RU2776541C1 - Hydraulic mechanical borehole perforator - Google Patents
Hydraulic mechanical borehole perforator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776541C1 RU2776541C1 RU2021134111A RU2021134111A RU2776541C1 RU 2776541 C1 RU2776541 C1 RU 2776541C1 RU 2021134111 A RU2021134111 A RU 2021134111A RU 2021134111 A RU2021134111 A RU 2021134111A RU 2776541 C1 RU2776541 C1 RU 2776541C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- perforator
- flexible shaft
- geophysical
- cutting tool
- geophysical instrument
- Prior art date
Links
- 230000001808 coupling Effects 0.000 abstract 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтегазодобычи, а более конкретно к технике перфорации труб при вторичном и последующих вскрытиях нефтяных и газовых обсаженных скважин.The invention relates to the field of oil and gas production, and more specifically to the technique of perforating pipes during the secondary and subsequent opening of oil and gas cased wells.
В практике нефтегазодобычи находит широкое применение механическая перфорация, осуществляемая сверлящими перфораторами.In the practice of oil and gas production, mechanical perforation, carried out by drilling perforators, is widely used.
Из уровня техники известна система для сверлящей перфорации стенок обсаженных скважин (Патент РФ №2321728), содержащая корпус, выдвижной сверлящий инструмент, прижимное устройство-отклонитель, подвеску в виде каротажного кабеля. На каротажном кабеле расположен комплекс скважинного оборудования, включающего геофизический прибор контроля, гидравлический двигатель, компенсатор нагрузки на сверлящий инструмент, гибкий вал для крепления сверлящего инструмента. Прижимное устройство подвешено к нижнему концу насосно-компрессорных труб и имеет канал захода гибкого вала.The prior art system for drilling perforation of the walls of cased wells (RF Patent No. 2321728), containing a body, a retractable drilling tool, a clamping device-deflector, a suspension in the form of a logging cable. A complex of downhole equipment is located on the logging cable, including a geophysical control device, a hydraulic motor, a load compensator for a drilling tool, a flexible shaft for attaching a drilling tool. The clamping device is suspended from the lower end of the tubing and has a flexible shaft entry channel.
Недостатком является недостаточная эксплуатационная надежность системы, связанная с возможностью обрыва каротажного кабеля, т.к. этот кабель и вся система подвержены высоким растягивающим усилиям и слабо защищены от проворота при возникновении избыточных радиальных нагрузок при бурении продуктивных пластов высокой прочности.The disadvantage is the lack of operational reliability of the system, associated with the possibility of breaking the logging cable, because. this cable and the entire system are subject to high tensile forces and are poorly protected from rotation when excessive radial loads are applied when drilling high strength reservoirs.
Кроме того, при использовании в качестве геофизического прибора блока датчиков, выполненных с возможностью бесконтактного взаимодействия с магнитными метками, может возникнуть необходимость многократного спуска-подъема (вверх-вниз) каротажного кабеля с комплексом скважинного оборудования для обеспечения нужного позиционирования системы: датчик - магнитная метка, т.к. датчик может бесконтактно взаимодействовать с магнитной меткой только в положении «друг напротив друга». А учитывая, что вся система является протяженной, и значительного веса, то каротажный кабель испытывает огромные нагрузки на разрыв, а также механические воздействия при трении о стенки колонны НКТ, поэтому при спуске системы на кабеле очень важным является точность позиционирования геофизического прибора по отношению к магнитным меткам сразу за один спуск, чтобы исключить дополнительные знакопеременные нагрузки на указанный кабель. Это влияет на эксплуатационную надежность всей системы.In addition, when using as a geophysical instrument a block of sensors, made with the possibility of non-contact interaction with magnetic marks, it may be necessary to repeatedly lower-rise (up and down) the logging cable with a complex of downhole equipment to ensure the desired positioning of the system: sensor - magnetic mark, because the sensor can contactlessly interact with the magnetic tag only in the “opposite to each other” position. And given that the entire system is extended and of considerable weight, the logging cable experiences huge tensile loads, as well as mechanical effects during friction against the walls of the tubing string, therefore, when lowering the system on a cable, the positioning accuracy of the geophysical instrument in relation to the magnetic marks immediately for one descent, in order to exclude additional alternating loads on the specified cable. This affects the operational reliability of the entire system.
Также известна система для перфорации обсаженных скважин по патенту РФ на полезную модель №109208, включающая насосно-компрессорные трубы, прижимное устройство, якорь, подвеску в виде каротажного кабеля, на котором установлены аппаратура и скважинные механизмы, такие как: геофизический блок, винтовой забойный двигатель, пружинный демпфер, гибкий вал с режущим инструментом на конце. Система снабжена рычажно-пружинным механизмом стопорения, плунжером в концевой части винтового забойного двигателя, помещенными в корпус. Упомянутые механизмы и аппаратура в зоне от рычажно-пружинного механизма стопорения до направляющего устройства помещены в корпус из прецизионных трубчатых элементов. Прижимное устройство установлено на якоре, закрепленном в обсадной трубе. Плунжер в нижней части винтового забойного двигателя запирает промывочную жидкость и вынуждает ее поток целиком проходить через его камеры.Also known is a system for perforating cased wells according to the RF patent for utility model No. 109208, including tubing, clamping device, anchor, suspension in the form of a logging cable on which equipment and downhole mechanisms are installed, such as: geophysical block, screw downhole motor , spring damper, flexible shaft with a cutting tool at the end. The system is equipped with a lever-spring locking mechanism, a plunger at the end of the screw downhole motor, placed in the housing. The mentioned mechanisms and equipment in the area from the lever-spring locking mechanism to the guide device are placed in a housing made of precision tubular elements. The clamping device is mounted on an anchor fixed in the casing. The plunger at the bottom of the downhole mud motor locks the drilling fluid and forces its entire flow through its chambers.
Несмотря на наличие рычажно-пружинного механизма стопорения, известная система для перфорации обсаженных скважин характеризуется теми же недостатками, что и предыдущий аналог, т.к. в конструкции не предусмотрен узел, обеспечивающий точность позиционирования датчиков геофизического блока по отношению к магнитным меткам уже при первом спуске кабеля с аппаратурой и скважинными механизмами в скважину. Это может снизить надежность эксплуатационной работы системы в будущем.Despite the presence of a lever-spring locking mechanism, the known system for perforating cased wells is characterized by the same disadvantages as the previous analogue, because the design does not provide for a unit that ensures the accuracy of positioning of the sensors of the geophysical block in relation to magnetic marks already at the first descent of the cable with the equipment and downhole mechanisms into the well. This may reduce the operational reliability of the system in the future.
Для исключения проворота подвешенного геофизического кабеля с аппаратурой и скважинными механизмами, в ряде гидромеханических перфораторов используется шпоночный узел.To prevent rotation of a suspended geophysical cable with equipment and downhole mechanisms, a key assembly is used in a number of hydromechanical perforators.
Например, известна система для перфорации обсаженных скважин (Патент РФ №2689454), которая содержит неподвижную часть, которая спускается на насосно-компрессорных трубах до заданной глубины; и выемную - подвижную часть, которая спускается на геофизическом кабеле. При этом неподвижная часть состоит из насосно-компрессорных труб, расположенной внутри них разрезной трубы, упорной муфты посадки двигателя, прижимного устройства, датчика выхода вала, отклонителя и якоря. А выемная подвижная часть состоит из подвески в виде каротажного кабеля, на которой размещен винтовой забойный двигатель, демпфирующее устройство, гибкий вал с режущим инструментом на конце. Поршень размещен в демпфирующем устройстве, которое расположено между винтовым забойным двигателем и гибким валом. Демпфирующее устройство выполнено в виде трубы квадратного сечения. Поршень также выполнен квадратного сечения и соединен с гибким валом. Корпус винтового забойного двигателя зафиксирован в колонне труб с помощью шпоночного узла, при этом выходной вал винтового забойного двигателя соединен с демпфирующим устройством с возможностью передачи крутящего момента и осевого усилия на гибкий вал и режущий инструмент. Винтовой забойный двигатель в концевой части снабжен переходником, который установлен в упорной муфте посадки двигателя, соединенной с демпфирующим устройством. Переходник в его центральной части выполнен со сквозным отверстием для вала винтового забойного двигателя. Корпус винтового двигателя снабжен блоком датчиков для контроля рабочего процесса винтового двигателя.For example, a system for perforating cased wells is known (RF Patent No. 2689454), which contains a fixed part that is lowered on tubing to a predetermined depth; and removable - the movable part, which descends on the geophysical cable. In this case, the fixed part consists of tubing pipes, a split pipe located inside them, a thrust clutch for engine landing, a clamping device, a shaft exit sensor, a deflector and an anchor. And the removable movable part consists of a suspension in the form of a logging cable, on which a screw downhole motor, a damping device, a flexible shaft with a cutting tool at the end are placed. The piston is placed in a damping device, which is located between the downhole screw motor and the flexible shaft. The damping device is made in the form of a square tube. The piston is also made of square section and is connected to a flexible shaft. The downhole motor housing is fixed in the pipe string by means of a key assembly, while the output shaft of the downhole motor is connected to a damping device with the possibility of transmitting torque and axial force to the flexible shaft and cutting tool. The screw downhole motor is equipped with an adapter in the end part, which is installed in the thrust clutch of the motor landing, connected to the damping device. The adapter in its central part is made with a through hole for the screw downhole motor shaft. The housing of the screw motor is equipped with a sensor unit to control the working process of the screw motor.
Однако указанная известная перфорационная система характеризуется следующими недостатками:However, this known perforation system is characterized by the following disadvantages:
- использование в конструкции элементов квадратного сечения (трубы и поршень), усложняет конструкцию, т.к. элементы такого исполнения требуют специального заказа и специальной обработки. И если при работе возникает заклинивание инструмента, то необходим подъем всей выемной части на устье скважины, это увеличивает время перфорации и, как следствие, ее стоимость.- the use of square section elements (pipes and piston) in the design complicates the design, because elements of this design require a special order and special processing. And if the tool jams during operation, then it is necessary to lift the entire removable part to the wellhead, this increases the perforation time and, as a result, its cost.
- в известной системе использован блок контроля конечных положений режущего инструмента в виде магнитных меток и датчиков их считывания, которые разнесены пространственно, а именно: метки расположены на гибком валу, а датчик их считывания - на корпусе отклонителя, что значительно снижает надежность работы всей системы, т.к. в процессе работы магнитные метки могут выпасть из гибкого вала, который подвержен сильной вибрации, и тогда потребуется подъем выемной части. А кроме того в считывающем устройстве (датчик их считывания) могут разрядиться элементы питания (обычно при таком пространственном размещении метки-датчик считывания, используются автономные элементы питания) или может произойти обрыв связи между датчиком считывания магнитных меток и геофизическим прибором, после чего процесс перфорации будет неуправляемым. Это в свою очередь влечет полный подъем всей компоновки перфоратора на устье скважины.- in the known system, a control unit for the end positions of the cutting tool is used in the form of magnetic marks and sensors for reading them, which are spatially spaced, namely: the marks are located on a flexible shaft, and the sensor for reading them is on the deflector body, which significantly reduces the reliability of the entire system, because during operation, magnetic tags may fall out of the flexible shaft, which is subject to strong vibration, and then lifting of the removable part will be required. And besides, in the reader (sensor for reading them), the batteries may be discharged (usually with such a spatial arrangement of the mark-reading sensor, autonomous batteries are used) or there may be a break in the connection between the magnetic mark reading sensor and the geophysical instrument, after which the perforation process will be unmanageable. This, in turn, entails a full lift of the entire perforator assembly at the wellhead.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для глубокой перфорации обсаженных скважин (Патент РФ №19086), которое содержит корпус с криволинейной направляющей, в которой размещена гибкая штанга с режущей головкой на ее конце, механизмы осевого перемещения и вращения гибкой штанги, расположенные соосно оси корпуса, и фиксирующий пояс. Причем механизм вращения гибкой штанги выполнен в виде гидравлического забойного двигателя, а механизм осевого перемещения - в виде поршня, закрепленного на наружной поверхности корпуса гидравлического забойного двигателя. Выходной вал двигателя соединен с гибкой штангой, выполненной с проточным каналом, сообщающимся с промывочными каналами, выполненными в режущей головке гибкой штанги. Гидравлический забойный двигатель с поршнем установлены с возможностью осевого перемещения в полости жестко закрепленного на верхнем конце корпуса цилиндрического патрубка, верхний конец которого соединен с нижним концом колонны труб. В верхней части корпуса гидравлического забойного двигателя размещены дополнительно введенные в устройство узел восприятия реактивного момента от вращения гибкой штанги и связанный с ним блок контроля конечных положений режущей головки, подсоединенный посредством грузонесущего электрического кабеля, закрепленного на верхнем торце корпуса гидравлического забойного двигателя, к устью скважины. При этом узел восприятия реактивного момента от вращения гибкой штанги выполнен в виде, по крайней мере, двух пазов на внешней поверхности корпуса гидравлического забойного двигателя, в которых установлены подпружиненные шпонки с возможностью их выдвижения в продольный паз, выполненный на внутренней поверхности цилиндрического патрубка, длина которого равна величине перемещения режущей головки за пределы корпуса устройства.Closest to the proposed invention is a device for deep perforation of cased wells (RF Patent No. 19086), which contains a body with a curved guide, which houses a flexible rod with a cutting head at its end, mechanisms for axial movement and rotation of the flexible rod, located coaxially with the axis of the body , and a fixing belt. Moreover, the flexible rod rotation mechanism is made in the form of a hydraulic downhole motor, and the axial movement mechanism is in the form of a piston fixed on the outer surface of the hydraulic downhole motor housing. The output shaft of the engine is connected to a flexible rod made with a flow channel communicating with flushing channels made in the cutting head of the flexible rod. A downhole hydraulic motor with a piston is mounted for axial movement in the cavity of a cylindrical branch pipe rigidly fixed at the upper end of the body, the upper end of which is connected to the lower end of the pipe string. In the upper part of the body of the hydraulic downhole motor, there is additionally introduced into the device a node for receiving the reactive moment from the rotation of the flexible rod and an associated control unit for the end positions of the cutting head, connected to the wellhead by means of a load-carrying electric cable fixed on the upper end of the body of the hydraulic downhole motor. At the same time, the node for receiving the reactive moment from the rotation of the flexible rod is made in the form of at least two grooves on the outer surface of the body of the hydraulic downhole motor, in which spring-loaded keys are installed with the possibility of their extension into a longitudinal groove made on the inner surface of the cylindrical pipe, the length of which equal to the amount of movement of the cutting head outside the body of the device.
Несмотря на то, что в известном перфораторе присутствует шпоночный узел, который должен предотвращать проворот аппаратуры и скважинного оборудования, подвешенных внутри корпуса на каротажном кабеле, однако недостатки его конструкции в некоторых случаях не гарантируют исключение такого проворота. Это обусловлено следующими моментами:Despite the fact that in the well-known perforator there is a key assembly, which should prevent the rotation of equipment and downhole equipment suspended inside the body on a logging cable, however, the design flaws in some cases do not guarantee the exclusion of such rotation. This is due to the following points:
- наличие, по меньшей мере, двух шпонок на корпусе гидравлического двигателя при одном пазе на внутренней поверхности цилиндра, предполагает, что только одна из шпонок является рабочей, т.е. должна обеспечить исключение проворота аппаратуры и скважинного оборудования, подвешенных на геофизическом кабеле, что явно недостаточно для такой протяженной и тяжелой системы. А кроме того, несовпадение в количествах шпонок (две и более) и в количестве (одном) пазе может привести к перекосу, так например, в условиях бурения прочных пород возникает избыточная радиальная нагрузка, что может привести к провороту выемной части (подвески на кабеле аппаратуры и оборудования), что в значительной мере снижает эксплуатационную надежность перфоратора, т.к. при этой ситуации произойдет обрыв геофизического кабеля, что приведет к необходимости подъема всей компоновки и, как следствие, к истиранию шпонок и к возникновению повреждения поверхности шпоночного паза на заходе и по всей его длине.- the presence of at least two keys on the body of the hydraulic motor with one groove on the inner surface of the cylinder, suggests that only one of the keys is working, i.e. should ensure the exclusion of rotation of equipment and downhole equipment suspended on a geophysical cable, which is clearly not enough for such an extended and heavy system. And besides, a mismatch in the number of keys (two or more) and in the number (one) of the groove can lead to misalignment, for example, in the conditions of drilling of strong rocks, an excessive radial load occurs, which can lead to rotation of the removable part (suspension on the equipment cable and equipment), which significantly reduces the operational reliability of the perforator, because in this situation, the geophysical cable will break, which will lead to the need to lift the entire assembly and, as a result, to abrasion of the keys and damage to the surface of the keyway at the lead and along its entire length.
- при наличии в блоке контроля конечных положений режущей головки геофизической системы: магнитные метки - датчики их считывания, с большой долей вероятности можно утверждать, что крайне сложно установить внутри корпуса перфоратора подвес в виде геофизического кабеля с размещенным на нем скважинным оборудованием сразу точно с первого раза, чтобы датчики сразу были напротив меток, т.к. шпонок две, а паз один. Поэтому неизбежно придется повторять несколько раз дополнительные спуски-подъемы выемной части перфоратора, что может привести к повреждению шпонок на корпусе двигателя, а также усложнить перфорационные работы и привести к дополнительному истиранию брони каротажного кабеля, к истиранию шпонок и к возникновению повреждения поверхности паза на заходе направляющего устройства.- if there is a geophysical system in the control unit for the end positions of the cutting head of the geophysical system: magnetic marks - sensors for reading them, with a high degree of probability it can be argued that it is extremely difficult to install a suspension in the form of a geophysical cable with downhole equipment placed on it right the first time so that the sensors are immediately opposite the marks, because there are two dowels and one groove. Therefore, it will inevitably be necessary to repeat additional descents and ascents of the removable part of the perforator several times, which can lead to damage to the keys on the motor housing, as well as complicate perforation and lead to additional abrasion of the logging cable armor, abrasion of the keys and damage to the surface of the groove at the entry of the guide. devices.
- ввиду того, что шпонки в известном устройстве установлены на корпусе гидравлического двигателя, то шпоночный узел в большей степени будет защищать от проворота этот двигатель и вышерасположенный геофизический прибор, в то время как наиболее уязвимым звеном в подвесе будет являться геофизический кабель из-за приложения к нему очень большой нагрузки на разрыв, а потому проворот именно кабеля чреват еще большим увеличением этой нагрузки на него (при провороте будет происходить суммирование силы постоянной растягивающей продольной нагрузки и резкой дополнительной угловой нагрузки при провороте, что приведет к появлению больших усталостных напряжений в броне кабеля, а значит, к снижению его общей эксплуатационной надежности в будущем и возможности обрыва) (см., например, Горбенко Л.А. Каротажные кабели их эксплуатация, изд. 2-е, М. Недра, 1978, с. 62-65).- in view of the fact that the keys in the known device are installed on the body of the hydraulic motor, the key assembly will protect this motor and the upstream geophysical instrument from rotation to a greater extent, while the most vulnerable link in the suspension will be the geophysical cable due to its application to it has a very large tensile load, and therefore the rotation of the cable itself is fraught with an even greater increase in this load on it (during rotation, the force of the constant tensile longitudinal load will be summed up and a sharp additional angular load during rotation, which will lead to the appearance of large fatigue stresses in the cable armor, and therefore, to reduce its overall operational reliability in the future and the possibility of a break) (see, for example, Gorbenko L.A. Logging cables their operation, ed. 2nd, M. Nedra, 1978, pp. 62-65).
Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым техническим решением, заключается в обеспечении точного позиционирования установки геофизического прибора по отношению к магнитным меткам перфоратора за один спуск, при одновременном повышении эксплуатационной надежности работы перфоратора, за счет гарантированного исключения обрыва каротажного кабеля. За счет этого будет обеспечен безаварийный режим сверления обсадной колонны и заданной глубины вскрытия продуктивного пласта, особенно в условиях твердых пород. Наличие двух Λ-образных срезов на направляющем цилиндре исключат трение кабеля о стенки и значительно увеличат время безремонтной эксплуатации перфоратора и позволят за один спуск сверлить эксплуатационную колонну и породу на заданную глубину.The technical result provided by the proposed technical solution is to ensure accurate positioning of the installation of a geophysical instrument in relation to the magnetic marks of the perforator in one run, while increasing the operational reliability of the perforator, due to the guaranteed elimination of a break in the logging cable. Due to this, an accident-free drilling of the casing string and a given depth of opening of the productive formation will be ensured, especially in hard rock conditions. The presence of two Λ-shaped cuts on the guide cylinder will eliminate the friction of the cable against the walls and significantly increase the time of maintenance-free operation of the perforator and will allow drilling the production string and rock to a given depth in one run.
Указанный технический результат достигается предлагаемым перфоратором гидромеханическим скважинным сверлящим, включающим соединенные друг с другом трубный корпус, отклонитель и якорь, при этом трубный корпус и отклонитель снабжены направляющей, в которой размещен привод с гибким валом и режущим инструментом, при этом указанный привод размещен в трубном корпусе и состоит из последовательно соединенных на подвеске в виде каротажного кабеля блока контроля конечных положений режущего инструмента в виде геофизического прибора, механизма вращения гибкого вала в виде винтового забойного двигателя, механизма осевого перемещения гибкого вала в виде поршня, причем гибкий вал с режущим инструментом размещен в направляющей отклонителя, а все элементы привода и гибкий вал снабжены проточным гидравлическим каналом, выполненным с возможностью взаимодействия с режущим инструментом, при этом перфоратор снабжен шпоночным узлом, при этом новым является то, что перфоратор дополнительно снабжен пружинным блоком, размещенным ниже забойного двигателя и соединенного с его выходным валом, а также удлинителем, соединяющим пружинный блок и гибкий вал, при этом указанный пружинный блок выполнен в виде пружины, размещенной в корпусе, перфоратор в зоне, начиная от корпуса геофизического прибора до отклонителя, снабжен составным посредством муфты внутренним корпусом, установленным коаксиально с трубным корпусом и жестко с ним связанным, при этом верхняя часть внутреннего корпуса до муфты охватывает зону размещения геофизического прибора, а нижняя часть внутреннего корпуса ниже муфты охватывает зону размещения винтового забойного двигателя, при этом геофизический прибор снабжен датчиками считывания магнитных меток, размещенных в два ряда, расположенных диаметрально противоположно в верхней части внутреннего корпуса в зоне размещения геофизического прибора, причем зона размещения геофизического прибора дополнительно снабжена установленным соосно с внутренним корпусом частично разрезным направляющим цилиндром с двумя сквозными диаметрально расположенными продольными прорезями, верхняя часть которого выполнена в виде двух Λ-образных срезов, а нижняя часть указанного цилиндра установлена с упором на муфту, соединяющую верхнюю и нижнюю части внутреннего корпуса, при этом длина сквозных продольных прорезей направляющего цилиндра равна величине перемещения режущего инструмента за пределы перфоратора на требуемую глубину сверления, а шпоночный узел перфоратора выполнен в виде двух подпружиненных шпонок, установленных диаметрально противоположно на внешней поверхности корпуса геофизического прибора и выполненных с возможностью их выдвижения в сквозные продольные прорези направляющего цилиндра.The specified technical result is achieved by the proposed hydromechanical downhole drilling perforator, which includes a tubular body, a whipstock and an anchor connected to each other, while the tubular body and the whipstock are equipped with a guide in which a drive with a flexible shaft and a cutting tool is placed, while the specified drive is placed in the tubular body and consists of a block for controlling the end positions of the cutting tool in the form of a geophysical instrument, a mechanism for rotating the flexible shaft in the form of a screw downhole motor, and a mechanism for axial movement of the flexible shaft in the form of a piston connected in series on a suspension in the form of a logging cable, moreover, the flexible shaft with the cutting tool is placed in the guide deflector, and all elements of the drive and the flexible shaft are equipped with a hydraulic flow channel made with the possibility of interacting with the cutting tool, while the perforator is equipped with a key assembly, while the novelty is that the perforator is additionally equipped with a spring b a lock located below the downhole motor and connected to its output shaft, as well as an extension connecting the spring block and the flexible shaft, while the specified spring block is made in the form of a spring located in the body, the perforator is in the zone, starting from the body of the geophysical instrument to the deflector, equipped with an inner casing composite by means of a coupling, installed coaxially with the tubular casing and rigidly connected to it, while the upper part of the inner casing before the coupling covers the area of the geophysical instrument, and the lower part of the inner casing below the coupling covers the area of the downhole screw motor, while the geophysical instrument equipped with sensors for reading magnetic marks placed in two rows located diametrically opposite in the upper part of the inner housing in the zone of location of the geophysical instrument, and the zone of location of the geophysical instrument is additionally equipped with a partially split guide installed coaxially with the inner housing a cylinder with two through diametrically located longitudinal slots, the upper part of which is made in the form of two Λ-shaped sections, and the lower part of the specified cylinder is installed with emphasis on the coupling connecting the upper and lower parts of the inner body, while the length of the through longitudinal slots of the guide cylinder is equal to the value displacement of the cutting tool beyond the perforator to the required drilling depth, and the key assembly of the perforator is made in the form of two spring-loaded keys installed diametrically opposite on the outer surface of the body of the geophysical instrument and made with the possibility of their extension into the through longitudinal slots of the guide cylinder.
Шпоночный узел перфоратора снабжен дополнительной парой шпонок.The key assembly of the perforator is equipped with an additional pair of keys.
Поставленный технический результат обеспечивается за счет следующего.Delivered technical result is provided by the following.
Снабжение предлагаемого перфоратора пружинным блоком, размещенным ниже забойного двигателя и соединенного с его выходным валом, обеспечивает плавную, без изломов работу сверлящих головок режущего инструмента.Provision of the proposed perforator with a spring block located below the downhole motor and connected to its output shaft ensures smooth, fracture-free operation of the drilling heads of the cutting tool.
Причем введение подобного конструктивного элемента в конструкцию перфоратора широко известно из уровня техники.Moreover, the introduction of such a structural element in the design of the perforator is widely known from the prior art.
Выполнение блока контроля конечных положений режущего инструмента в виде системы, состоящей из магнитных меток и геофизического прибора с датчиками считывания указанных меток (например, бесконтактный герконовый выключатель), также известно из уровня техники. Отличие в разных конструкциях перфораторов состоит только в разном пространственном расположении меток и датчиков, например, магнитные метки могут быть размещены на гибком валу, а значит датчики - в нижней части перфоратора на отклонителе (патент РФ № 2689454), или магнитные метки могут быть расположены в корпусе геофизического прибора, а датчик в самом приборе. Но главное в этой системе, чтобы датчики всегда срабатывали под действием магнитного поля от магнитной метки, и блок контроля производил снятие замеров. Так как именно с помощью такой системы обеспечивается контроль конечных положений режущего инструмента.The implementation of the control unit of the end positions of the cutting tool in the form of a system consisting of magnetic marks and a geophysical instrument with sensors for reading said marks (for example, a non-contact reed switch) is also known from the prior art. The difference in different designs of perforators is only in the different spatial arrangement of marks and sensors, for example, magnetic marks can be placed on a flexible shaft, which means that sensors can be placed in the lower part of the perforator on the deflector (RF patent No. 2689454), or magnetic marks can be located in body of the geophysical instrument, and the sensor in the instrument itself. But the main thing in this system is that the sensors always work under the influence of a magnetic field from a magnetic mark, and the control unit takes measurements. Since it is with the help of such a system that the control of the final positions of the cutting tool is ensured.
Благодаря тому, что предлагаемый перфоратор в зоне, начиная от геофизического прибора до отклонителя, снабжен составным посредством муфты внутренним корпусом, установленным коаксиально с трубным корпусом и жестко с ним связанным, обеспечиваются две цели: возможностью выдвижения в сквозные продольные прорези направляющего цилиндра.Due to the fact that the proposed perforator in the zone, starting from the geophysical instrument to the diverter, is equipped with an inner casing integral by means of a coupling, installed coaxially with the tubular casing and rigidly connected to it, two goals are provided: the possibility of extension into the through longitudinal slots of the guide cylinder.
Поставленный технический результат обеспечивается за счет следующего.Delivered technical result is provided by the following.
Снабжение предлагаемого перфоратора пружинным блоком, размещенным ниже забойного двигателя и соединенного с его выходным валом, обеспечивает плавную, без изломов работу сверлящих головок режущего инструмента. Причем введение подобного конструктивного элемента в конструкцию перфоратора широко известно из уровня техники.Provision of the proposed perforator with a spring block located below the downhole motor and connected to its output shaft ensures smooth, fracture-free operation of the drilling heads of the cutting tool. Moreover, the introduction of such a structural element in the design of the perforator is widely known from the prior art.
Выполнение блока контроля конечных положений режущего инструмента в виде системы, состоящей из магнитных меток и геофизического прибора с датчиками считывания указанных меток (например, бесконтактный герконовый выключатель), также известно из уровня техники. Отличие в разных конструкциях перфораторов состоит только в разном пространственном расположении меток и датчиков, например, магнитные метки могут быть размещены на гибком валу, а значит датчики - в нижней части перфоратора на отклонителе (патент РФ №2689454), или магнитные метки могут быть расположены в корпусе геофизического прибора, а датчик в самом приборе. Но главное в этой системе, чтобы датчики всегда срабатывали под действием магнитного поля от магнитной метки, и блок контроля производил снятие замеров. Т.к. именно с помощью такой системы обеспечивается контроль конечных положений режущего инструмента.The implementation of the control unit of the end positions of the cutting tool in the form of a system consisting of magnetic marks and a geophysical instrument with sensors for reading said marks (for example, a non-contact reed switch) is also known from the prior art. The difference in different designs of perforators is only in the different spatial arrangement of marks and sensors, for example, magnetic marks can be placed on a flexible shaft, which means that sensors can be placed in the lower part of the perforator on the deflector (RF patent No. 2689454), or magnetic marks can be located in body of the geophysical instrument, and the sensor in the instrument itself. But the main thing in this system is that the sensors always work under the influence of a magnetic field from a magnetic mark, and the control unit takes measurements. Because it is with the help of such a system that the control of the end positions of the cutting tool is ensured.
Благодаря тому, что предлагаемый перфоратор в зоне, начиная от геофизического прибора до отклонителя, снабжен составным посредством муфты внутренним корпусом, установленным коаксиально с трубным корпусом и жестко с ним связанным, обеспечиваются две цели:Due to the fact that the proposed perforator in the zone, starting from the geophysical instrument to the diverter, is equipped with an internal casing that is integral by means of a coupling, installed coaxially with the tubular casing and rigidly connected to it, two goals are provided:
во-первых, усиливается жесткость всей системы перфорации, что особенно важно для условий сверления в крепких, твердых породах для исключения проворота выемной части перфоратора, и, во-вторых, конструктивно позволяет снабдить верхнюю его часть двумя вертикальными рядами магнитных меток, расположенных диаметрально противоположно, и разместить в этой зоне разрезной направляющий цилиндр с двумя сквозными, диаметрально расположенными, продольными прорезями, верхняя часть которого выполнена в виде двух Λ-образных срезов (острый угол), при этом нижняя часть цилиндра установлена с упором на муфту, соединяющую верхнюю и нижнюю части внутреннего корпуса. Причем прорези на направляющем цилиндре размещены со сдвигом на 90° по отношению к магнитным меткам, установленным на внешней стороне внутреннего корпуса.firstly, the rigidity of the entire perforation system is increased, which is especially important for drilling conditions in strong, hard rocks to prevent rotation of the removable part of the perforator, and, secondly, it structurally allows to supply its upper part with two vertical rows of magnetic marks located diametrically opposite, and place in this zone a split guide cylinder with two through, diametrically located, longitudinal slots, the upper part of which is made in the form of two Λ-shaped sections (acute angle), while the lower part of the cylinder is installed with emphasis on the coupling connecting the upper and lower parts inner case. Moreover, the slots on the guide cylinder are placed with a shift of 90° with respect to the magnetic marks mounted on the outer side of the inner case.
Благодаря наличию этого цилиндра и его конструктивным характеристикам обеспечивается возможность установления выемной части - подвеса в виде каротажного (геофизического) кабеля с размещенным на нем скважинным оборудованием, сразу точно с первого раза таким образом, чтобы датчики геофизического прибора сразу были напротив магнитных меток (т.е. датчики в геофизическом приборе монтируются со сдвигом на 90° по отношению к шпонкам на его корпусе, которые будут «заходить» в прорези этого цилиндра). Т.е. это обеспечивает повышение точности ориентации перфоратора в скважине.Due to the presence of this cylinder and its design characteristics, it is possible to install a removable part - a suspension in the form of a logging (geophysical) cable with downhole equipment placed on it, immediately exactly the first time so that the sensors of the geophysical instrument are immediately opposite the magnetic marks (i.e. .sensors in the geophysical instrument are mounted with a shift of 90° in relation to the keys on its body, which will "enter" the slots of this cylinder). Those. this improves the orientation accuracy of the perforator in the well.
Например, в качестве магнитной метки на внешней стороне внутреннего корпуса может быть размещена пробка с магнитом таким образом, чтобы при установке датчика геофизического прибора напротив магнита возникал электрический сигнал, передающийся на поверхность по геофизическому кабелю.For example, a plug with a magnet can be placed as a magnetic mark on the outer side of the inner housing so that when a geophysical instrument sensor is installed against the magnet, an electrical signal is generated that is transmitted to the surface via a geophysical cable.
Ранее, без этого направляющего цилиндра, приходилось несколько раз производить дополнительно спуски-подъемы выемной части (подвеса со скважинным оборудованием) перфоратора, чтобы обеспечить точное позиционирование датчиков геофизического прибора напротив меток, что приводило к дополнительному трению брони геофизического кабеля о стенки скважины, о торец корпуса перфоратора, а значит, к многократно повторяющимся циклам напряжений в кабеле и к его истиранию, т.е. к снижению ресурса его работы.Previously, without this guiding cylinder, it was necessary to perform additional descents and ascents of the removable part (suspension with downhole equipment) of the perforator several times in order to ensure accurate positioning of the sensors of the geophysical instrument opposite the marks, which led to additional friction of the armor of the geophysical cable against the walls of the well, against the end of the body perforator, and therefore, to repeatedly repeated cycles of stress in the cable and to its abrasion, i.e. to reduce the resource of its work.
Благодаря тому, что указанный направляющий цилиндр выполнен частично разрезным с двумя сквозными диаметрально расположенными продольными прорезями, которые выполняют роль направляющих при спуске и в последующем для фиксации в них подпружиненных шпонок, расположенных на внешней поверхности корпуса геофизического прибора, достигается две цели: во-первых, выемная часть перфоратора сразу, уже при первом спуске, «садиться» в требуемое положение, исходя из задачи установки датчиков прибора напротив магнитных меток для целей считывания с них магнитного сигнала; а во-вторых, шпоночное соединение располагается наиболее близко к геофизическому кабелю, что гарантированно защищает и этот кабель, и всю выемную часть от проворота. Это достигается за счет того, что «плечо» (расстояние) от шпоночного соединения до кабеля является значительно меньшим, чем, если бы шпоночное соединение было размещено, как в аналоге и в прототипе, т.е. в зоне корпуса гидравлического двигателя (значительно дальше от геофизического кабеля, т.к. двигатель находится на подвесе ниже геофизического прибора). Проворот - это вращательное движение. А, как известно из области физики, скручивающее усилие определяется моментом силы. Момент силы - это векторная физическая величина, характеризующая действие силы на механический объект, которая может вызвать вращательное движение, и она равна произведению силы на расстояние от центра вращения, т.е. чем меньше это расстояние, тем меньше крутящий момент (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Момент_силы), а значит - чем ближе шпоночный узел к кабелю, тем меньше вероятность его проворота.Due to the fact that the specified guide cylinder is made partially split with two through diametrically located longitudinal slots, which act as guides during the descent and subsequently for fixing spring-loaded dowels located on the outer surface of the geophysical instrument housing, two goals are achieved: firstly, the removable part of the perforator immediately, already at the first descent, “sit down” in the required position, based on the task of installing the device’s sensors opposite the magnetic marks for the purpose of reading the magnetic signal from them; and secondly, the key connection is located closest to the geophysical cable, which is guaranteed to protect both this cable and the entire removable part from rotation. This is achieved due to the fact that the "shoulder" (distance) from the key connection to the cable is much smaller than if the key connection was placed, as in the analogue and in the prototype, i.e. in the area of the hydraulic motor housing (much further from the geophysical cable, since the motor is suspended below the geophysical instrument). Rotation is a rotational movement. And, as is known from the field of physics, the twisting force is determined by the moment of force. The moment of force is a vector physical quantity that characterizes the action of a force on a mechanical object, which can cause a rotational movement, and it is equal to the product of the force and the distance from the center of rotation, i.e. the smaller this distance, the smaller the torque (see https://ru.wikipedia.org/wiki/Moment_of_force), which means that the closer the key assembly is to the cable, the less likely it is to turn.
Выполнение в частном случае шпоночного узла перфоратора в виде двух пар (а можно и больше) подпружиненных шпонок, при этом шпонки каждой пары установлены диаметрально противоположно на внешней поверхности корпуса геофизического прибора и при этом каждая пара шпонок отстоит по высоте от другой пары шпонок, и каждая из этих шпонок выполнена с возможностью выдвижения в сквозные продольные прорези направляющего цилиндра, может обеспечиваться дополнительная усиленная защита от проворота не только каротажного кабеля, но и всей подвески на нем.Execution in a particular case of the perforator key assembly in the form of two pairs (or more) of spring-loaded keys, while the keys of each pair are installed diametrically opposite on the outer surface of the body of the geophysical instrument, and each pair of keys is spaced in height from the other pair of keys, and each of these keys is made with the possibility of extension into the through longitudinal slots of the guide cylinder, additional reinforced protection against rotation of not only the logging cable, but also the entire suspension on it can be provided.
Выполнение верхней части направляющего цилиндра в виде двух Λ-образных срезов обеспечивает следующие преимущества:The execution of the upper part of the guide cylinder in the form of two Λ-shaped sections provides the following advantages:
- исключает «задиры» внутренней компоновки секции геофизического прибора,- eliminates "seizures" of the internal layout of the section of the geophysical instrument,
- исключает повреждение шпонок на корпусе геофизического прибора, что гарантирует надежное шпоночное соединение,- eliminates damage to the keys on the body of the geophysical instrument, which guarantees a reliable keyed connection,
- снижено истирание поверхности геофизического кабеля, что понижает вероятность аварийности из-за обрыва,- reduced abrasion of the surface of the geophysical cable, which reduces the likelihood of accidents due to a break,
- дает возможность за счет увеличения жесткости формировать перфорационный канал за один спуск выемной части.- makes it possible, by increasing the rigidity, to form a perforation channel in one descent of the removable part.
Выполнение длины сквозных продольных прорезей направляющего цилиндра, равной величине перемещения выемной части, позволяет обеспечить контроль необходимой длины выхода режущего инструмента и гибкого вала за пределы эксплуатационной колонны.The length of the through longitudinal slots of the guide cylinder, equal to the amount of displacement of the removable part, allows you to control the required length of the exit of the cutting tool and the flexible shaft outside the production string.
Таким образом, благодаря совокупности признаков предлагаемого перфоратора обеспечивается точное позиционирование установки геофизического прибора за один спуск, одновременно повышается эксплуатационная надежность работы перфоратора за счет гарантированного исключения обрыва каротажного кабеля и значительно снижается время проведения работ, за счет уменьшения количества спуско-подъемов выемной части и как следствие снижение общих затрат на выполнение работ.Thus, due to the combination of features of the proposed perforator, accurate positioning of the installation of a geophysical instrument in one run is ensured, at the same time, the operational reliability of the perforator is increased due to the guaranteed elimination of a break in the logging cable, and the time of work is significantly reduced by reducing the number of round trips of the removable part and, as a result, reducing the overall cost of work.
Следует подчеркнуть, что указанная совокупность признаков в формуле находится в конструктивном единстве для предлагаемого технического решения, и исключение хотя бы одного из них нарушит это единство, т.к. представляет собой один объект в виде единой конструкции, конструктивные элементы которой соединены, сочленены между собой и в соединении обеспечивают реализацию предлагаемым перфоратором общего функционального назначения при эксплуатации, т.е. формирование перфорационных каналов посредством механической сверлящей перфорации.It should be emphasized that the specified set of features in the formula is in a constructive unity for the proposed technical solution, and the exclusion of at least one of them will violate this unity, because represents one object in the form of a single structure, the structural elements of which are connected, articulated with each other and in connection provide the implementation of the proposed general purpose perforator during operation, i.e. formation of perforation channels by means of mechanical drilling perforation.
Таким образом, предлагаемое изобретение характеризуется совокупностью взаимообусловленных признаков, которые все участвуют в обеспечении достижения технического результата, т.к. этот результат проявляется только при использовании этого технического решения в целом.Thus, the present invention is characterized by a set of interdependent features that are all involved in achieving the technical result, because this result is manifested only when using this technical solution as a whole.
Предлагаемый перфоратор скважинный гидромеханический сверлящий иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена невыемная (неподвижная) часть предлагаемого перфоратора в разрезе; на фиг. 2 - выемная часть предлагаемого перфоратора в разрезе; на фиг. 3 - аксиальная проекция разрезного направляющего цилиндра в двумя Λ-образными срезами.The proposed perforator downhole hydromechanical drilling is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows the non-removable (fixed) part of the proposed perforator in section; in fig. 2 - removable part of the proposed perforator in the context; in fig. 3 is an axial view of a split guide cylinder in two Λ-shaped sections.
Предлагаемый перфоратор состоит из двух частей: невыемной (неподвижной) части, присоединяемой, например, посредством муфтового соединения к вышерасположенным насосно-компрессорными трубам (НКТ), и выемной (подвижной) части, которая спускается на геофизическом (каротажном) кабеле внутрь неподвижной части, которая снабжена для этой цели направляющей.The proposed perforator consists of two parts: a non-removable (fixed) part, connected, for example, by means of a coupling connection to the upstream tubing, and a removable (movable) part, which descends on a geophysical (logging) cable into the fixed part, which provided with a guide for this purpose.
В общем виде невыемная (неподвижная) часть заявляемого перфоратора включает (снизу вверх в скважине): якорь, отклонитель, корпусную секцию винтового забойного двигателя, корпусную секцию геофизического прибора.In general, the non-removable (fixed) part of the inventive perforator includes (from bottom to top in the well): an anchor, a whipstock, a downhole screw motor housing section, and a geophysical tool housing section.
Выемная часть состоит из последовательно соединенных на каротажном кабеле геофизического прибора, винтового забойного двигателя, пружинного блока с удлинителем, гибкого вала с режущим инструментом.The removable part consists of a geophysical instrument connected in series on a logging cable, a screw downhole motor, a spring block with an extension, a flexible shaft with a cutting tool.
Перечень конструктивных элементов предлагаемого перфоратора:The list of structural elements of the proposed perforator:
Трубный корпус 1
Внутренний корпус 2
Разрезной направляющий цилиндр 3
Прорези цилиндра 4 и 5
Λ-образные срезы цилиндра 6 и 7Λ-shaped sections of the
Отклонитель 8
Якорь 9
Магнитные метки 10
Каротажный кабель 11
Геофизический прибор 12
Гибкий вал 13
Винтовой забойный двигатель 14Screw
Поршень 15
Пружинный блок 16
Удлинитель 17
Режущий инструмент 18Cutting
Муфта соединительная 19
Шпонки подпружиненные 20 и 21Spring-loaded
Корпус геофизического прибора 22.The body of the
Неподвижная часть заявляемого перфоратора (фиг. 1) содержит трубный корпус 1; жестко связанный с ним составной посредством муфты 19 внутренний корпус 2; жестко связанный с внутренним корпусом 2 частично разрезной направляющий цилиндр 3 с двумя сквозными диаметрально расположенными продольными прорезями 4 и 5 (фиг. 3), верхняя часть которого выполнена в виде двух Λ-образных срезов 6 и 7. Также неподвижная часть включает жестко соединенный с корпусом отклонитель 8 и якорь 9. Верхняя часть внутреннего корпуса 2 (с наружной стороны) снабжена двумя вертикальными рядами магнитных меток 10, расположенных диаметрально противоположно и со смещением на 90° по отношению к прорезям 4 и 5 направляющего цилиндра 3. При этом корпус и отклонитель снабжены направляющей, с возможностью размещения в ней выемной (подвижной) части перфоратора.The fixed part of the inventive perforator (Fig. 1) contains a
Выемная (подвижная) часть перфоратора (фиг. 2) выполнена в виде подвески на каротажном кабеле 11 (например, изготовленного по ГОСТ Р 31944-2012) блока контроля конечных положений режущего инструмента, состоящего из магнитных меток 10, установленных на внутреннем корпусе 2, и геофизического прибора 12 с датчиками считывания указанных магнитных меток 10; механизма вращения гибкого вала 13 в виде винтового забойного двигателя 14; механизма осевого перемещения гибкого вала 13 в виде поршня 15, установленного в нижней части забойного двигателя; пружинного блока 16 (состоит из пружины, установленной в корпусе), соединенного с выходным валом забойного двигателя 14; удлинителя 17 (соединяет пружинный блок и гибкий вал), гибкого вала 13 с режущим инструментом 18. При этом гибкий вал 13 с режущим инструментом 18 размещен в направляющей отклонителя 8. Все элементы аппаратуры и скважинных механизмов выемной части, а также гибкий вал 13 снабжены проточным гидравлическим каналом, выполненным с возможностью взаимодействия с режущим инструментом 18.The removable (movable) part of the perforator (Fig. 2) is made in the form of a suspension on a logging cable 11 (for example, manufactured in accordance with GOST R 31944-2012) of a control unit for the end positions of the cutting tool, consisting of
Заявляемый перфоратор снабжен шпоночным узлом, который выполнен в виде двух подпружиненных шпонок 20 и 21, установленных диаметрально противоположно на внешней поверхности корпуса 22 геофизического прибора 12 и выполненных с возможностью их выдвижения в сквозные продольные прорези 4 и 5 направляющего цилиндра 3. Возможно снабжение корпуса 22 геофизического прибора 12 и большим количеством шпонок, но все они должны быть выполнены с возможностью выдвижения в прорези 4 и 5 направляющего цилиндра 3. Этот частный случай необходим для дополнительного обеспечения исключения проворота выемной части, например, в условиях перфорации чрезвычайно прочных пород. Длина сквозных продольных прорезей 4 и 5 направляющего цилиндра 3 равна величине перемещения режущего инструмента 18 за пределы эксплуатационной колонны.The inventive perforator is equipped with a key assembly, which is made in the form of two spring-loaded
Отклонитель 8 выполнен с каналом для гибкого вала 13 и с наклонной нижней частью, подвижно соединенной с наклонной верхней частью, выполненной в виде клинового механизма.The
Предлагаемый перфоратор работает следующим образом.The proposed perforator works as follows.
Производят установку на необходимой глубине в скважине якоря 9. Производят привязку перфоратора на необходимую глубину в интервале вскрытия пласта обсаженной скважины. Производят посадку отклонителя 8 на якорь 9 и прижатие верхней части отклонителя 8 к стенке обсаженной скважины. Далее устанавливают корпуса: трубный корпус 1 (выполняется из обычной НКТ), соосно размещенный в нем внутренний корпус 2, выполненный из нержавеющей стали. При этом предварительно на верхней части внутреннего корпуса 2 на его внешней поверхности, обращенной к трубному корпусу 1, устанавливают вертикально диаметрально противоположно магнитные метки 10 (например, 11 шт.на расстоянии примерно 250 мм друг от друга). Трубный корпус 1 и внутренний корпус 2 выполнены составными посредством муфты 19. Это необходимо с технологической точки зрения ввиду большой протяженности перфорационной системы, а кроме того, муфта выполняет роль упора для нижнего торца разрезного цилиндра 3. Коаксиально внутреннему корпусу 2 устанавливают и закрепляют на нем разрезной направляющий цилиндр 3 (также выполнен из нержавеющей стали), причем его прорези 4 и 5 ориентируют со сдвигом на 90° по отношению к магнитным меткам 10 на внутреннем корпусе 2. Таким образом формируют неподвижную часть.
Производят спуск в направляющую неподвижной части на каротажном грузонесущем кабеле 11 выемную часть, состоящую (сверху вниз) из геофизического прибора 12, забойного двигателя 14; поршня 15, помещенного полированную трубу; пружинного блока 16, удлинителя 17, гибкого вала 13 с режущим инструментом 18. При этом гибкий вал 13 с режущим инструментом 18 размещают в направляющей отклонителя 8. Гибкий вал 13 с режущим инструментом 18 прижимают к стенке обсадной колонны с помощью прижимного устройства, выполненного в виде клинового отклонителя 8.Produce descent into the guide of the fixed part on the logging load-carrying
Наземное оборудование содержит насосный агрегат, связанный прямой линией трубопровода с насосно-компрессорными трубами. В состав наземного оборудования так же входит геофизическая лаборатория, связанная с насосным агрегатом и связанная с геофизическим прибором 12 каротажным кабелем 11.The ground equipment contains a pumping unit connected by a straight pipeline line with tubing. The surface equipment also includes a geophysical laboratory connected to the pumping unit and connected to the
Насосным агрегатом подают в скважину рабочую жидкость, проходящую через трубы НКТ и поступающую в канальную часть неподвижной части перфоратора. Далее рабочая жидкость, протекает по внутренним каналам и отверстиям через геофизический прибор 12, подводится к винтовому забойному двигателю 14. Протекающая по внутренним каналам двигателя 14 рабочая жидкость раскручивает его ротор и создает крутящий момент. Крутящий момент передается далее через пружинный блок 16 и удлинитель 17 к гибкому валу 13 с режущим инструментом 18. При этом поршень 15, имеющий гидравлическую связь с указанным валом 13, перемещается, обеспечивая поступательное движение последнего. Гибкий вал 13 с инструментом 18 за счет вращательно-поступательного движения проходит по канальной части отклонителя 8 перфоратора. Перемещение вала 13 с инструментом 18 происходит до касания стенки обсаженной скважины. Далее проводят этап вскрытия обсадной колонны, цементного кольца и продуктивного пласта. Путем повышения давления рабочей жидкости в НКТ создают осевую нагрузку на гибкий вал 13 и режущий инструмент 18. Проводят процесс сверления стенки обсаженной скважины, после которого идет вскрытие цементного кольца и продуктивного пласта. После окончания процесса вскрытия пласта производят подъем выемной части и прекращают подачу промывочной жидкости.The pump unit is used to supply the working fluid to the well, passing through the tubing pipes and entering the channel part of the fixed part of the perforator. Further, the working fluid flows through the internal channels and holes through the
Процесс вскрытия пласта осуществляется гидромеханическим способом. Геофизическим прибором 12, за счет считывания его датчиками магнитных меток 10, контролируют технологические параметры процесса спуска выемной части перфоратора. А также контролируют процесс вскрытия продуктивного пласта скважины. Также геофизический прибор 12 может измерять силу нагрузки на гибкий вал 13, частоту вращения вала двигателя 14, длину проходки вала 13, давление на входе двигателя, давление столба жидкости в НКТ и прочее.The formation opening process is carried out by hydromechanical method. The
Геофизический прибор 12, забойный двигатель 14, пружинный блок 16 выполнены полыми, для возможности подачи промывочной жидкости на интервал вскрытия пласта для охлаждения режущего инструмента 18 и выноса шлама - частиц металла, цементного кольца и разрушенной породы в затрубное пространство.The
Для вскрытия следующего канала снимают перфоратор с колонной НКТ с якоря 9 и осуществляют ее поворот, спуск или подъем на необходимый угол или глубину с последующей посадкой на якорь 9. Перфоратор с колонной НКТ поворачивают по азимуту в соответствии с показаниями геофизического прибора 12, фиксируют отклонителем 8 и якорем 9 на новом участке вскрытия продуктивного пласта. Далее вновь повторяют вышеописанные операции по вскрытию пласта.To open the next channel, the perforator with the tubing string is removed from the
Использование предлагаемого перфоратора упрощает процесс его установки в скважине (установка выемной части производится с точным позиционированием за один спуск) и сокращает за счет этого время перфорационных работ.The use of the proposed perforator simplifies the process of its installation in the well (installation of the removable part is carried out with precise positioning in one run) and thereby reduces the time of perforation.
Снижается вероятность аварийных ситуаций, вследствие обрыва геофизического кабеля, т.к. в предлагаемой конструкции он в значительно меньшей степени, по сравнению с известными устройствами, подвергается истиранию и трению. На эту же цель направлено и то, что конструкция предлагаемого перфоратора защищает от проворота самое уязвимое звено - каротажный кабель, за счет наличия определенного шпоночного узла и его месторасположения. И исходя из этого, на режущий инструмент воздействует стабильная осевая нагрузка, не снижаемая от глубины проходки и прочности породы.The probability of emergency situations is reduced due to a break in the geophysical cable, because in the proposed design, it is much less subject to abrasion and friction compared to known devices. The same goal is also directed by the fact that the design of the proposed perforator protects the most vulnerable link, the logging cable, from rotation due to the presence of a certain key assembly and its location. And on this basis, the cutting tool is affected by a stable axial load, which is not reduced by the depth of penetration and the strength of the rock.
Перфоратор заявляемой конструкции был испытан на двух нефтяных скважинах при вторичных вскрытиях. Зона вскрытия состояла из терригенных прочных пород. Перфорационные работы завершились успешно. Аварийные ситуации, связанные с обрывом каротажного кабеля или с заклиниванием инструмента, отсутствовали. Указанные испытания показали работоспособность предлагаемого перфоратора.The perforator of the proposed design was tested on two oil wells during secondary openings. The exposure zone consisted of terrigenous strong rocks. Perforation work completed successfully. There were no emergencies associated with a break in the logging cable or jamming of the tool. These tests have shown the performance of the proposed perforator.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2776541C1 true RU2776541C1 (en) | 2022-07-22 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU19086U1 (en) * | 2001-04-09 | 2001-08-10 | Андреев Владимир Кириллович | DEVICE FOR DEEP PUNCHING OF CUTTING WELLS AND EXECUTIVE PUNCH BODY |
| EP2132404A1 (en) * | 2007-03-26 | 2009-12-16 | Baker Hughes Incorporated | Downhole cutting tool and method |
| RU109208U1 (en) * | 2011-05-05 | 2011-10-10 | Открытое Акционерное Общество Пермский Научно-Исследовательский Технологический Институт (ОАО ПНИТИ) | SYSTEM FOR PERFORATION OF CUTTING WELLS |
| RU2470147C1 (en) * | 2011-09-19 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтепромысловые технологии АлойлСервис" | Method of cased well deep perforation |
| RU2689454C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ГОРИЗОНТАЛЬ" | Cased well perforation system |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU19086U1 (en) * | 2001-04-09 | 2001-08-10 | Андреев Владимир Кириллович | DEVICE FOR DEEP PUNCHING OF CUTTING WELLS AND EXECUTIVE PUNCH BODY |
| EP2132404A1 (en) * | 2007-03-26 | 2009-12-16 | Baker Hughes Incorporated | Downhole cutting tool and method |
| RU109208U1 (en) * | 2011-05-05 | 2011-10-10 | Открытое Акционерное Общество Пермский Научно-Исследовательский Технологический Институт (ОАО ПНИТИ) | SYSTEM FOR PERFORATION OF CUTTING WELLS |
| RU2470147C1 (en) * | 2011-09-19 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтепромысловые технологии АлойлСервис" | Method of cased well deep perforation |
| RU2689454C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ГОРИЗОНТАЛЬ" | Cased well perforation system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2250483C (en) | Well system | |
| CA2474998C (en) | Well system | |
| US8839864B2 (en) | Casing cutter | |
| RU2584704C2 (en) | Method and system for control of torque transmission from the rotating equipment | |
| US20140014373A1 (en) | Low Profile Clamp for a Wellbore Tubular | |
| US11060370B2 (en) | Downhole agitator tools, and related methods of use | |
| CN205977150U (en) | Punching cable logging carries technology tubular column in horizontal well coiled tubing | |
| RU2776541C1 (en) | Hydraulic mechanical borehole perforator | |
| RU2624499C1 (en) | Method and system for orientation in wellbore | |
| US11125037B2 (en) | Packer setting and real-time verification method | |
| US20120298366A1 (en) | Well Fishing Method and System | |
| AU2018214015B2 (en) | Formation interface assembly (FIA) | |
| US4317493A (en) | Kelly drive bushing adapter | |
| WO2020086062A1 (en) | Static packer plug | |
| US12146375B1 (en) | Monitoring casing annulus | |
| RU199692U1 (en) | Mechanical Coupling Locator | |
| RU2715482C1 (en) | Assembly of bottom of drill string for drilling of offshoots from horizontal part of uncased well | |
| RU2773827C1 (en) | Downhole centraliser (variants) | |
| RU2719875C1 (en) | Assembly of drill string bottom for drilling of offshoots from horizontal part of uncased well | |
| RU145328U1 (en) | DEVICE FOR SECONDARY OPENING OF LAYERS ON DEPRESSION WITH THE RELEASE OF A PUNCHER UNDER A DEPTH PUMP (OPTIONS) | |
| RU122431U1 (en) | Groove on the trunk of the mechanical packer |