RU2633596C1 - Complex hydraulic wedge perforator (versions) - Google Patents
Complex hydraulic wedge perforator (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633596C1 RU2633596C1 RU2016135865A RU2016135865A RU2633596C1 RU 2633596 C1 RU2633596 C1 RU 2633596C1 RU 2016135865 A RU2016135865 A RU 2016135865A RU 2016135865 A RU2016135865 A RU 2016135865A RU 2633596 C1 RU2633596 C1 RU 2633596C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wedge
- piston
- plunger
- channel
- pusher
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 45
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 14
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/112—Perforators with extendable perforating members, e.g. actuated by fluid means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/114—Perforators using direct fluid action on the wall to be perforated, e.g. abrasive jets
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Punching Or Piercing (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к прокалывающим гидроклиновым перфораторам, предназначенным для прокалывания отверстий в обсадной (эксплуатационной) колоннах, цементном камне и горной породе, с возможностью последующего намыва каверны в процессе добычи нефти и газа, и могут быть использованы, например, при вторичном вскрытии продуктивных горизонтов, при ремонтно-изоляционных работах в процессе ремонта скважин для прокалывания отверстий и обеспечения наиболее совершенной связи с заколонным пространством.The invention relates to the field of drilling and exploitation of oil, gas and injection wells, namely to piercing hydrocline punchers designed to pierce holes in casing (production) columns, cement stone and rock, with the possibility of subsequent washing of the cavity in the process of oil and gas production, and can be used, for example, in the secondary opening of productive horizons, during repair and insulation works during the repair of wells to pierce holes and provide the most perfect connection with the annular space.
Учитывая, что использование прокалывающих перфораторов в области бурения и нефтедобычи является весьма актуальным, ввиду необходимости снижения себестоимости добычи нефти и газа, а также для экономии времени при ремонте скважин в условиях снижения мировых цен на нефть, то созданию подобных устройств посвящены многие технические решения, известные из уровня техники.Considering that the use of piercing perforators in the field of drilling and oil production is very important, due to the need to reduce the cost of oil and gas production, as well as to save time when repairing wells in the face of lower world oil prices, many technical solutions known in the art from the prior art.
Так, например, известен скважинный пробойник для труб (Патент РФ №2057894), спускаемый в скважину на рабочей колонне, содержащий полый заполненный жидкостью корпус с боковыми каналами, сообщающимися с полостью корпуса, установленный в боковом канале поршень с рабочим органом, жестко связанный с корпусом полый цилиндр, шток, установленный в полости корпуса и цилиндра с возможностью осевого перемещения, плунжер, установленный в цилиндре и связанный со штоком и образующий с цилиндром штоковую и рабочую камеры, из которых последняя через отверстие в переводнике сообщается с пространством скважины через обратный клапан, выполненный в виде разрушаемой при взаимодействии с рабочей колонной заглушки.So, for example, there is a well-known hole punch for pipes (RF Patent No. 2057894), lowered into the well on a working string, containing a hollow fluid-filled housing with side channels communicating with the housing cavity, a piston installed in the side channel with the working body, rigidly connected to the housing hollow cylinder, rod installed in the cavity of the housing and cylinder with the possibility of axial movement, a plunger installed in the cylinder and connected to the rod and forming the rod and working chambers with the cylinder, of which the latter through the opening s-sub in the wellbore communicates with the space through the check valve formed as a rupturable by reaction with workstring stub.
Недостатком данного устройства является однократность его действия, в результате чего за каждый его спуск в скважину можно получить практически не более трех отверстий (определяется числом радиальных боковых каналов в его корпусе). Практика показала, что однократного воздействия его рабочего органа на пробиваемую трубу иногда недостаточно для получения необходимого отверстия в стенке трубы, и по этой причине операцию по пробивке приходится выполнять повторно, для чего устройство требуется извлекать из скважины, собирать его с новыми заглушками и штифтом и снова спускать в скважину. Все это осложняет технологический процесс прокалывания.The disadvantage of this device is the one-shot action, as a result of which, for each of its descent into the well, practically no more than three holes can be obtained (determined by the number of radial side channels in its casing). Practice has shown that a single exposure of his working body to a pipe to be punched is sometimes not enough to obtain the required hole in the pipe wall, and for this reason, the piercing operation has to be repeated, for which it is necessary to remove the device from the well, assemble it with new plugs and a pin, and again to lower into the well. All this complicates the piercing process.
Кроме того, указанное известное устройство является довольно сложным по конструкции.In addition, the specified known device is quite complex in design.
Для выполнения аналогичных операций известным устройством в обсадных трубах разного диаметра необходимо менять его корпус, устанавливая его большего или меньшего диаметра, так как для операции перфорации необходимо иметь определенный зазор между корпусом устройства и вскрываемой трубой. Это приводит к эксплуатационным сложностям и снижает эффективность.To perform similar operations with a known device in casing of different diameters, it is necessary to change its body, installing it with a larger or smaller diameter, since for the perforation operation it is necessary to have a certain clearance between the device body and the pipe being opened. This leads to operational difficulties and reduces efficiency.
Также известно изобретение прокалывающее устройство для создания перфорационных каналов в скважине, защищенное патентом РФ №2487990. Оно включает корпус, клин с пазами, по меньшей мере, два размещенных друг за другом гидроцилиндра с соединенными шток-поршнями, один из которых подпружинен, и, по меньшей мере, два резца с гидромониторами и резцедержателями, размещенными в пазах опоры и клина с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения, корпус образован клином и стенками гидроцилиндров, шток-поршни которых выполнены с осевым каналом, сообщенным переточными каналами с их подпоршневыми полостями, а трубками - с гидромониторами резцов через каналы резцедержателей, опора которых соединена с шток-поршнем, подпружиненным вниз относительно гидроцилиндра.The invention is also known for a piercing device for creating perforation channels in a well, protected by RF patent No. 2487990. It includes a housing, a wedge with grooves, at least two hydraulic cylinders placed one after another with connected piston rods, one of which is spring-loaded, and at least two cutters with hydraulic monitors and tool holders placed in the grooves of the support and the wedge radial reciprocating movement, the housing is formed by a wedge and the walls of hydraulic cylinders, the piston rods of which are made with an axial channel communicated by transfer channels with their piston cavities, and tubes with hydraulic monitors of the cutters through the cutter channels holders, the support of which is connected to the piston rod, spring-loaded downward relative to the hydraulic cylinder.
Однако, известное устройство характеризуется следующими недостатками: недостаточная пробивная способность и ненадежность конструкции подачи рабочей жидкости в гидромониторные насадки. Кроме того, недостатком является наличие пружины, складывающей резцедержатели, так как в случае ее поломки они не сложатся и устройство заклинит. А при большом выходе рычагов указанная пружина может ограничить их большее выдвижение.However, the known device is characterized by the following disadvantages: insufficient breakdown ability and unreliability of the design of the supply of the working fluid in the hydraulic nozzles. In addition, the disadvantage is the presence of a spring folding tool holders, since in the event of a break they will not work out and the device will jam. And with a large output of levers, the specified spring can limit their greater extension.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по назначению является устройство для создания перфорационных каналов в скважине (Патент РФ №2546695). Конструкция указанного известного устройства состоит из прокалывающего перфоратора, содержащего составной корпус, по меньшей мере, в одной секции которого размещен гидропривод, выполненный в виде гидроцилиндра со шток-поршнем, а в другой секции корпуса размещен механизм узла прошивки отверстий. То есть шток-поршень находится выше механизма узла прошивки отверстий. Механизм узла прошивки отверстий состоит из толкателя и рабочего органа, взаимодействующих друг с другом. Толкатель выполнен конусообразной формы, клинообразный конец которого обращен вниз, установлен в верхней части и выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством взаимодействия со шток-поршнем гидроцилиндра. Рабочий орган размещен на опоре в нижней части секции с возможностью перемещения под воздействием давления рабочей жидкости, выполнен в виде двух коротких и двух длинных пуансонов, расположенных в плоскостях, взаимно перпендикулярных друг другу. Точки поворота пуансонов располагаются в одной плоскости, которая перпендикулярна оси движения толкателя. Пуансоны снабжены пробойниками. Рабочий орган снабжен гидромониторными каналами, сообщенными с системой подачи рабочей жидкости. В качестве преимуществ авторами указано на упрощение конструкции и уменьшение ударной нагрузки на рабочий орган, повышение надежности; конструктивная особенность прокалывающих клиньев обеспечивает щадящее прокалывание обсадной колонны и сохранение цементного камня за пределами стенок трубы, где не проводилось прокалывание.The closest to the proposed technical solution for the intended purpose is a device for creating perforation channels in the well (RF Patent No. 2546695). The construction of this known device consists of a piercing puncher containing a composite housing, at least one section of which contains a hydraulic actuator made in the form of a hydraulic cylinder with a piston rod, and a hole insertion mechanism is located in another section of the housing. That is, the piston rod is located above the mechanism of the hole piercing assembly. The mechanism of the hole piercing assembly consists of a pusher and a working body interacting with each other. The pusher is made in a cone-shaped shape, the wedge-shaped end of which is facing down, mounted in the upper part and made with the possibility of reciprocating movement through interaction with the rod-piston of the hydraulic cylinder. The working body is placed on a support in the lower part of the section with the ability to move under the influence of the working fluid pressure, made in the form of two short and two long punches located in planes mutually perpendicular to each other. The pivots of the punches are located in the same plane, which is perpendicular to the axis of movement of the pusher. Punches are equipped with punches. The working body is equipped with hydraulic monitoring channels in communication with the system for supplying working fluid. The authors point out advantages as simplifying the design and reducing the shock load on the working body, increasing reliability; the design feature of the piercing wedges provides gentle piercing of the casing and the preservation of cement stone outside the walls of the pipe where the piercing was not carried out.
Однако, указанное известное устройство имеет следующие недостатки:However, this known device has the following disadvantages:
- сложность конструкции за счет наличия сложного рабочего органа в механизме узла прошивки, состоящего из четырех пуансонов с пробойниками, установленными обязательно в плоскостях, перпендикулярных друг другу.- the complexity of the design due to the presence of a complex working body in the mechanism of the firmware unit, consisting of four punches with punches installed necessarily in planes perpendicular to each other.
- недостаточная надежность в работе, т.к. возможно заклинивание пуансонов за счет того, что при выдвижении и складывании прокалывающих инструментов происходит одновременное движение двух узлов: клина-толкателя и рабочих органов, а при заклинивании может возникнуть аварийная ситуация;- insufficient reliability in operation, as jamming of punches is possible due to the fact that when extending and folding the piercing tools there is a simultaneous movement of two nodes: the wedge-pusher and working bodies, and when jamming, an emergency situation may occur;
- повышенный износ пробойника, толкателя, т.к. при возвратном движении клина толкателя пробойники, складывающиеся только под воздействием возвратной пружины, могут не успеть вернуться в исходное положение, если, например, будет какое-то рассогласование, ввиду одновременного наличия двух взаимодействующих, но не связанных друг с другом, движущихся узлов при их движении, и в этом случае при перемещении прокалывающего устройства на другой интервал может происходить истирание заточенных граней (если они не полностью зашли в корпус), вследствие чего возможен отказ перфоратора;- increased wear of the punch, pusher, because during the return movement of the pusher wedge, the punches folding only under the influence of the return spring may not have time to return to their original position if, for example, there is some mismatch, due to the simultaneous presence of two moving, but not connected to each other, moving nodes during their movement , and in this case, when the piercing device is moved to a different interval, abrasion of sharpened faces may occur (if they have not completely entered the housing), as a result of which the hammer may fail;
- а при затупливании граней пробойников возникает недостаточная скорость прокалывания отверстия в обсадной трубе и ограниченная длина интервала прокалывания, необходимость создания большого давления в трубах насосно-компрессорных труб (НКТ);- and when blunting the faces of the punches, there is an insufficient rate of piercing the hole in the casing and a limited length of the piercing interval, the need to create a lot of pressure in the pipes of tubing (tubing);
- низкая ремонтопригодность, т.к. использование в конструкции четырех пуансонов, да еще расположенных в перпендикулярных плоскостях, при заклинивании устройства не позволяют в срочном порядке произвести их замену, эту операцию необходимо производить на специальном оборудовании;- low maintainability, as the use in the design of four punches, even located in perpendicular planes, when jamming the device does not allow urgent replacement of them, this operation must be performed on special equipment;
- наличие стопорного бруса в толкателе в некоторых ситуациях, например, при прямой и обратной промывке устройства, может также привести к заклиниванию и, в результате, к созданию трудностей при подъеме устройства на поверхность;- the presence of a locking beam in the pusher in some situations, for example, during direct and reverse flushing of the device, can also lead to jamming and, as a result, to create difficulties when lifting the device to the surface;
- известное устройство не предназначено для прокалывания обсадных труб различного диаметра при одном и том же корпусе, т.к. наличие именно подвижного клиновидного толкателя ограничивает максимальное выдвижение пуансонов, т.е. каждое отдельное известное устройство предназначено для одного диаметра трубы.- the known device is not intended for piercing casing of various diameters with the same housing, because the presence of a movable wedge-shaped pusher limits the maximum extension of the punches, i.e. each individual known device is designed for one pipe diameter.
Единый технический результат, достигаемый предлагаемыми вариантами изобретений, заключается в придании универсальности, за счет возможности прокалывать обсадные трубы любого диаметра, благодаря наличию неподвижного клиновидного узла и взаимодействующего с ним единого подвижного узла, состоящего из поршня-толкателя и рабочих органов, при одновременном обеспечении надежности работы за счет конструктивного упрощения механизма прокалывания в предлагаемом перфораторе и за счет снижения вероятности заклинивания прокалывающего инструмента.The single technical result achieved by the proposed variants of the inventions is to give universality, due to the ability to pierce casing of any diameter, due to the presence of a fixed wedge-shaped assembly and a single movable assembly interacting with it, consisting of a piston-pusher and working bodies, while ensuring reliable operation due to the structural simplification of the piercing mechanism in the proposed perforator and by reducing the likelihood of jamming of the piercing tool cient.
Дополнительным преимуществом заявляемых перфораторов по всем вариантам является повышение экономичности, за счет обеспечения ремонтопригодности путем появления возможности быстрой замены изношенных деталей, в частности, прокалывающих инструментов в механизме прокалывания, а также за счет легкой транспортировки. Кроме того, экономичность достигается и благодаря тому, что клиновидный узел является неподвижным и жестко закрепленным на корпусе, и на каждую отдельную сторону клиновидного узла в предлагаемом перфораторе можно устанавливать дополнительную плоскость, позволяющую изменить зону выхода рычагов за корпус и изменить угол наклона прокалывающего инструмента, что позволяет поменять его прокалывающее усилие, в случае использования его в более мягких или более твердых трубах.An additional advantage of the claimed perforators according to all the options is to increase profitability by ensuring maintainability by providing the ability to quickly replace worn parts, in particular, piercing tools in the piercing mechanism, as well as due to easy transportation. In addition, profitability is achieved due to the fact that the wedge-shaped assembly is fixed and rigidly fixed on the body, and on each separate side of the wedge-shaped assembly in the proposed perforator, an additional plane can be installed that allows changing the exit zone of the levers behind the housing and changing the angle of inclination of the piercing tool, which allows you to change its piercing force, if used in softer or harder pipes.
Указанный технический результат достигается предлагаемым Комплексным гидроклиновым перфоратором, включающим корпус, установленный внутри него, по меньшей мере, один плунжер со сквозным гидравлическим каналом и механизм прокалывания, включающий клиновидный узел, и установленный с возможностью взаимодействия с ним рабочий орган в виде, по меньшей мере, двух рычагов, каждый из которых снабжен с одного конца прокалывающим инструментом, а вторым концом рычаг закреплен с возможностью поворота относительно оси корпуса, при этом в указанном инструменте и также в рычаге выполнен гидроканал, а корпус снабжен сквозными прорезями в зоне выхода прокалывающего инструмента за стенки корпуса, при этом новым по первому варианту является то, что механизм прокалывания размещен в верхней части корпуса, а плунжер - в его нижней части, механизм прокалывания дополнительно содержит поршень-толкатель, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения под воздействием плунжера, при этом поршень-толкатель установлен ниже рабочего органа и на нем закреплены вторые концы рычагов, клиновидный узел в указанном механизме установлен неподвижно, клинообразный конец его обращен вниз, и в его теле выполнен осевой гидроканал и, по меньшей мере, один намывной гидроканал, а рычаги с прокалывающим инструментом выполнены с возможностью перемещения вверх-вниз, относительного клиновидного узла, под воздействием поршня-толкателя, с обеспечением при поступательном перемещении вверх совмещения намывного гидроканала клиновидного узла с гидроканалом рычага и соответственно с гидроканалом прокалывающего инструмента, при этом перфоратор дополнительно снабжен осевым трубчатым каналом для обеспечения прохождения рабочей жидкости через осевой гидроканал клиновидного узла, поршень-толкатель, сквозной гидравлический канал плунжера в нижнюю часть корпуса или во внутриплунжерное пространство, с обеспечением возможности воздействия ею на указанный плунжер для его осевого перемещения, причем, по меньшей мере, один плунжер выполнен подпружиненным; новым по второму варианту является то, что механизм прокалывания размещен в верхней части корпуса, а плунжер - в его нижней части, механизм прокалывания дополнительно содержит поршень-толкатель, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения под воздействием плунжера, при этом поршень-толкатель установлен ниже рабочего органа и на нем закреплены вторые концы рычагов, и указанные рычаги с прокалывающим инструментом выполнены с возможностью перемещения вверх-вниз, относительного клиновидного узла, под воздействием поршня-толкателя, а клиновидный узел в указанном механизме установлен неподвижно, клинообразный конец его обращен вниз и в его теле выполнен осевой гидроканал, при этом гидроканал в рычаге выполнен переходящим в гидроканал прокалывающего инструмента, причем в поршне-толкателе выполнен сквозной гидроканал, соединенный с указанным гидроканалом рычага, для обеспечения гидравлической связи последнего с подпоршневым пространством, при этом перфоратор дополнительно снабжен осевым трубчатым каналом для обеспечения прохождения рабочей жидкости через осевой гидроканал клиновидного узла, поршень-толкатель, сквозной гидравлический канал плунжера в нижнюю часть корпуса или во внутриплунжерное пространство, с обеспечением возможности воздействия ею на указанный плунжер для его осевого перемещения, причем, по меньшей мере, один плунжер выполнен подпружиненным; новым по третьему варианту является то, что механизм прокалывания дополнительно содержит поршень-толкатель, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения под воздействием плунжера, при этом поршень-толкатель установлен выше рабочего органа и на нем закреплены вторые концы рычагов, указанные рычаги с прокалывающим инструментом выполнены с возможностью перемещения вверх-вниз, относительного клиновидного узла, под воздействием поршня-толкателя, а клиновидный узел в указанном механизме установлен в нижней части корпуса неподвижно и клинообразный конец его обращен вверх, при этом гидроканал в рычаге выполнен переходящим в гидроканал прокалывающего инструмента, причем в поршне-толкателе выполнен сквозной гидроканал, соединенный с указанным гидроканалом рычага, для обеспечения гидравлической связи последнего с надпоршневым пространством, в перфораторе, по меньшей мере, один плунжер выполнен подпружиненным.The specified technical result is achieved by the proposed Integrated hydrocline punch, including a housing installed inside it, at least one plunger with a through hydraulic channel and a puncturing mechanism, including a wedge-shaped assembly, and installed with the possibility of interaction with it a working body in the form of at least two levers, each of which is equipped with a piercing tool from one end, and the lever is pivoted with a second end so that it can be rotated about the axis of the housing, The hydraulic channel is also made in the tool and also in the lever, and the body is provided with through-cuts in the zone where the piercing tool exits the body walls, and the new one according to the first variant is that the piercing mechanism is located in the upper part of the housing, and the plunger is located in its lower part, the piercing mechanism additionally contains a piston-pusher made with the possibility of reciprocating movement under the influence of the plunger, while the piston-pusher is installed below the working body and the second ends of the lever are fixed on it c, the wedge-shaped assembly in the indicated mechanism is fixed, the wedge-shaped end is turned down, and an axial hydrochannel and at least one alluvial hydrochannel are made in its body, and the levers with a piercing tool are arranged to move up and down the relative wedge-shaped assembly, under the influence of the piston-pusher, with the provision of a translational movement upward alignment of the alluvial hydraulic channel of the wedge-shaped assembly with the hydraulic channel of the lever and, accordingly, with the hydraulic channel of the piercing tool, the perforator is additionally equipped with an axial tubular channel to ensure the passage of the working fluid through the axial hydraulic channel of the wedge-shaped assembly, the piston-pusher, the through hydraulic channel of the plunger into the lower part of the housing or into the internal plunger space, with the possibility of impact on the specified plunger for its axial movement, moreover, at least one plunger is spring loaded; new in the second embodiment is that the piercing mechanism is located in the upper part of the housing, and the plunger is located in its lower part, the piercing mechanism additionally contains a pusher-piston made with the possibility of reciprocating movement under the influence of the plunger, while the pusher-piston is installed below the working body and the second ends of the levers are fixed on it, and these levers with a piercing tool are arranged to move up and down, relative wedge-shaped node, under the influence of a pusher-pusher, and the wedge-shaped assembly in the specified mechanism is fixed, the wedge-shaped end is turned down and an axial hydraulic channel is made in its body, while the hydraulic channel in the lever is made into the hydraulic channel of the piercing tool, and the through hydraulic channel connected to the specified lever hydraulic channel, to ensure hydraulic connection of the latter with the piston space, while the perforator is additionally equipped with an axial tubular channel to ensure the passage of the working fluid minute through an axial wedge waterway assembly, the piston-pusher through hydraulic plunger passage into the lower part of the housing or in vnutriplunzhernoe space to enable it impacts on said piston for its axial movement, wherein the at least one spring biased plunger configured; new in the third embodiment is that the piercing mechanism further comprises a pusher-piston configured to reciprocate under the influence of the plunger, the pusher-piston mounted above the working body and secured to the second ends of the levers, said levers with a piercing tool with the possibility of moving up and down, the relative wedge-shaped node, under the influence of the piston-pusher, and the wedge-shaped node in the specified mechanism is installed in the lower part of the body the whisker is stationary and its wedge-shaped end is turned upward, while the hydraulic channel in the lever is made into the hydraulic channel of the piercing tool, and in the piston-pusher there is a through hydraulic channel connected to the specified hydraulic channel of the lever to ensure hydraulic connection of the latter with the over-piston space in the perforator, at least at least one plunger is spring loaded.
В преимущественном выполнении по всем трем вариантам:In the predominant implementation of all three options:
- его корпус в верхней части снабжен сбивным клапаном;- its body in the upper part is equipped with a whipping valve;
- прокалывающий инструмент выполнен в форме объемного лезвия ножа, или в форме объемного треугольника, или в форме объемной пики, или в форме объемного клина, или в форме лезвия топора;- the piercing tool is made in the form of a volumetric knife blade, or in the form of a volumetric triangle, or in the form of a volumetric peak, or in the form of a volumetric wedge, or in the form of an ax blade;
- корпус выполнен составным;- the housing is made integral;
- второй конец рычага закреплен на поршне-толкателе посредством оси или посредством проточки в поршне-толкателе в виде перевернутой буквы Т;- the second end of the lever is mounted on the piston-pusher by means of an axis or by means of a groove in the piston-pusher in the form of an inverted letter T;
- вдоль боковой поверхности прокалывающего инструмента выполнено углубление, например, посредством фрезерования;- a recess is made along the side surface of the piercing tool, for example, by milling;
- углубление составляет 1-3 мм.- the recess is 1-3 mm.
В преимущественном выполнении по второму и третьему вариантам:In the preferred embodiment according to the second and third options:
- сквозной гидроканал поршня-толкателя соединен с гидроканалом рычага посредством гибкой трубки, или шланга, или рукава высокого давления.- the through channel of the piston-pusher is connected to the channel of the lever by means of a flexible tube, or a hose, or a high pressure sleeve.
Поставленный технический результат достигается за счет следующего.The technical result is achieved due to the following.
Предлагаемый гидроклиновый перфоратор по всем вариантам относится к комплексным. Это означает, что он прокалывает и намывает каверну, причем проколы в обсадной трубе могут быть запланированы в плоскости, при необходимости, например, 180, 120, 90 градусов относительно друг друга (например, при 180 градусах необходимо установить 2 рычага, при 120 градусах - 3 рычага, при 90 градусах - 4 рычага). Это позволяет произвести комплексное вскрытие плоскости с намывом в одном участке трубы и коллектора. Кроме того, возможно произвести химическую обработку пласта в эти созданные предлагаемым перфоратором проколы через гидроканалы и гидромониторные отверстия, и, в последствие, вымыть из коллектора продукты реакции. Это называется комплексное вскрытие и обработка пласта (коллектора).The proposed gidroklinovy perforator for all options is complex. This means that it punctures and cools the cavity, and punctures in the casing can be planned in the plane, if necessary, for example, 180, 120, 90 degrees relative to each other (for example, at 180 degrees, 2 levers must be installed, at 120 degrees - 3 levers, at 90 degrees - 4 levers). This allows you to perform a comprehensive opening of the plane with the alluvium in one section of the pipe and manifold. In addition, it is possible to carry out chemical treatment of the formation into these punctures created by the proposed perforator through hydro channels and monitor holes, and, subsequently, wash reaction products from the reservoir. This is called a comprehensive opening and processing of the reservoir (reservoir).
Универсальность предлагаемого перфоратора проявляется за счет того, что при одном и том же размере корпуса перфоратор уже на скважине, в зависимости от диаметра и толщины вскрываемой трубы, настраивается таким образом, чтобы рычаги выдвигались дальше за корпус или меньше. Это зависит еще от того, что клиновидный узел установлен во всех вариантах неподвижно и его изначально можно выполнить с разным углом наклона и разной длины. А учитывая, что рычаги закреплены на подвижном поршне-толкателе (а не на перегородке, закрепленной на корпусе, как в прототипе) и вторым концом свободно взаимодействуют с клиновидным узлом, то изменяя давление рабочей жидкости на плунжеры можно варьировать длину выдвижения прокалывающих инструментов на рычагах, или поставить рычаги разной длины, как одновременно (длинный и короткий), так и вместе, длинные или короткие, т.е. воздействовать на обсадные трубы разного диаметра. В прототипе для перехода на прокалывания обсадной трубы другого диаметра, по видимому, необходимо полностью разобрать гидравлический узел известного устройства (несмотря на то, что там присутствуют пуансоны различной длины), т.к. она зависит, во-первых, от настроенной на конкретную определенную величину пружины для возврата пуансонов и она может ограничивать эти способности, а во-вторых, у него имеется подвижный клиновидный толкатель который установлен вверху с определенными параметрами и который также ограничивает это выдвижение, не позволяя варьировать им.The universality of the proposed punch is manifested due to the fact that with the same housing size, the punch is already set in the well, depending on the diameter and thickness of the pipe being opened, so that the levers extend further beyond the casing or less. It also depends on the fact that the wedge-shaped assembly is installed motionless in all variants and it can initially be performed with different tilt angles and different lengths. And given that the levers are mounted on a movable piston-pusher (and not on the baffle mounted on the housing, as in the prototype) and the second end freely interact with the wedge-shaped assembly, then by changing the pressure of the working fluid on the plungers, the extension length of the piercing tools on the levers can be varied, or put levers of different lengths, both simultaneously (long and short), and together, long or short, i.e. act on casing pipes of different diameters. In the prototype, for the transition to piercing the casing of a different diameter, apparently, it is necessary to completely disassemble the hydraulic unit of the known device (despite the fact that there are punches of different lengths), because it depends, firstly, on a spring configured for a specific amount of spring to return the punches and it can limit these abilities, and secondly, it has a movable wedge-shaped pusher that is installed at the top with certain parameters and which also limits this extension, not allowing vary them.
Благодаря тому, что механизм прокалывания в предлагаемом перфораторе является более простым в конструктивном исполнении (например, уменьшено количество трущихся деталей, перемещающихся одновременно), и в котором отсутствует обязательное требование, как в прототипе, о наличии строго перпендикулярного положения рычагов с прокалывающими инструментами, а также их обязательном закреплении на оси, имеющей через перегородку жесткую связь с корпусом, обеспечивается надежность работы. Это происходит потому, что рычаги с прокалывающими инструментами и поршень-толкатель в механизме прокалывания в предлагаемом перфораторе не имеют жесткой связи с корпусом, что существенно снижает риск их заклинивания и позволяет настраивать устройство на необходимую заданную длину прокола отверстий в обсадной трубе. Т.е. при возвратно-поступательном перемещении рычагов будет при работе перемещаться как бы единый узел: поршень-толкатель совместно с рычагами, в то время как у прототипа при работе перемещаются пуансоны отдельно и клиновидный толкатель отдельно, что и может привести к заклиниванию инструмента при каком-то рассогласовании, перекосе.Due to the fact that the piercing mechanism in the proposed puncher is simpler in design (for example, the number of rubbing parts moving simultaneously) is reduced, and in which there is no mandatory requirement, as in the prototype, for the presence of strictly perpendicular positions of levers with piercing tools, as well as their mandatory fixing on an axis having a rigid connection with the housing through the partition, ensures reliable operation. This is because the levers with piercing tools and the piston-pusher in the piercing mechanism in the proposed perforator do not have a rigid connection with the body, which significantly reduces the risk of jamming and allows you to configure the device to the required predetermined length of puncture holes in the casing. Those. during reciprocating movement of the levers, a single unit will move during operation: the plunger-plunger together with the levers, while the prototype during operation moves punches separately and the wedge-shaped pusher separately, which can lead to jamming of the tool with some mismatch skew.
В то же время имеющаяся в предлагаемом перфораторе жесткая связь неподвижного клиновидного узла с корпусом в механизме прокалывания обеспечивает жесткость конструкции, но при этом клиновидный узел не оказывает прямого динамического влияния на работу и взаимосвязь указанных рабочих элементов. Все это и повышает надежность работы заявляемого устройства и снижает вероятность заклинивания.At the same time, the rigid connection of the fixed wedge-shaped assembly with the housing in the piercing mechanism provided in the proposed punch provides rigidity, but the wedge-shaped assembly does not have a direct dynamic effect on the operation and interconnection of these working elements. All this increases the reliability of the claimed device and reduces the likelihood of jamming.
Клиновидный узел в предлагаемом перфораторе выполнен неподвижным и закреплен на корпусе. Он выполняет своего рода роль направляющего упора для рычагов с прокалывающими инструментами, когда они движутся вверх (по первому и второму вариантам) или вниз (по третьему варианту) под воздействием поршня-толкателя, отклоняются при движении по клиновидной поверхности относительно оси корпуса и при определенном подъеме (или спуске) на определенную высоту выходят в сквозные прорези корпуса для выполнения проколов в обсадной трубе.The wedge-shaped assembly in the proposed perforator is fixed and mounted on the housing. It serves as a kind of guide stop for levers with piercing tools when they move up (in the first and second options) or down (in the third option) under the influence of a piston-pusher, deviate when moving along a wedge-shaped surface relative to the axis of the body and at a certain rise (or downhill) to a certain height go into the through-cuts of the body to perform punctures in the casing.
Благодаря выполнению в перфораторе по первому варианту в рычагах и прокалывающих инструментах одного или более сквозных гидроканалов с гидромониторными насадками, которые при перемещении поршня-толкателя вверх устанавливаются напротив намывных гидроканалов, выполненных в теле клиновидного узла, обеспечивается подача в них жидкости и происходит намыв каверны в породе за стенкой обсадной колонны. После сбрасывания давления поршень-толкатель перемещается вниз, возвращается в исходное положение, гидроканалы размыкаются и прекращается намыв каверны.Due to the implementation in the puncher according to the first embodiment, in the levers and piercing tools, one or more through channels with hydraulic nozzles, which, when the piston-pusher moves up, are installed opposite to the alluvial hydraulic channels made in the body of the wedge-shaped assembly, liquid is supplied to them and the cavity is washed up in the rock behind the casing wall. After depressurization, the plunger-piston moves down, returns to its original position, the hydrochannels open and the cavern replenishment stops.
В перфораторах по второму и третьему вариантам выполнение гидроканалов отличается от перфоратора по первому варианту другой системой подачи жидкости. В этих вариантах гидроканал в рычаге выполнен переходящим в гидроканал прокалывающего инструмента. А в поршне-толкателе выполнен сквозной гидроканал, соединенный с указанным гидроканалом рычага, для обеспечения гидравлической связи последнего с подпоршневым пространством. Причем указанное соединение может быть, например, посредством гибкой трубки или шланга, или рукава высокого давления. Причем каждый отдельный гидроканал в поршне-толкателе соединен с каждым отдельный гидроканалом рычага каждой отдельной трубкой. Благодаря такому конструктивному выполнению системы намыва каверн, обеспечивается наименьшая потеря энергии струи, так как имеем кратчайшее расстояние от внутрипоршневого пространства до гидромониторного отверстия прокалывающего инструмента, так как поршень поднимается и опускается, а длина гидравлического канала остается неизменной.In perforators according to the second and third options, the execution of the hydrochannels differs from the perforator according to the first embodiment by another fluid supply system. In these embodiments, the hydrochannel in the arm is made into the hydrochannel of a piercing tool. And in the piston-pusher there is a through hydraulic channel connected to the indicated hydraulic channel of the lever to ensure hydraulic connection of the latter with the under-piston space. Moreover, this connection may be, for example, by means of a flexible tube or hose, or a high pressure sleeve. Moreover, each individual hydraulic channel in the piston-pusher is connected to each separate hydraulic channel of the lever with each individual tube. Due to such a constructive implementation of the cavern washing system, the smallest loss of jet energy is ensured, since we have the shortest distance from the piston tool’s hydraulic piston hole, as the piston rises and falls, and the length of the hydraulic channel remains unchanged.
На некотором расстоянии от края, вдоль всей боковой поверхности, по меньшей мере, одного прокалывающего инструмента может быть выполнена проточка или углубление, выполненное, например, посредством фрезерования, оно преимущественно будет иметь глубину примерно 1-3 мм. Это нужно для следующего. При выходе инструмента за колонну отверстие, которое прокололи, будет закрыто этим инструментом, а если необходим намыв, то соответственно нужно обеспечить выход жидкости из-за затрубного пространства для выноса шлама, образовавшегося при намыве. То есть этой проточкой или углублением обеспечивается свободный проток жидкости из коллектора в скважину, что также повышает надежность работы предлагаемого перфоратора. Но если намыва не требуется, то такое углубление на боковой стенке инструмента можно не выполнять.At a certain distance from the edge, along the entire lateral surface of at least one piercing tool, a groove or recess can be made, for example, made by milling, it will advantageously have a depth of about 1-3 mm. This is necessary for the following. When the tool exits the column, the hole that is pierced will be closed by this tool, and if it is necessary to wash it, then it is necessary to ensure the exit of liquid due to the annulus for the removal of sludge formed during the washout. That is, this groove or recess provides a free flow of fluid from the reservoir into the well, which also increases the reliability of the proposed perforator. But if no deposit is required, then such a recess on the side wall of the tool can not be performed.
Выполнение прокалывающего инструмента в форме объемного лезвия ножа, или в форме объемного треугольника, или в форме объемной пики, или в форме лезвия топора, или в форме объемного клина, в преимущественном варианте в форме треугольника 45-110 градусов с шириной плоскостей, сопряженных с углом режущей части от 5-50 мм, позволяет повысить надежность работы устройства, за счет обеспечения при работе гарантированного прокола достаточно жестким и прочным прокалывающим инструментом стенки обсадной трубы прокалывающей частью (например, острием) такого инструмента, с последующим расширением прокола телом инструмента. Под понятием «объемный» здесь понимается объект в трехмерном измерении (длина, ширина, толщина).The implementation of the piercing tool in the form of a volumetric knife blade, or in the form of a volumetric triangle, or in the form of a volumetric peak, or in the form of an ax blade, or in the form of a volume wedge, in the preferred embodiment, in the form of a triangle of 45-110 degrees with a width of planes conjugated with an angle the cutting part from 5-50 mm, allows to increase the reliability of the device, due to the provision of a guaranteed puncture with a sufficiently rigid and strong piercing tool during operation of the casing wall with a piercing part (for example, a tip) t one tool, followed by expansion of the puncture instrument body. The term “volumetric” here means an object in three-dimensional measurement (length, width, thickness).
Необходимость размещения механизма прокалывания в верхней части корпуса, а плунжеров - в нижней его части, при установке неподвижного клиновидного узла вниз клиновой частью в перфораторах по первому и второму вариантам обусловлено конструктивными особенностями механизма прокалывания и обеспечением его работоспособности только при таком расположении.The need to place the piercing mechanism in the upper part of the housing, and the plungers in its lower part, when the fixed wedge-shaped assembly is installed downward by the wedge part in the perforators according to the first and second options, is caused by the design features of the piercing mechanism and ensuring its operability only with this arrangement.
В перфораторе по третьему варианту размещение в корпусе механизма прокалывания ниже плунжеров обусловлено установкой неподвижного клиновидного узла вверх клиновой частью. В этом случае рычаги с прокалывающими инструментами будут обращены вниз, и только при таком конструктивном размещении узлов, заявляемый перфоратор будет работоспособен.In the puncher according to the third embodiment, the placement in the housing of the piercing mechanism below the plungers is due to the installation of a fixed wedge-shaped assembly upward by the wedge part. In this case, the levers with piercing tools will be facing down, and only with such a constructive placement of the nodes, the claimed perforator will be operational.
Наличие в заявляемом перфораторе по первому и второму варианту осевого трубчатого канала для обеспечения прохождения рабочей жидкости через осевой гидроканал клиновидного узла, поршень-толкатель, сквозные гидравлические каналы плунжера в нижнюю часть корпуса (по длине можно выполнить указанный трубчатый канал чуть короче, доходящий до внутриплунжерного пространства, так как трубка может не доходить до конца корпуса, а только лишь оказаться в полости плунжера) с обеспечением возможности воздействия ею на указанные плунжеры для их осевого перемещения вверх, и соответственно, воздействия на поршень-толкатель, обеспечивает как раз работоспособность всей конструкции при таком пространственном расположении механизма прокалывания и плунжеров. Этот осевой трубчатый канал может быть выполнен составным, из нескольких трубок; или это может быть одна трубка, установленная в осевом гидроканале клиновидного узла, и проходящая сквозь тело поршня-толкателя и по осевым каналам плунжеров.The presence in the inventive perforator according to the first and second versions of the axial tubular channel to ensure the passage of the working fluid through the axial hydraulic channel of the wedge-shaped assembly, piston-pusher, through hydraulic channels of the plunger into the lower part of the body (the specified tubular channel can be made a little shorter in length, reaching the inner plunger space , since the tube may not reach the end of the body, but only end up in the cavity of the plunger) with the possibility of impact on these plungers for their axing th move up, and accordingly, the impact on the piston-pusher, provides just the health of the entire structure with such a spatial arrangement of the piercing mechanism and plungers. This axial tubular channel can be made integral of several tubes; or it can be one tube installed in the axial hydrochannel of the wedge-shaped assembly, and passing through the body of the plunger piston and along the axial channels of the plungers.
Для заявляемого перфоратора по третьему варианту выполнение такого трубчатого канала не требуется, т.к. там изменена последовательность размещения в корпусе плунжеров и механизма прокалывания.For the inventive perforator according to the third embodiment, the implementation of such a tubular channel is not required, because there, the sequence of placement of plungers and a piercing mechanism in the housing has been changed.
По меньшей мере, один плунжер в предлагаемом перфораторе по всем трем вариантам выполнен подпружиненным. Эта пружина может выполнять частично функцию возвратной пружины для возврата инструментов в корпус, а также она необходима для перемещения устройства в заданный интервал для удержания рычагов в сложенном состоянии при транспортном положении, не позволяя прокалывающим клиньям затупливаться при перемещении в заданный интервал (т.е. такое затупливание может происходить, если прокалывающие инструменты не будут полностью утоплены в корпуса, а выставляться на его пределы). Т.е. фактически она обеспечивает работоспособность устройства.At least one plunger in the proposed perforator in all three variants is spring-loaded. This spring can partially fulfill the function of a return spring for returning tools to the case, and it is also necessary to move the device to a predetermined interval to keep the levers folded in the transport position, not allowing the piercing wedges to become dull when moving to a predetermined interval (i.e. blunting can occur if the piercing tools are not completely recessed into the casing, but exposed to its limits). Those. in fact, it ensures the operability of the device.
Преимущественное выполнение корпуса составным обусловлено технологической потребностью упрощения изготовления предлагаемого перфоратора.The predominant implementation of the composite case is due to the technological need to simplify the manufacture of the proposed hammer drill.
Таким образом, указанный единый технический результат достигается всей совокупностью конструктивных признаков, изложенной в формуле изобретения во всех трех вариантах гидроклинового перфоратора.Thus, the specified single technical result is achieved by the totality of design features set forth in the claims in all three versions of the hydrocline perforator.
Кроме того, следует подчеркнуть, что указанная совокупность признаков в формуле по всем вариантам находится в конструктивном единстве для предлагаемого технического решения, и исключение хотя бы одного из них нарушит это единство, т.к.:In addition, it should be emphasized that the specified set of features in the formula for all options is in constructive unity for the proposed technical solution, and the exclusion of at least one of them will violate this unity, because:
- во-первых, представляет собой один объект в виде единой конструкции, конструктивные элементы которой соединены, сочленены между собой сборочными операциями, и в соединении обеспечивают реализацию предлагаемым перфоратором общего функционального назначения;- firstly, it represents one object in the form of a single structure, the structural elements of which are connected, interconnected by assembly operations, and in the connection they provide the implementation of the proposed general purpose hammer drill;
- во вторых, исключение хотя бы одного признака из конструкции не обеспечит достижение поставленного технического результата;- secondly, the exclusion of at least one feature from the design will not ensure the achievement of the technical result;
- а в-третьих, исключение хотя бы одного признака из конструкции также не обеспечит реализацию назначения, т.е. может привести к несоответствию критерию «промышленная применимость».- and thirdly, the exclusion of at least one feature from the design will also not ensure the implementation of the purpose, i.e. may lead to non-compliance with the criterion of “industrial applicability”.
Таким образом, предлагаемые изобретения по всем заявляемым вариантам характеризуются совокупностью взаимообусловленных признаков, которые все участвуют в обеспечении достижения единого технического результата, т.к. этот результат проявляется только при использовании этого технического решения по каждому из вариантов в целом.Thus, the proposed invention for all the claimed options are characterized by a set of interdependent features that all participate in ensuring the achievement of a single technical result, because this result is manifested only when using this technical solution for each of the options as a whole.
Заявляемые перфораторы иллюстрируются чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого перфоратора по первому варианту; на фиг. 2 - механизм прокалывания перфоратора по второму варианту; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2 (рычаг с прокалывающим инструментом); на фиг. 4 - разрез А-А фиг. 3; на фиг. 5 - общий вид предлагаемого перфоратора по третьему варианту.The inventive perforators are illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the proposed perforator according to the first embodiment; in FIG. 2 - piercing mechanism of a perforator according to the second embodiment; in FIG. 3 is a section AA of FIG. 2 (lever with a piercing tool); in FIG. 4 is a section AA of FIG. 3; in FIG. 5 is a general view of the proposed perforator according to the third embodiment.
Предлагаемый перфоратор по всем трем вариантам состоит из корпуса 1 и установленных в первом (фиг. 1) и втором вариантах последовательно внутри него в верхней части механизма прокалывания и ниже него одного или более плунжеров 2 с осевыми гидроканалами (плунжеров может быть несколько и они установлены последовательно). По третьему варианту механизм прокалывания установлен ниже плунжера 2 (фиг. 5). В верхней части корпуса 1 может быть установлен сбивной клапан 3, например, для необходимости сбросить давление жидкости и для складывания и подъема устройства. Возможно использование предлагаемого устройства по всем вариантам и без сбивного клапана.The proposed hammer drill in all three variants consists of a
По первому и второму вариантам механизм прокалывания, установленный в верхней части корпуса 1, состоит из клиновидного узла 4, жестко закрепленного на корпусе 1, установленного неподвижно и направленного клиновидной частью вниз; по третьему варианту клиновидный узел 4 также закреплен на корпусе 1 неподвижно и установлен клиновидной частью вверх в нижней части корпуса 1. В состав механизма прокалывания по всем вариантам входит поршень-толкатель 5 и рабочий орган в виде, по меньшей мере, двух рычагов 6, каждый из которых снабжен с одного конца прокалывающим инструментом 7. В преимущественном исполнении рычаг и инструмент выполнены заодно, единым объектом (фиг. 3-4). Вторым концом 9 рычаг 6 закреплен на поршне-толкателе 5 с возможностью поворота от оси этого поршня-толкателя 5 и от оси корпуса 1. При этом второй конец 9 рычага 6 закреплен на поршне-толкателе 5 посредством, например, оси 10 или посредством проточки в виде перевернутой буквы Т. Возможны и другие средства крепления указанного рычага 6. Поршень-толкатель 5 выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения под воздействием плунжера 2.According to the first and second options, the piercing mechanism installed in the upper part of the
При этом прокалывающий инструмент 7 может быть выполнен, например, в форме объемного лезвия ножа, или в форме объемного треугольника, или в форме объемной пики, или в форме объемного клина, или в форме лезвия топора. Причем это перечисление не является исчерпывающим, возможны и другие формы выполнения.In this case, the piercing
Клиновидный узел 4 установлен таким образом, чтобы по его клиновидной поверхности была обеспечена возможность продвижения под воздействием поршня-толкателя 5 верхних частей рычагов 6 с инструментом с постепенным выходом в сквозные прорези 11 корпуса 1.The wedge-shaped
При этом заявляемый перфоратор по первому и второму вариантам снабжен осевым трубчатым каналом 12 для обеспечения прохождения при работе рабочей жидкости через осевой гидроканал 13 клиновидного узла 4, поршень-толкатель 5, сквозной гидравлический канал плунжера 2 в нижнюю часть корпуса 1 (или во внутриплунжерное пространство), с обеспечением возможности воздействия ею на указанные плунжеры 2 для их осевого перемещения. Этот осевой трубчатый канал 12 может быть выполнен составным, из нескольких трубок или это может быть одна трубка, установленная в осевом гидроканале 13 клиновидного узла 4, и проходящая сквозь тело поршня-толкателя 5, по осевым каналам плунжеров 2, и при этом имеющая длину, не доходящую до низа корпуса, чтобы обеспечить свободный выход рабочей жидкости в корпус с целью воздействия на плунжеры 2.At the same time, the inventive perforator according to the first and second options is equipped with an axial
По всем трем вариантам, по меньшей мере, один плунжер 2 выполнен подпружиненным для обеспечения транспортного положения рычагов в устройстве и для возврата рычагов 6 при сбросе давления жидкости в устройстве.In all three cases, at least one
По первому варианту прокалывающие инструменты 7 и соответственно рычаги 6 в зоне их соприкосновения имеют сквозные гидроканалы 14 и 15 соответственно с гидромониторными насадками. В теле клиновидного узла 4 также выполнен, по меньшей мере, один намывной гидроканал 16, гидравлически сообщающийся с его осевым гидроканалом 13. Причем рычаги 6 с прокалывающим инструментом 7 выполнены с возможностью перемещения вверх-вниз, относительного клиновидного узла 4, под воздействием поршня-толкателя 5, с обеспечением при поступательном перемещении вверх совмещения намывного гидроканала 16 клиновидного узла 4 с гидроканалом 15 рычага 6 и соответственно с гидроканалом 14 прокалывающего инструмента 7 (фиг. 1).According to the first embodiment, the piercing
По второму и третьему вариантам система указанных гидроканалов отличается от такой системы перфоратора по первому варианту (фиг. 2 и фиг. 5). Гидроканал 17 выполнен в теле рычага 6 не поперечным, как в первом варианте перфоратора, а продольным и сразу переходящим в гидроканал 14 прокалывающего инструмента 7. Причем в поршне-толкателе 5 выполнен сквозной гидроканал 18 (их количество в преимущественном варианте совпадает с количеством рычагов в перфораторе), соединенный с указанным гидроканалом 17 рычага 6, для обеспечения передачи давления рабочей жидкости в гидроканал и гидромониторную насадку 14 прокалывающего инструмента 6. При этом гидроканал 18 поршня-толкателя 5 соединен с гидроканалом 17 рычага 6, например, посредством гибкой трубки 19 или шланга. Каждый отдельный гидроканал 18 соединен с каждым отдельный гидроканалом 17 рычага 6 каждой отдельной трубкой или шлангом 19.According to the second and third options, the system of these hydrochannels differs from such a perforator system in the first embodiment (Fig. 2 and Fig. 5). The
Корпус 1 во всех вариантах может быть выполнен составным для обеспечения простоты сборки перфоратора.The
В случае, если при работе перфоратора по всем трем вариантам необходим намыв, то вдоль всей боковой поверхности прокалывающего инструмента, недалеко от его края, выполняют углубление 20 в теле инструмента, например, посредством фрезерования, которое может составлять 1-3 мм. Через это углубление 20 при намыве будет происходить вынос шлама из заколонного пространства.If during the operation of the punch according to all three options, washing is necessary, then along the entire lateral surface of the piercing tool, not far from its edge, a
Работа предлагаемого перфоратора по всем трем вариантам осуществляется следующим образом.The work of the proposed hammer drill for all three options is as follows.
Перфоратор на колонне НКТ или на кольтюбинговых трубах спускают в скважину на определенную глубину и привязывают к месту использования с помощью геофизических методов. После этого в перфоратор через трубы НКТ (или колтюбинг) подают рабочую жидкость, например, техническую воду или нефть, и создают давление, преимущественно, до 200 атмосфер. Под давлением рабочей жидкости, которая проходит в перфораторе по первому и второму вариантам через осевой трубный канал 12 вниз корпуса 1 под плунжер 2, последний начинает перемещаться вверх (плунжеры 2 передают усилие, обратное пути направления движения рабочей жидкости в канале 12) и передают давление на поршень-толкатель 5, поднимая его. При этом поршень-толкатель 5 воздействует на рычаги 6, которые будут скользить вверх по клиновидной поверхности клиновидного узла 4 до их выдвижения в сквозные прорези 11 корпуса 1 и прокалывания обсадной трубы (на чертеже не показана). В перфораторе по третьему варианту (фиг. 5) процесс похожий, только учитывая, что в нем перевернутое размещение плунжеров и механизма прокалывания, то рабочая жидкость будет воздействовать на плунжеры 2, находящиеся вверху корпуса 1, далее, соответственно, они воздействуют на поршень-толкатель 5, перемещая его вниз, рычаги 6 с прокалывающими инструментами 7 при этом будут скользить вниз по клиновидной поверхности клиновидного узла 4 до их выдвижения в сквозные прорези 11 корпуса 1 и прокалывания обсадной трубы.A perforator on the tubing string or coiled tubing pipes is lowered into the well to a certain depth and tied to the place of use using geophysical methods. After that, the working fluid, for example, industrial water or oil, is fed into the perforator through tubing pipes (or coiled tubing), and pressure is created, mainly, up to 200 atmospheres. Under the pressure of the working fluid, which passes in the perforator according to the first and second options through the
В перфораторе по первому варианту (фиг. 1) клиновидный узел 4 имеет намывной гидравлический (гидромониторный) канал 16 для протекания жидкости, имеющий сообщение с осевым гидравлическим каналом 13, который преимущественно лучше выполнять поблизости места крепежа узла 4 к корпусу 1 (эта зона будет подобна ограничителю движения рычага с инструментом). Когда рычаг 6 продвинется вверх до упора и выполнит прокол в стенке обсадной трубы, то сквозные гидромониторные отверстия 15, выполненные в теле рычагов 6 и переходящие в прокалывающий инструмент 7, установятся напротив намывных отверстий гидроканалов 16 (это могут быть и гидромониторы) и таким образом будет передаваться напор жидкости для намыва каверны через тело инструмента 7 по гидроканалам 14.In the puncher according to the first embodiment (Fig. 1), the wedge-shaped
В перфораторах по второму (фиг. 2) и третьему (фиг. 5) вариантам проход жидкости для намыва производится по гидроканалам 18 поршня-толкателя 5, далее по соединительным гидроканал 18 и гидроканал 17 рычага 6 гибким трубкам 19 в гидроканал 17, с выходом жидкости через гидромониторные насадки 14 прокалывающего инструмента 7 за пределы обсадной трубы в коллектор.In the punchers according to the second (Fig. 2) and third (Fig. 5) options, the passage of the washing liquid is made through the
При сбрасывании в трубах НКТ (колтюбинге) давления, под воздействием пружины 8 плунжера 2, поршень-толкатель 5 начинает скользить вниз (первый и второй варианты) или вверх (третий вариант) и возвращаться в прежнее положение и рычаги заходят внутрь корпуса 1. Затем производят перемещение перфоратора вверх вместе с НКТ (колтюбингом) для нового цикла прокалывающей перфорации. Перфорацию повторяют необходимое количество раз.When the pressure in the tubing pipes (coiled tubing) is released, under the influence of the
Дно корпуса 1 предлагаемого перфоратора по первому и второму вариантам может быть выполнено цельным (фиг. 1) или со сквозным осевым каналом (на чертеже не показан) с возможностью посадки в него шарика, который сбрасывается в скважину после установки в последней перфоратора или этот шарик устанавливается подпружиненным сразу в осевой канал. Этот сквозной осевой канал может быть предназначен для первоначального выпуска загрязненной рабочей жидкости за пределы перфоратора, с последующим перекрытием этого канала посредством шарика. И далее перфоратор будет работать в обычном режиме. Такой же прием можно использовать и в перфораторе по третьему варианту. Только для этого в поршне-толкателе 5 выполняют осевой канал, в котором устанавливают шарик. Такой конструкторский прием с использованием шарика для всех вариантов заявляемого перфоратора расширит при работе возможности для прямой и обратной промывки перфоратора.The bottom of the
Конструкция предлагаемого перфоратора по всем трем вариантам позволяет:The design of the proposed punch in all three options allows you to:
- повысить надежность его работы при эксплуатации и исключить аварийность;- increase the reliability of its operation during operation and eliminate accident rate;
- обеспечить перфорирование обсадных труб различного диаметра без смены корпуса;- to provide perforation of casing pipes of various diameters without changing the case;
- обеспечить практически полное исключение заклинивания прокалывающего инструмента.- to provide almost complete exclusion of jamming of the piercing tool.
Еще преимуществами является то, что предлагаемый перфоратор может работать на любой глубине и при высоких температурах, а также возможно использовать любую рабочую жидкость. Перфоратор не имеет ограничений по твердости прокалываемой трубы, за счет применения высокотвердых материалов прокалывающих инструментов.Another advantage is that the proposed hammer drill can work at any depth and at high temperatures, and it is also possible to use any working fluid. The hammer has no restrictions on the hardness of the pierced pipe, due to the use of highly hard materials of piercing tools.
Claims (23)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016135865A RU2633596C1 (en) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Complex hydraulic wedge perforator (versions) |
| EA201600676A EA031649B1 (en) | 2016-09-05 | 2016-10-26 | Hydro wedge perforator (embodiments) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016135865A RU2633596C1 (en) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Complex hydraulic wedge perforator (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2633596C1 true RU2633596C1 (en) | 2017-10-13 |
Family
ID=59924469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016135865A RU2633596C1 (en) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Complex hydraulic wedge perforator (versions) |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA031649B1 (en) |
| RU (1) | RU2633596C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA034125B1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-12-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научная Компания "Луч" | Bilateral hydromechanical opening device |
| RU200392U1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью Сервисная Компания "Карат" | Rotary hammer hydraulic double-sided |
| WO2023083946A1 (en) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Downhole tool and method for perforating a downhole tubular |
| EP4048861A4 (en) * | 2019-10-21 | 2023-11-15 | E Holstad Holding AS | A tool and a method for at least one of gripping, expanding, and penetrating a wall of a bore |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119151A (en) * | 1977-02-25 | 1978-10-10 | Homco International, Inc. | Casing slotter |
| RU2247226C1 (en) * | 2003-08-15 | 2005-02-27 | Кузяев Эльмир Саттарович | Hydromechanical slit perforator (variants) |
| UA7985U (en) * | 2004-12-24 | 2005-07-15 | Subsidiary Ukrgazvydobuvannia | Hydro-mechanical perforator |
| RU49551U1 (en) * | 2005-07-25 | 2005-11-27 | Кузяев Эльмир Саттарович | HYDROMECHANICAL SLOT PUNCH PERFORATOR |
| RU2302515C2 (en) * | 2005-07-25 | 2007-07-10 | Кузяев Салават Анатольевич | Mechanical-hydraulic slit-type perforator |
| RU2369728C2 (en) * | 2007-08-28 | 2009-10-10 | Валерий Степанович Вячеславов | Sector method of fissure hydro-mechanical perforation of well |
| RU2546695C1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-04-10 | Эльмир Саттарович Кузяев | Device creating perforation channels in well and its gear of piercing assembly |
-
2016
- 2016-09-05 RU RU2016135865A patent/RU2633596C1/en active
- 2016-10-26 EA EA201600676A patent/EA031649B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119151A (en) * | 1977-02-25 | 1978-10-10 | Homco International, Inc. | Casing slotter |
| RU2247226C1 (en) * | 2003-08-15 | 2005-02-27 | Кузяев Эльмир Саттарович | Hydromechanical slit perforator (variants) |
| UA7985U (en) * | 2004-12-24 | 2005-07-15 | Subsidiary Ukrgazvydobuvannia | Hydro-mechanical perforator |
| RU49551U1 (en) * | 2005-07-25 | 2005-11-27 | Кузяев Эльмир Саттарович | HYDROMECHANICAL SLOT PUNCH PERFORATOR |
| RU2302515C2 (en) * | 2005-07-25 | 2007-07-10 | Кузяев Салават Анатольевич | Mechanical-hydraulic slit-type perforator |
| RU2369728C2 (en) * | 2007-08-28 | 2009-10-10 | Валерий Степанович Вячеславов | Sector method of fissure hydro-mechanical perforation of well |
| RU2546695C1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-04-10 | Эльмир Саттарович Кузяев | Device creating perforation channels in well and its gear of piercing assembly |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA034125B1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-12-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научная Компания "Луч" | Bilateral hydromechanical opening device |
| EP4048861A4 (en) * | 2019-10-21 | 2023-11-15 | E Holstad Holding AS | A tool and a method for at least one of gripping, expanding, and penetrating a wall of a bore |
| US12180794B2 (en) | 2019-10-21 | 2024-12-31 | E Holstad Holding As | Tool and a method for at least one of gripping, expanding, and penetrating a wall of a bore |
| RU200392U1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью Сервисная Компания "Карат" | Rotary hammer hydraulic double-sided |
| WO2023083946A1 (en) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Downhole tool and method for perforating a downhole tubular |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201600676A1 (en) | 2017-09-29 |
| EA031649B1 (en) | 2019-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2633596C1 (en) | Complex hydraulic wedge perforator (versions) | |
| EP2665884B1 (en) | Multi-cycle pipe cutter and related methods | |
| USRE49028E1 (en) | Packer apparatus | |
| RU2418147C1 (en) | Calibrating device of extension-type well shaft | |
| US9822615B2 (en) | Apparatus and method for jet perforating and cutting tool | |
| RU2631446C1 (en) | Device for puncturing casing pipe in well | |
| RU2506414C1 (en) | Hydromechanical piercing perforator and its operating principle | |
| RU86654U1 (en) | HYDROMECHANICAL PERFORATOR MULTOGASEL CUTTING ACTION | |
| RU2369728C2 (en) | Sector method of fissure hydro-mechanical perforation of well | |
| RU68587U1 (en) | DEVICE FOR CREATING PERFORATION CHANNELS IN A BORE HOLE | |
| RU2403380C1 (en) | Device for development of perforation channels of deep penetration in oil and gas wells | |
| RU2546695C1 (en) | Device creating perforation channels in well and its gear of piercing assembly | |
| RU2487990C1 (en) | Device for making perforation tunnels in well | |
| RU171683U1 (en) | DEVICE FOR PUNCHING A WELL BORE | |
| RU2515669C2 (en) | Slot perforator (versions) | |
| RU60132U1 (en) | DEVICE FOR PUNCHING WELLS | |
| RU2445431C1 (en) | Well rounder | |
| RU2302515C2 (en) | Mechanical-hydraulic slit-type perforator | |
| RU2440486C1 (en) | Hydromechanical slot perforator (versions) | |
| RU2244806C1 (en) | Method for hydromechanical slit perforation of cased wells and device for realization of said method | |
| RU142089U1 (en) | WEDGE HYDROMECHANICAL PERFORATOR | |
| RU2365743C1 (en) | Method of repeated producing formation exposing and device for its implementation | |
| RU117498U1 (en) | Bore Hole Puncher | |
| RU87456U1 (en) | DEVICE FOR CREATING DEEP PENETRATION PERFORMANCE CHANNELS IN OIL AND GAS WELLS | |
| RU2189436C1 (en) | Device for formation of perforated slot channels in well wall |