en) HYDROMECHANICAL PUNCH PERFORATOR
RU2550629C1 (en) Hydromechanical slot-type perforator
RU2241822C1 (en) Device for slit perforation of cased wells
RU2244806C1 (en) Method for hydromechanical slit perforation of cased wells and device for realization of said method
EP3173575B1 (en) Method for re-opening productive formations using helicoid perforation
US9291037B2 (en) Cutting unit of a slot perforator (variants)
RU231578U1 (en) Hydromechanical wedge drill
RU2325511C1 (en) Slot forming process in the wall of the casing string and in the cement rock at well perforation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100719