RU2393341C2 - Hydromechanical slit perforator - Google Patents
Hydromechanical slit perforator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393341C2 RU2393341C2 RU2008132000/03A RU2008132000A RU2393341C2 RU 2393341 C2 RU2393341 C2 RU 2393341C2 RU 2008132000/03 A RU2008132000/03 A RU 2008132000/03A RU 2008132000 A RU2008132000 A RU 2008132000A RU 2393341 C2 RU2393341 C2 RU 2393341C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- perforator
- axis
- angle
- casing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно, к устройству для вторичного вскрытия пластов путем создания в эксплуатационных колоннах продольных перфорационных щелей и формирования фильтрационных каналов в призабойной зоне пласта.The invention relates to the field of drilling and operation of oil, gas and injection wells, and in particular, to a device for secondary opening of formations by creating longitudinal perforation slots in production casing and forming filter channels in the bottomhole formation zone.
Из уровня техники известны устройства для щелевой перфорации обсадных колонн, основанные на использовании режущего инструмента в виде выдвижного накатного ролика. Такое устройство раскрыто, например, в RU 2182221 С1, 10.05.2002; RU 2151858 C1, 27.06.2000; RU 2087683 C1, 20.08.1997; RU 2030563 C1, 10.03.1995; RU 2007549 C1, 15.02.1994; US 4119151 A, 10.10.1978; US 4220201 A, 02.09.1980. Описываемые устройства отличаются в основном конструкцией механизма крепления и выдвижения режущего инструмента.The prior art devices for slotted perforation of casing strings based on the use of a cutting tool in the form of a retractable rolling roller. Such a device is disclosed, for example, in RU 2182221 C1, 05/10/2002; RU 2151858 C1, 06/27/2000; RU 2087683 C1, 08.20.1997; RU 2030563 C1, 03/10/1995; RU 2007549 C1, 02.15.1994; US 4119151 A, 10/10/1978; US 4220201 A, 09/02/1980. The described devices differ mainly in the design of the mechanism of attachment and extension of the cutting tool.
Одним из недостатков приведенных устройств является быстрый износ рабочих деталей, в том числе режущего узла, сложность их замены и ремонта, т.к. для этого требуется полная разборка устройства. Другим недостатком является неэффективная обработка призабойной зоны.One of the disadvantages of the above devices is the rapid wear of working parts, including the cutting unit, the difficulty of replacing and repairing them, as This requires complete disassembly of the device. Another disadvantage is the inefficient treatment of the bottom-hole zone.
Геолого-технические условия вторичного вскрытия продуктивных пластов в обсаженных скважинах диктуют, как минимум, три критерия его эффективности:The geological and technical conditions for the secondary opening of reservoirs in cased wells dictate at least three criteria for its effectiveness:
1. Суммарная поверхность вскрытия обсадной колонны (в виде отверстий или щелей) должна быть максимальной. Однако колонна должна сохранить способность противостоять горизонтальной составляющей горного давления, которая весьма значительна.1. The total opening surface of the casing (in the form of holes or cracks) should be maximum. However, the column must retain the ability to withstand the horizontal component of rock pressure, which is very significant.
2. Продуктивная часть пласта должна быть вскрыта полностью, остатки цементного кольца недопустимы. В то же время за пределами интервала вскрытия должна быть обеспечена сохранность как обсадной колонны, так и цементного кольца.2. The productive part of the reservoir must be fully opened, the remains of the cement ring are unacceptable. At the same time, outside the opening interval, the safety of both the casing and the cement ring must be ensured.
3. В пределах продуктивного пласта должно быть сформировано несколько глубоких перфорационных каналов. Вопрос количества и глубины каналов очевиден: чем больше, тем лучше. Это условие диктуется требованием надежного сообщения пласта со скважиной даже при низком качестве первичного вскрытия (высокие репрессии, неблагоприятные параметры бурового раствора и т.д.) и отрицательных последствиях тампонажных работ.3. Within the reservoir, several deep perforation channels should be formed. The question of the number and depth of channels is obvious: the more the better. This condition is dictated by the requirement of reliable communication between the formation and the well even with a low quality of initial drilling (high repression, unfavorable drilling fluid parameters, etc.) and the negative consequences of grouting.
Практически все известные гидромеханические перфораторы, используемые для вскрытия обсадных колонн, формируют одну или две щели, расположенные в одной плоскости, что не позволяет долгое время противостоять горному давлению, составляющему десятки МПа. Как следствие - геологический эффект от применения технологии кратковременен, а нарушенная крепь скважины остается, в результате чего возникает большая вероятность смятия эксплуатационной колонны. Кроме этого, такое расположение щелей не позволяет наиболее полно охватить всю продуктивную часть нефтяного пласта.Almost all known hydromechanical perforators used to open the casing form one or two slots located in the same plane, which does not allow a long time to withstand the rock pressure of tens of MPa. As a result, the geological effect from the application of the technology is short-lived, and the broken support of the well remains, resulting in a high probability of crushing of the production string. In addition, this arrangement of cracks does not allow the most complete coverage of the entire productive part of the oil reservoir.
Наиболее близким аналогом предлагаемого перфоратора можно считать гидромеханический перфоратор по патенту RU 2182221 С1, 10.05.2002, содержащий расположенные в корпусе силовой механизм, включающий поршень-толкатель, воздействующий на режущий инструмент - накатный диск, и гидромонитор. При перемещении перфоратора вдоль эксплуатационной колонны при воздействии давления на поршень-толкатель последний выдвигает накатный диск, прорезающий эксплуатационную колонну по вертикальной линии.The closest analogue of the proposed perforator can be considered a hydromechanical perforator according to the patent RU 2182221 C1, 05/10/2002, containing a power mechanism located in the housing, including a pusher-piston that acts on the cutting tool - a thumb wheel, and a hydraulic monitor. When moving the puncher along the production string when pressure is applied to the plunger piston, the latter pushes a rolling disk cutting the production string in a vertical line.
Данному перфоратору также присущи указанные выше недостатки.This punch also has the above disadvantages.
Техническим результатом предлагаемого решения является улучшение технологичности, повышение производительности процесса перфорации и качества вскрытия пласта. При этом обеспечивается сохранение остаточных прочностных характеристик эксплуатационной колонны и ее способности противостоять воздействию горного давления за счет винтового расположения щели.The technical result of the proposed solution is to improve manufacturability, increase the productivity of the perforation process and the quality of the formation. This ensures the preservation of the residual strength characteristics of the production string and its ability to withstand the effects of rock pressure due to the screw arrangement of the gap.
Указанный технический результат получен за счет того, что в гидромеханическом скважинном перфораторе, включающем корпус, расположенные в нем силовой механизм, режущий инструмент в виде накатного диска, установленный с возможностью выдвигания из корпуса при воздействии на него силового механизма, и гидромониторную насадку, согласно изобретению корпус закреплен на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) с помощью подвижного соединения с возможностью обеспечения вращательного движения корпуса, при этом накатной диск установлен под углом к оси перфоратора для обеспечения создания на нем при движении корпуса по эксплуатационной колонне крутящего момента, передаваемого на корпус, и прорезания щели в эксплуатационной колонне по винтовой линии.The specified technical result was obtained due to the fact that in a hydromechanical borehole perforator including a housing, a power mechanism located therein, a cutting tool in the form of a knurled disk mounted with the possibility of sliding out of the housing when the power mechanism is exposed to it, and a hydraulic nozzle, according to the invention, the housing mounted on a tubing string (tubing) using a movable connection with the possibility of providing rotational movement of the housing, while the rolling disk is installed at an angle ohm to the axis of the punch to ensure that on it when the case moves along the production casing, torque is transmitted to the casing and the slot is cut through the helix in the production casing.
Подвижное соединение корпуса перфоратора с колонной НКТ выполнено в виде подвижной соединительной муфты.The movable connection of the punch body to the tubing string is made in the form of a movable coupler.
Угол φ наклона накатного диска к оси перфоратора выбран из условия получения заданного шага Т винтовой щели, определяемого по формулеThe angle φ of the inclination of the rolling disc to the axis of the punch is selected from the condition for obtaining a given pitch T of the screw gap, determined by the formula
, ,
где D - наружный диаметр колонны, мм;where D is the outer diameter of the column, mm;
Конструкция гидромеханического щелевого перфоратора с расположением накатного диска под углом φ° к оси перфоратора и использованием подвижного соединения обеспечивает при перемещении перфоратора вдоль оси колонны и выдвижении диска возникновение на диске крутящего момента, который передается на корпус, и перфоратор получает вращательное движение. При этом диск перемещается по винтовой линии и формирует винтовую щель в эксплуатационной колонне.The design of a hydromechanical slotted puncher with the location of the rotary disk at an angle of φ ° to the axis of the punch and using a movable joint ensures that when the puncher moves along the column axis and the disk extends, a torque appears on the disk, which is transmitted to the housing, and the puncher receives rotational movement. In this case, the disk moves along the helix and forms a helical gap in the production casing.
На фиг.1 представлен вид перфоратора со стороны накатного диска, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1, более подробно показывающий конструкцию узлов перфоратора.Figure 1 presents a view of the perforator from the side of the rolling disk, figure 2 is a section along aa in figure 1, showing in more detail the design of the nodes of the perforator.
Перфоратор содержит корпус 1, в котором установлен режущий инструмент - маятник 2 с накатным диском 3, расположенным под углом φ° к оси перфоратора. Силовой механизм (установленный в корпусе 1 поршень 5, соединенный со штоком 4) воздействует на маятник 2 с накатным диском 3, который выходит из корпуса 1 и формирует щель в эксплуатационной колонне по винтовой линии. Шток 4 и поршень 5 выполнены с промывочными каналами для подачи промывочной жидкости в перфоратор. Гидромониторы 6, через которые подается рабочая жидкость, закреплены, например, на поршне 5 силового механизма, сообщены с полостью поршня 5, которые в свою очередь сообщены с полостью корпуса 1, и обеспечивают по окончании формирования щели размыв цементного кольца, горной породы и образование фильтрационных каналов. Пружина 7 установлена между кольцом 8, закрепленным на корпусе 1, и фланцем поршня 5 и предназначена для возвращения после стравливания давления рабочей жидкости в НКТ до атмосферного поршня 5 в исходное положение. Пружина 10 расположена в нижней части корпуса 1, воздействует на маятник 2 и предназначена для возвращения в исходное положение маятника 2 с накатным диском 3.The perforator contains a
Корпус перфоратора связан с НКТ 12 подвижной соединительной муфтой 13, обеспечивающей свободное вращение перфоратора относительно НКТ 12.The case of the punch is connected to the
Перфоратор работает следующим образом.The punch works as follows.
На колонне насосно-компрессорных труб перфоратор спускается в эксплуатационную колонну 14 скважины в заданный интервал перфорации. Установив перфоратор в скважине, осуществляют прямую промывку полости НКТ и перфоратора от различных механических примесей, окалины, попадающих в полость труб во время геофизических работ по привязке перфоратора к заданному интервалу. Затем в полость НКТ 12 бросают шар малого диаметра (не показан), который, пройдя через подвеску НКТ 12 и полый шток 4, опускается в посадочное гнездо 15 поршня 5 и перекрывает центральный промывочный канал. После этого в НКТ 12 создают рабочее давление, которое начинает воздействовать на поршень 5, который, передвигаясь поступательно вдоль оси перфоратора, поворачивает маятник 2 и таким образом выталкивает режущий инструмент с накатным диском 3. Перфоратор начинает вращаться под действием крутящего момента, создаваемого на наклонном накатном диске 3, как это описано выше. При этом накатной диск 3 перемещается по винтовой линии. Ступенчато создавая давление от 1,0 до 8,0 МПа в полости НКТ, перемещают перфоратор вверх-вниз и постепенно вдавливают режущий накатной диск 3 в стенку эксплуатационной колонны 12.On the tubing string, the perforator descends into the
После образования винтовой перфорационной щели в эксплуатационной колонне 12 давление в полости НКТ поднимают до 15,0 МПа, реализуя гидромониторный эффект струи. Струи жидкости, истекая из гидромониторных насадок 6 с огромной скоростью, разрушают цементный камень и горную породу за эксплуатационной колонной 14, формируя фильтрационные каналы. Затем давление в полости НКТ 12 снижается до атмосферного, и под действием возвратной пружины 10 режущий инструмент втягивается в перфоратор.After the formation of a helical perforation gap in the
Винтовое расположение щели значительно сохраняет остаточные прочностные характеристики эксплуатационной колонны и ее способность противостоять воздействию горного давления, что имеет немаловажное значение для длительной эксплуатации скважин.The helical arrangement of the slit significantly preserves the residual strength characteristics of the production string and its ability to withstand the effects of rock pressure, which is important for long-term operation of the wells.
Техническое решение позволит охватить всю мощность продуктивного пласта и оборудовать скважину системой протяженных крестообразных каналов, при этом достигаются 2, 3-кратные увеличения притока.The technical solution will allow you to cover the entire capacity of the reservoir and equip the well with a system of long cruciform channels, while achieving 2, 3-fold increase in inflow.
Claims (3)
где D - наружный диаметр колонны, мм; φ - угол наклона накатного диска к оси перфоратора. 3. The hammer drill according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the knurled disk to the axis of the hammer drill is selected from the condition for obtaining a given pitch T of the screw gap, determined by the formula:
where D is the outer diameter of the column, mm; φ is the angle of inclination of the thumb wheel to the axis of the punch.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008132000/03A RU2393341C2 (en) | 2008-08-05 | 2008-08-05 | Hydromechanical slit perforator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008132000/03A RU2393341C2 (en) | 2008-08-05 | 2008-08-05 | Hydromechanical slit perforator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008132000A RU2008132000A (en) | 2010-02-10 |
RU2393341C2 true RU2393341C2 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=42123480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008132000/03A RU2393341C2 (en) | 2008-08-05 | 2008-08-05 | Hydromechanical slit perforator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393341C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495233C1 (en) * | 2012-04-09 | 2013-10-10 | Игорь Александрович Гостев | Hydromechanical slot-type rock drilling machine |
CN105793519A (en) * | 2014-07-25 | 2016-07-20 | 螺旋面有限责任公司 | Method for re-opening productive formations using helicoid perforation |
-
2008
- 2008-08-05 RU RU2008132000/03A patent/RU2393341C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495233C1 (en) * | 2012-04-09 | 2013-10-10 | Игорь Александрович Гостев | Hydromechanical slot-type rock drilling machine |
CN105793519A (en) * | 2014-07-25 | 2016-07-20 | 螺旋面有限责任公司 | Method for re-opening productive formations using helicoid perforation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008132000A (en) | 2010-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8267199B2 (en) | Perforating and jet drilling method and apparatus | |
CN101429848B (en) | Method and apparatus for hydraulic jet side drilling for radial branching borehole | |
US8074744B2 (en) | Horizontal waterjet drilling method | |
CN100562645C (en) | High pressure water jet deep penetration perforation and auxiliary fracturing method and device | |
CN107288540B (en) | A kind of oil/gas drilling volume increase connection makees device and method | |
Aleksandrovich | Bottomhole formation zone completion through ultra deep multibranch channels: experimental research of a new technology | |
RU177980U1 (en) | Fracturing Device | |
US7131504B2 (en) | Pressure activated release member for an expandable drillbit | |
JP2020510150A (en) | Hybrid bit including earth boring and percussion elements for drilling formations | |
RU2393341C2 (en) | Hydromechanical slit perforator | |
US7690444B1 (en) | Horizontal waterjet drilling method | |
Blöcher et al. | D3. 2 Report on radial jet-drilling (RJD) stimulation technology | |
RU78519U1 (en) | HYDROMECHANICAL PUNCH PERFORATOR | |
RU2487990C1 (en) | Device for making perforation tunnels in well | |
RU138113U1 (en) | CHISEL WITH ADVANCED BLADES | |
RU131061U1 (en) | TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR DRILLING AND DEPRESSIONAL CLEANING OF THE SAND PLUG | |
CN86108916A (en) | Well pipe drilling device and method | |
RU2645059C1 (en) | Method of rimose hydrosand-blast perforation | |
RU2282714C1 (en) | Method for secondary productive formation exposing by slot hydraulic jet perforation and well putting in operation | |
RU51098U1 (en) | PERFORATOR FOR SECONDARY OPENING OF PRODUCTIVE LAYERS WITH FORMATION OF LONG FILTERING CHANNELS | |
Behrmann et al. | Quo Vadis, Extreme Overbalance? | |
RU62981U1 (en) | HYDROMONITOR NOZZLE FOR HYDROMECHANICAL PERFORATOR | |
RU2331759C1 (en) | Double-sided hydromechanical slot perforator | |
RU2270331C2 (en) | Method and device for secondary formation penetration | |
US12163393B2 (en) | Multi-function mandrel system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110806 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120827 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130806 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141010 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160806 |