RU2299316C2 - Method and device for deep well perforation - Google Patents
Method and device for deep well perforation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299316C2 RU2299316C2 RU2005112378/03A RU2005112378A RU2299316C2 RU 2299316 C2 RU2299316 C2 RU 2299316C2 RU 2005112378/03 A RU2005112378/03 A RU 2005112378/03A RU 2005112378 A RU2005112378 A RU 2005112378A RU 2299316 C2 RU2299316 C2 RU 2299316C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flexible shaft
- perforation
- module
- cutting tool
- well
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию для создания перфорационных каналов большой протяженности, например, за пределы зоны кольматации, при вторичном вскрытии пластов в скважинах.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to equipment for creating perforation channels of great length, for example, outside the zone of mudding, with the second opening of reservoirs in wells.
Известны способ перфорации обсаженной скважины и устройство для его осуществления, где режущий инструмент устанавливают радиально стенке обсадной трубы, инструменту сообщают вращение и осевую подачу, при которой дополнительно создают усилие сжатия в направлении, обратном направлению сверления. Устройство содержит цилиндрический корпус и гибкую штангу с режущим инструментом, для осевого перемещения штанги служит криволинейная направляющая. Устройство также содержит механизм подачи и механизм вращения штанги, штанга выполнена составной из втулок со сквозными отверстиями и вкладышей, вставленных во втулки с зазором и возможностью предотвращения осевого смещения относительно втулки, каждый вкладыш вставлен одновременно в две соседние втулки, через втулки пропущен трос, подпружиненный упругим элементом сжатия (см., например, пат. РФ N 2109129, 20.04.1998, МКИ Е21В 43/11).A known method of perforation of a cased hole and a device for its implementation, where the cutting tool is installed radially to the wall of the casing, the tool is informed about the rotation and axial feed, which additionally create a compressive force in the direction opposite to the drilling direction. The device comprises a cylindrical body and a flexible rod with a cutting tool, for the axial movement of the rod is a curved guide. The device also contains a feed mechanism and a rod rotation mechanism, the rod is made up of bushings with through holes and bushings inserted into the bushings with a clearance and the possibility of preventing axial displacement relative to the bushings, each liner is inserted simultaneously into two adjacent bushings, an elastic spring loaded cable is passed through the bushings compression element (see, for example, US Pat. RF N 2109129, 04/20/1998, MKI E21B 43/11).
По данному патенту предприняты попытки увеличения глубины и диаметра перфорационного канала.This patent attempts to increase the depth and diameter of the perforation channel.
Недостатком известного решения является сложный технологический процесс, связанный с заменой режущего инструмента, низкий ресурс режущей головки. Кроме того, конструктивные особенности устройства не позволяют создать каналы перфорации необходимой глубины, что ведет к низким эксплуатационным показателям известного способа.A disadvantage of the known solution is the complex technological process associated with the replacement of the cutting tool, low resource of the cutting head. In addition, the design features of the device do not allow you to create channels of perforation of the required depth, which leads to low performance of the known method.
Известно устройство для перфорации скважины, включающее цилиндрический корпус, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, бур в виде полого стержня с фрезой на конце, выполненный в виде составных патрубков с соединительными элементами, которые размещены в кассетах и имеют возможность подачи к узлу подачи бура с помощью делителя, кинематически связанного с валом двигателя через редукторы, узел ориентированного поворота бура, выполненного в виде мальтийских крестов, узел вращения, узел подачи бура к стенке скважины, механизм прижатия корпуса к стенке скважины, часть корпуса с размещенными узлами подачи бура, передачи вращения, ориентированного поворота бура установлена с возможностью полного поворота вокруг центральной оси корпуса, узел промывки для подачи промывочной жидкости в зону разрушения породы буром через его полый стержень (см., например, пат. РФ N 2182961, 27.05.2002, МКИ Е21В 43/11).A device for perforating a well is known, including a cylindrical body, a body suspension in the form of a wireline cable, a drill in the form of a hollow rod with a cutter at the end, made in the form of composite pipes with connecting elements that are placed in cassettes and can be fed to the drill feed unit using a divider kinematically connected to the motor shaft through gearboxes, an assembly of oriented rotation of the drill made in the form of Maltese crosses, a rotation assembly, a drill feed assembly to the borehole wall, a mechanism for pressing to the well wall, part of the housing with the drill feed, rotational transmission, and orientated drill rotation assemblies installed with the possibility of complete rotation around the central axis of the housing, a flushing unit for supplying flushing fluid to the rock destruction zone with the drill through its hollow core (see, for example, Pat. RF N 2182961, 05.27.2002, MKI E21B 43/11).
Устройство позволяет увеличить глубину перфорационного канала. Однако особенности его конструкции обеспечивают выполнение ограниченного количества каналов с небольшим живым сечением, поскольку бур после завершения перфорации оставляют в перфорационном канале.The device allows to increase the depth of the perforation channel. However, the features of its design provide a limited number of channels with a small live section, since the drill is left in the perforation channel after completion of the perforation.
Известен способ перфорации скважины, включающий спуск в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) перфорационного устройства с режущим инструментом на конце гибкого вала, стопорение устройства в стволе скважины в заданном интервале, сверление каналов перфорации режущим инструментом посредством сообщения режущему инструменту вращения и осевого перемещения, подачу рабочей жидкости на механизмы вращения, при этом сверление осуществляют одновременно с промывкой (см, например, пат. РФ N 2190089, 27.09.2002, МКИ Е21В 43/112).A known method of perforation of a well, including a descent into a well on tubing of a perforating device with a cutting tool at the end of a flexible shaft, locking the device in the wellbore in a predetermined interval, drilling perforation channels with a cutting tool by communicating rotation and axial movement to the cutting tool, the supply of working fluid to the rotation mechanisms, while drilling is carried out simultaneously with washing (see, for example, US Pat. RF N 2190089, 09/27/2002, MKI E21B 43/112).
По данному способу обеспечивают повышение эффективности перфорации за счет повышения скорости сверления каналов, уменьшения износа режущего инструмента, сохранения коллекторских свойств пласта.This method provides an increase in the efficiency of perforation by increasing the speed of drilling channels, reducing wear of the cutting tool, preserving the reservoir properties of the formation.
Недостатками способа являются сложность технологического процесса, большие временные затраты, связанные с заменой режущего инструмента, низкая эксплутационная надежность, высокие материальные затраты, отсутствие контроля и управления усилия подачи и перемещения режущего инструмента, снижение проницаемости пор коллектора из-за проникновения фильтрата бурового раствора и поэтому низкий дебит скважины из-за препятствия притока продукции пласта в скважину.The disadvantages of the method are the complexity of the process, the large time involved in replacing the cutting tool, low operational reliability, high material costs, the lack of monitoring and control of the feed and moving forces of the cutting tool, the reduction of pore permeability of the reservoir due to the penetration of the mud filtrate and therefore low well flow rate due to obstruction of the flow of formation products into the well.
Известно устройство для перфорации скважины, включающее корпус, гидравлический контур прижатия перфоратора к стенке скважины, снабженный обратным клапаном и нормально открытым электромагнитным клапаном, гидроцилиндр прижатия, бур, криволинейную направляющую для бура, гидравлический контур подачи бура с гидроцилиндром подачи, механизмом возврата бура, обратным клапаном и нормально открытым электромагнитным клапаном, внутри корпуса размещены электродвигатель с цепью питания и гидронасос, соединенный с подпоршневым пространством гидроцилиндра подачи через гидромагистраль, обратный клапан и нормально открытый электромагнитный клапан - контур подачи шток гидроцилиндра прижатия оснащен пятой с размещенной на нем пружиной и через тягу связан с прижимным рычагом, насос, связанный через гидромагистраль и нормально открытый электромагнитный клапан - контур подачи, с надпоршневым пространством гидроцилиндра подачи, шток насоса выполнен в виде вал-шестерни, шестерня которого расположена в гидроцилиндре подачи, а ее верхняя часть размещена на опоре качения в полости поршня, нижний конец вала имеет пяту с опорой качения и соединен с буром, вал связан с исполнительным штоком, который сочленен с приводным штоком механизма возврата, вал-шестерня через шестерню, центральный вал связана с электродвигателем (см., например, пат. РФ N 2243363, 27.12.2004, МКИ Е21В 43/11).A device for perforating a well is known, including a housing, a hydraulic circuit for pressing the perforator against the wall of the well, equipped with a non-return valve and a normally open solenoid valve, a pressing hydraulic cylinder, a drill, a curved guide rail for the drill, a hydraulic drill feed circuit with a feed hydraulic cylinder, a drill return mechanism, and a check valve and normally open solenoid valve, inside the housing there is an electric motor with a power circuit and a hydraulic pump connected to the piston space the supply cylinder through the hydraulic line, the non-return valve and the normally open solenoid valve - the supply circuit the rod of the compression hydraulic cylinder is equipped with a fifth with a spring placed on it and connected to the pressure lever via a rod, the pump connected through the hydraulic line and the normally open electromagnetic valve - the supply circuit, with a nadporshny space the supply cylinder, the pump rod is made in the form of a pinion shaft, the gear of which is located in the supply cylinder, and its upper part is placed on the rolling support in the piston cavity I, the lower end of the shaft has a heel with a rolling support and is connected to the drill, the shaft is connected to the actuating rod, which is articulated with the drive rod of the return mechanism, the pinion shaft is through the gear, the central shaft is connected to the electric motor (see, for example, Pat. RF N 2243363, 12/27/2004, MKI
Известное устройство работает следующим образом: его спускают в скважину на каротажном кабеле в интервал перфорации, вращают бур, одновременно с закрытием нормально открытого клапана гидравлического контура осуществляяют прижатие устройства к стенке скважины и нагнетание жидкости на поршень, далее подают бур, осуществляют подачу гибкого бура при закрытом электромагнитном клапане второго гидравлического контура, сдавливают гидроаккумулятор, при этом усилие подачи больше усилия, преодолеваемого в гидроаккумуляторе, открывают второй контур, при этом падает давление во втором контуре, выдвигается исполнительный шток и бур возвращается в исходное положение.The known device works as follows: it is lowered into the well on a logging cable in the perforation interval, the drill is rotated, while the normally open valve of the hydraulic circuit is closed, the device is pressed against the wall of the well and the fluid is pumped onto the piston, then the drill is fed, the flexible drill is fed with the drill closed the electromagnetic valve of the second hydraulic circuit, squeeze the accumulator, while the feed force is greater than the force overcome in the accumulator, open the second circuit, while the pressure in the second circuit drops, the actuator rod extends and the drill returns to its original position.
Недостатком известного решения является недостаточная эксплуатационная надежность устройства, низкая эффективность процесса перфорации и невозможность проведения глубокой перфорации, так как длинная шестерня механизма подачи и исполнительный шток механизма возврата постоянно испытывают сжимающие нагрузки, что снижает его устойчивость и ограничивает его применение в устройствах для глубокой перфорации.A disadvantage of the known solution is the insufficient operational reliability of the device, the low efficiency of the perforation process and the inability to conduct deep perforation, since the long gear of the feed mechanism and the actuating rod of the return mechanism constantly experience compressive loads, which reduces its stability and limits its use in devices for deep perforation.
Настоящее изобретение направлено на создание способа глубокой перфорации скважины, например за пределы зоны ее кольматации, и устройства, его реализующего, обеспечивающих упрощение технологического процесса, повышение эффективности перфорации и качества вторичного вскрытия за счет получения каналов фильтрации большой протяженности без разрушения крепи скважины.The present invention is directed to the creation of a method for deep perforation of a well, for example, outside the zone of its mudding, and a device that implements it, providing a simplification of the process, increasing the efficiency of perforation and the quality of secondary opening by obtaining filtration channels of great length without destroying the well support.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа и надежности устройства обеспечением регулируемых усилия подачи и крутящего момента на полый гибкий вал с исключением негативных автоколебательных эффектов, упрощение конструкции устройства, уменьшение его габаритов, увеличение ресурса режущего инструмента за счет усовершенствования системы промывки.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the method and the reliability of the device by providing adjustable feed forces and torque to the hollow flexible shaft with the exception of negative self-oscillating effects, simplifying the design of the device, reducing its dimensions, increasing the life of the cutting tool by improving the washing system.
Необходимый технический результат достигается тем, что способ глубокой перфорации скважины включает спуск в скважину на каротажном кабеле в заданный интервал перфорации устройства с модулем привода его исполнительных узлов в рабочее положение с помощью погружных электродвигателя, гидронасоса и гидросистемы, модулем фиксации устройства к стенке скважины с узлом прижатия, полым гибким валом с режущим инструментом, расположенным в прямолинейном патрубке направляющего канала, заканчивающимся криволинейным отклонителем с кондуктором на его конце, погружным промывочным насосом, связанным с полым гибким валом, и гидроаккумулятором, заполненным воздухом или газом под атмосферным давлением, фиксирование устройства к стенке скважины с помощью соответствующего модуля, перемещение модуля привода устройства к модулю его фиксации с выдвижением вращающегося полого гибкого вала с режущим инструментом из направляющего канала при одновременном преодолении действующего по сечению исполнительного штока гидростатического давления в скважине в гидроаккумуляторе и создания в нем запаса потенциальной энергии, подачу скважинной жидкости промывочным насосом через полую штангу к режущему инструменту по полому гибкому валу, осуществление перфорации скважины с образованием перфорационного канала при осевом перемещении вращающегося полого гибкого вала с усилием подачи, задаваемым усилием перемещения модуля привода с регулированием усилия подачи, возврат полого гибкого вала при завершении перфорации по предусмотренному технологическому циклу в исходное положение путем обратного перемещения модуля привода устройства от модуля его фиксации с использованием запаса энергии в гидроаккумуляторе при поддерживании постоянного усилия фиксации устройства к стенке скважины путем сброса рабочей жидкости из гидросистемы привода и стягивающего узла через жиклер выключенного электромагнитного клапана, расфиксацию устройства в заданной точке перфорации скважины и его установку в другую точку скважины для образования нового перфорационного канала или извлечение устройства из скважины.The required technical result is achieved by the fact that the method of deep hole punching includes a descent into the well on a wireline at a predetermined interval of perforation of the device with a drive module for its actuating units in working position using a submersible electric motor, hydraulic pump and hydraulic system, a module for fixing the device to the wall of the well with a pressure unit a hollow flexible shaft with a cutting tool located in a straight pipe of the guide channel, ending with a curved diverter with a conductor n and its end, with a submersible flushing pump connected to a hollow flexible shaft, and a hydraulic accumulator filled with air or gas under atmospheric pressure, fixing the device to the well wall using the appropriate module, moving the device drive module to its fixing module with the rotating hollow flexible shaft extending with cutting tool from the guide channel while overcoming the hydrostatic pressure in the well in the accumulator acting over the cross section of the actuator rod and creating m of potential energy supply, the supply of the borehole fluid by the flushing pump through the hollow rod to the cutting tool along the hollow flexible shaft, the perforation of the well with the formation of the perforation channel during axial movement of the rotating hollow flexible shaft with a feed force specified by the movement force of the drive module with control of the feed force, return hollow flexible shaft at the completion of perforation in the prescribed technological cycle to its original position by reverse movement of the drive module of the device properties from the module of its fixation using the energy reserve in the accumulator while maintaining a constant force to fix the device to the wall of the well by dumping the working fluid from the drive hydraulic system and the tightening unit through the nozzle of the turned off electromagnetic valve, unlocking the device at a given point of perforation of the well and installing it at another point in the well to form a new perforation channel or to remove the device from the well.
Кроме того:Besides:
при нарушении технологического цикла, засорении перфорационного канала или непредвиденном увеличении усилия подачи полого гибкого вала выше расчетного осуществляют частичный возврат этого вала в направляющий канал, после чего операцию перфорации повторяют;in case of violation of the technological cycle, clogging of the perforation channel or an unexpected increase in the feed force of the hollow flexible shaft above the calculated one, the shaft is partially returned to the guide channel, after which the perforation operation is repeated;
при аварийной ситуации осуществляют возврат полого гибкого вала с режущим инструментом в исходное положение путем разрушения полого гибкого вала за счет натяжения каротажного кабеля;in an emergency, the hollow flexible shaft with the cutting tool is returned to its original position by breaking the hollow flexible shaft due to the tension of the wireline;
каротажный кабель при растяжении приспускают на величину, равную, как минимум, максимальному перемещению полого гибкого вала с режущим инструментом.the tensile logging cable is lowered by an amount equal to at least the maximum movement of the hollow flexible shaft with a cutting tool.
Необходимый технический результат достигается также и тем, что устройство для глубокой перфорации скважины включает:The necessary technical result is also achieved by the fact that the device for deep perforation of the well includes:
модуль привода с погружным электродвигателем, редуктором, имеющим кулачок и шестереночную пару, погружным гидронасосом с гидросистемой, сочлененным с кулачком редуктора, электромагнитным клапаном с жиклером, при этом модуль привода соединен одним концом с каротажным кабелем;a drive module with a submersible motor, a gearbox having a cam and gear pair, a submersible hydraulic pump with a hydraulic system articulated with a gear cam, a solenoid valve with a jet, the drive module being connected at one end to a wireline cable;
модуль фиксации устройства к стенке скважины, соединенный с модулем привода и выполненный с узлом прижатия, направляющим каналом в виде прямолинейного патрубка и криволинейного отклонителя с кондуктором на его конце;a module for fixing the device to the borehole wall, connected to the drive module and made with a pressing unit, a guide channel in the form of a straight pipe and a curved diverter with a conductor at its end;
стягивающий узел, выполненный с цилиндром, соединенным с модулем привода, и поршнем, который через полый плунжер соединен с модулем фиксации;a tightening assembly made with a cylinder connected to the drive module and a piston that is connected through the hollow plunger to the fixing module;
полый гибкий вал, размещенный в направляющем канале модуля фиксации, выполненный в виде многослойных пружин, навитых друг на друга, из которых первый слой от его полости состоит из однозаходной пружины, пропитанной герметиком, а другие слои состоят из многозаходных пружин, выполненных послойно из проволоки разного диаметра, увеличивающейся по диаметру с каждым слоем навивки от первого слоя, при этом полый гибкий вал соединен одной стороной с режущим инструментом, а другой стороной с полой штангой;a hollow flexible shaft located in the guide channel of the fixing module, made in the form of multilayer springs wound on each other, of which the first layer from its cavity consists of a single-spring, impregnated with sealant, and the other layers consist of multi-spring, made in layers from different wires a diameter increasing in diameter with each winding layer from the first layer, wherein the hollow flexible shaft is connected on one side to the cutting tool and on the other side to the hollow rod;
устройство возврата полого гибкого вала в виде гидроаккумулятора с цилиндром, заполненным воздухом или газом под атмосферным давлением, находящимся в среде с гидростатическим давлением и жестко соединенным с исполнительным штоком и через отверстия модуля фиксации соединительными штангами с модулем привода;a hollow flexible shaft return device in the form of a hydraulic accumulator with a cylinder filled with air or gas at atmospheric pressure, located in a medium with hydrostatic pressure and rigidly connected to the actuator rod and through the holes of the fixing module with connecting rods to the drive module;
промывочный насос, ротор которого соединен с одной стороны с модулем привода и с другой стороны через полую штангу со свободным концом полого гибкого вала, при этом ротор расположен по центру корпуса, в пазах которого расположены шиберные пластины, находящиеся под углом 90° относительно друг друга и контактирующие с поверхностью эксцентричной расточки в корпусе, имеющей грушеобразную форму в сечении, перпендикулярном оси ротора, в нижнем торцевом уплотнителе шиберных пластин выполнен паз, расположенный в нагнетательной полости промывочного насоса, соединенной с тороидальной камерой, которая, в свою очередь, гидравлически соединена с отверстием на валу ротора, сопряженным с осевым отверстием ротора, диаметрально нагнетательной камере расположена всасывающая камера, соединенная с всасывающим пазом;a flushing pump, the rotor of which is connected on one side to the drive module and on the other hand through a hollow rod with the free end of the hollow flexible shaft, the rotor being located in the center of the housing, in the grooves of which are sliding plates that are at an angle of 90 ° relative to each other and in contact with the surface of the eccentric bore in the housing, having a pear-shaped cross-section perpendicular to the axis of the rotor, a groove is made in the lower end seal of the gate plates, located in the discharge cavity a pump connected to a toroidal chamber, which, in turn, is hydraulically connected to an opening on the rotor shaft mated to an axial bore of the rotor; a suction chamber connected to the suction groove is located diametrically to the injection chamber;
преобразователь перемещения устройства, соединенный с модулем привода и модулем фиксации устройства к стенке скважины.a device displacement transducer connected to a drive module and a module for fixing the device to the well wall.
Кроме того:Besides:
первый слой однозаходной пружины полого гибкого вала пропитан резиной;the first layer of a single-spring hollow flexible shaft spring is impregnated with rubber;
гидронасос имеет гидравлическую связь через гидромагистраль с жиклером электромагнитного клапана и далее с полостью цилиндра под поршнем и по центральному отверстию полого плунжера с модулем фиксации устройства к стенке скважины;the hydraulic pump has a hydraulic connection through the hydraulic line with the nozzle of the electromagnetic valve and then to the cylinder cavity under the piston and along the central hole of the hollow plunger with the module fixing the device to the well wall;
узел прижатия модуля фиксации устройства к стенке скважины включает стакан, узел его возврата, например пружину, и грибок;the node for pressing the device fixation module to the well wall includes a glass, its return unit, for example, a spring, and a fungus;
устройство дополнительно содержит упоры для устойчивости устройства;the device further comprises stops for the stability of the device;
шиберные пластины промывочного насоса выполнены стальными с резиновым покрытием;the gate plates of the washing pump are made of steel with a rubber coating;
шиберные пластины промывочного насоса выполнены полиуретановыми.the gate plates of the washing pump are made of polyurethane.
На фиг.1 представлен общий вид устройства глубокой перфорации скважин в исходном положении.Figure 1 presents a General view of the device for deep perforation of wells in the initial position.
На фиг.2 представлен полый гибкий вал с режущим инструментом в разрезе.Figure 2 shows a hollow flexible shaft with a cutting tool in section.
На фиг.3 представлен общий вид промывочного насоса.Figure 3 presents a General view of the washing pump.
На фиг.4 показан насос в сечении А-А.Figure 4 shows the pump in cross section AA.
Устройство глубокой перфорации содержит (фиг.1) модуль привода 1, соединенный с каротажным кабелем 2, модуль фиксации устройства к стенке скважины 3, стягивающий узел 4, устройство возврата режущего инструмента 5, погружной промывочный насос 6, полую штангу 7, полый гибкий вал 8 с режущим инструментом 9, преобразователь перемещения устройства 10, соединительные штанги 11, модуль привода 1 содержит расположенные в объеме с рабочей жидкостью и скомпенсированным с гидростатическим давлением скважинной жидкости с помощью компенсатора давления 12, последовательно соединенные электродвигатель 13 с редуктором 14, имеющий кулачок, и шестереночной парой 15, а гидронасос 16 сочленен с кулачком редуктора 14, электромагнитный клапан 17 с жиклером 18, модуль фиксации устройства к стенке скважины 3 содержит узел прижатия 19, включающий стакан 20, узел его возврата 21, например пружину, грибок 22, направляющий канал в виде криволинейного отклонителя 23, связанного с одной стороны с прямолинейным патрубком 24, а с другой - с кондуктором 25, стягивающий узел 4 содержит цилиндр 26, поршень 27, полый плунжер 28, устройство возврата 5 режущего инструмента представляет собой гидроаккумулятор и содержит цилиндр 29, наполненный воздухом с атмосферным давлением и находящймся в среде с гидростатическим давлением, исполнительный шток 30, причем модуль привода 1 соединен с модулем фиксации 3 через стягивающий узел 4, одновременно модуль привода 1 соединен, например, через отверстия модуля фиксации устройства 3 посредством соединительных штанг 11 с цилиндром 29 устройства возврата 5 режущего инструмента, исполнительный шток 30 жестко соединен с модулем фиксации устройства 3, погружной промывочный насос 6 соединен с одной стороны с шестереночной парой 15 и с другой стороны через полую штангу 7 и полый гибкий вал 8 с режущим инструментом 9, полый гибкий вал 8 расположен одновременно в прямолинейном патрубке 24 и в криволинейном отклонителе 23, а режущий инструмент 9 - в кондукторе 25, цилиндр 26 стягивающего узла 4 соединен с модулем привода 1, а поршень 27 через полый плунжер 28 с модулем фиксации 3, преобразователь перемещения устройства 10 соединен с модулем привода 1 и с модулем фиксации 3, выход гидронасоса 16 имеет гидравлическую связь с жиклером 18 электромагнитного клапана 17 и далее с полостью цилиндра 26 под поршнем 27 и по центральному отверстию полого плунжера 28 с узлом прижатия 19. Модуль фиксации устройства 3 содержит упоры 31 для устойчивости устройства.The device for deep perforation contains (Fig. 1) a drive module 1 connected to the logging cable 2, a module for fixing the device to the wall of the well 3, a tightening assembly 4, a return device for the cutting tool 5, a
Полый гибкий вал 8 (фиг.2) с режущим инструментом 9 на его конце выполнен в виде многослойных пружин, навитых друг на друга, причем первый слой 32 состоит из однозаходной пружины, пропитанной герметиком, например резиной, а верхние слои 33 - многозаходные пружины, выполненные послойно из проволоки разного диаметра, увеличивающейся с каждым слоем навивки к периферии, полый гибкий вал 8 имеет на торцах переходники 34, соединенные с одной стороны с полой штангой 7, а с другой - с режущим инструментом 9. Полый гибкий вал обеспечивает необходимый крутящий момент, исключая автоколебательные эффекты, обеспечивая усилие подачи и крутящий момент, выдерживает расчетные осевые сжимающую и растягивающую нагрузки при выдвижении бура и при его затягивании в исходное положение, обеспечивает гибкость при отклонении вала от его осевого расположения в радиальное.The hollow flexible shaft 8 (figure 2) with a
В качестве погружного промывочного насоса 6 (фиг.3, 4) могут быть использованы насосы бесклапанного типа, например шиберный насос или винтовой. Ротор 35 промывочного насоса расположен по центру корпуса 36, в пазах которого расположены шиберные пластины 37, находящиеся под углом 90° относительно друг друга и контактирующие с поверхностью эксцентричной расточки 38 в корпусе 36, имеющей грушеобразную форму в сечении, перпендикулярном оси ротора, и обеспечивающей постоянство расстояния между точками контакта каждой пластины в радиальном направлении в этом сечении. В нижнем торцевом уплотнителе 39 шиберных пластин 37 выполнен паз 40, расположенный в нагнетательной полости 41 насоса, соединенной с тороидальной камерой 42, которая, в свою очередь, гидравлически соединена с отверстием 43 на валу ротора 35, сопряженным с осевым отверстием 44 ротора 35, сопряженного с полой штангой 7. Диаметрально нагнетательной камере 41 расположена всасывающая камера 45, соединенная с всасывающим пазом 46. Шиберные пластины 37 выполнены, например стальными, покрытыми резиной, полиуретановыми и т.п. Такое выполнение промывочного насоса позволит изменить направление потока промывочной жидкости из нагнетательной камеры по центру насоса и далее в полый гибкий вал с режущим инструментом, что обеспечит промывку перфорационного канала и охлаждение режущего инструмента.As a submersible washing pump 6 (FIGS. 3, 4), valveless pumps, for example a vane pump or a screw pump, can be used. The rotor of the
Преобразователь перемещения устройства 10 служит для контроля подачи режущего инструмента и может быть выполнен потенциометрического, индукционного и другого типа.The displacement transducer of the device 10 serves to control the feed of the cutting tool and can be made potentiometric, induction and other types.
Способ глубокой перфорации скважин и устройство для его осуществления работают следующим образом.The method of deep perforation of wells and a device for its implementation are as follows.
Устройство (фиг.1) спускают на каротажном кабеле 2 в скважину в интервал перфорации. Компенсатор давления 12 компенсирует давление в объеме рабочей жидкости гидростатическим давлением скважинной жидкости на этом интервале. По каротажному кабелю 2 передают электрическую энергию с наземного пульта управления на электродвигатель 13 модуля привода 1. Через редуктор 14 с кулачком и шестереночную пару 15 осуществляют вращение ротора 35 погружного промывочного насоса 6 (фиг.3), полой штанги 7 и полого гибкого вала 8 с режущим инструментом 9 на его конце. Одновременно с этим при вращении кулачка редуктора 14 осуществляют нагнетание рабочей жидкости с заданным давлением гидронасосом 16 в гидросистему модуля привода 1. По каротажному кабелю 2 подают напряжение на электромагнитный клапан 17, который запирает гидравлическую систему модуля привода 1 от сброса рабочей жидкости. В результате этого рабочая жидкость из гидросистемы привода поступает в цилиндр 26 под поршень 27 стягивающего узла 4 и через отверстие в полом плунжере 28 к прижимному устройству 19, воздействуя на его стакан 20, который, выдвигаясь, прижимает модуль фиксации 3 к стенке скважины. Для исключения дополнительных усилий при растяжении каротажного кабеля 2 его приспускают на величину, равную, как минимум, максимальному перемещению полого гибкого вала 8 с режущим инструментом 9. Для устойчивости прижатия служат упоры 31. При движении поршня 27 стягивающего узла 4 осуществляют перемещение модуля привода 1 в сторону модуля фиксации устройства к стенке скважины 3. При этом упоры 31 обеспечивают гарантированный зазор между модулем привода 1 и стенкой скважины при его передвижении для исключения трения. Модуль привода 1 через соединительные штанги 11 воздействует на цилиндр 29 устройства возврата 5 режущего инструмента, перемещая цилиндр 29 в сторону, противоположную модулю фиксации 3, т.е. стягивая его с исполнительного штока 30. При этом на цилиндр 29 устройства возврата 5 с атмосферным давлением внутри действует гидростатическое давление скважинной жидкости, которое создает растягивающее усилие в исполнительном штоке 30 и которое меньше заданного усилия, создаваемого в стягивающем узле 4. В результате сближения двух модулей 1 и 3 происходит выдвижение вращающегося полого гибкого вала 8 с режущим инструментом 9 и осуществляют сверлящую перфорацию канала глубокой протяженности. При этом погружной промывочный насос 6 при вращающемся роторе 35 забирает скважинную жидкость через всасывающий паз 46 (на фиг.3 показано стрелкой), которая попадает во всасывающую камеру 45, и шиберными пластинами 37 перемещает ее по эксцентричной расточке 38 корпуса 36 в нагнетательную камеру 41, через паз 40 торцевого уплотнителя 39 жидкость попадает в тороидальную камеру 42 и через боковое отверстие 43 по валу ротора 35 попадает в осевое отверстие 44 ротора 35 и направляет ее в канал вращающейся полой штанги 7, по каналу полого гибкого вал 8 к режущему инструменту 9, охлаждая резцы и очищая перфорационный канал от шлама. В исходном положении полый гибкий вал 8 находится в прямолинейном патрубке 24 и в криволинейном отклонителе 23, а режущий инструмент 9 - в кондукторе 25. При осуществлении подачи режущего инструмента 9 кондуктор 25 обеспечивает его первоначальное направление. Прямолинейный патрубок 24 и криволинейный отклонитель 23 обеспечивают устойчивость полому гибкому валу 8 при его вращение и поступательном (осевом) перемещении. После полного выхода полого гибкого вала 8 с режущим инструментом 9, о чем судят по изменению, например, сопротивления преобразователя перемещения устройства 10, обесточивают электромагнитный клапан 17 модуля привода 1. В результате происходит сброс рабочей жидкости из гидросистемы стягивающего узла 4 через отверстие жиклера 18 электромагнитного клапана 17 в объем рабочей жидкости модуля привода 1 с одновременным падением давления в гидросистеме до заданного в зависимости от величины гидросопротивления в жиклере 18, обеспечивающего раздвижение двух модулей 1 и 3 от усилия, возникающего в устройстве возврата 5 режущего инструмента, с одновременным сохранением усилия прижатия. При этом происходит возврат режущего инструмента 9 в исходное положение, о чем судят по изменению сопротивления преобразователя перемещения устройства 10. После прекращения движения двух модулей 1 и 3 и возвращения режущего инструмента 9 в исходное положение падает давление в гидросистеме всего устройства. В результате происходит возврат стакана 20 устройства возврата 5 в исходное положение под действием узла возврата 21, например пружины, который упирается с одной стороны в стакан 20, а с другой стороны в грибок 22, который жестко соединен с корпусом модуля фиксации 3. В процессе сверления перфорационного канала возможно его засорение частицами выбуренной породы, что определяется уменьшением скорости проходки и увеличением нагрузки на электродвигатель 13 выше заданной, что определяют на наземном пульте управления. При этом обстоятельстве осуществляют частичный возврат режущего инструмента 9 при прижатом к стенке скважины модуле фиксации 3 путем кратковременного обесточивания электромагнитного клапана при работающем модуле привода 1.The device (figure 1) is lowered on a wireline 2 into the well in the perforation interval. The pressure compensator 12 compensates for the pressure in the volume of the working fluid by the hydrostatic pressure of the borehole fluid in this interval. The logging cable 2 transfers electric energy from the ground control panel to the motor 13 of the drive module 1. Through the gearbox 14 with a cam and gear pair 15, the
В случае аварийной ситуации, например выхода из строя элементов модуля привода 1, каротажного кабеля 2 и т.п., также обесточивают электромагнитный клапан 17 и под действием устройства возврата 5 производят возврат режущего инструмента 9 в исходное положение.In the event of an emergency, for example, failure of the elements of the drive module 1, wireline cable 2, etc., the electromagnetic valve 17 is also de-energized and the
В случае аварийного заклинивания режущего инструмента 9 в перфорационном канале и невозможности его возврата в устройство возврата 5 натяжением каротажного кабеля срезают полый гибкий вал 8 с режущим инструментом 9, который остается в стенке скважины.In case of emergency jamming of the
После производства перфорационного канала по заданному технологическому циклу осуществляют установку устройства в другую точку скважины для образования нового перфорационного канала или извлечения устройства из скважины.After the production of the perforation channel according to a given technological cycle, the device is installed at another point in the well to form a new perforation channel or to remove the device from the well.
Claims (23)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005112378/03A RU2299316C2 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Method and device for deep well perforation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005112378/03A RU2299316C2 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Method and device for deep well perforation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005112378A RU2005112378A (en) | 2006-11-10 |
| RU2299316C2 true RU2299316C2 (en) | 2007-05-20 |
Family
ID=37500359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005112378/03A RU2299316C2 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Method and device for deep well perforation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2299316C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2382876C1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-02-27 | Петр Олегович Александров | Cased string perforation device |
| RU2457318C2 (en) * | 2010-09-20 | 2012-07-27 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Method for secondary drilling of productive formation with creation of system from extended drain channels and device for its implementation |
| WO2014081957A1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | Schlumberger Canada Limited | Downhole tool anchoring system |
| RU2559985C2 (en) * | 2013-10-31 | 2015-08-20 | Юлий Андреевич Гуторов | Method of putting into operation of productive reservoirs in wells at the late stage of development |
| RU2745088C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-03-19 | Георгий Николаевич Филиди | Device for deep well perforation |
| RU2746398C1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-04-13 | Артём Аркадьевич Горбунов | Method for creating cased perforation channel in productive formation of oil or gas cased well |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU831947A1 (en) * | 1979-03-26 | 1981-05-23 | Северо-Кавказский Государственный Научно- Исследовательский И Проектный Институт Неф-Тяной Промышленности | Hydraulic perforator |
| US4640362A (en) * | 1985-04-09 | 1987-02-03 | Schellstede Herman J | Well penetration apparatus and method |
| SU1620617A1 (en) * | 1987-08-12 | 1991-01-15 | Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения | Hydraulic perforator |
| RU2190089C1 (en) * | 2001-04-09 | 2002-09-27 | Андреев Владимир Кириллович | Process of deep perforation of cased wells |
| RU2236564C1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-09-20 | Андреев Владимир Кириллович | Device for deep perforation of cased well |
-
2005
- 2005-04-26 RU RU2005112378/03A patent/RU2299316C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU831947A1 (en) * | 1979-03-26 | 1981-05-23 | Северо-Кавказский Государственный Научно- Исследовательский И Проектный Институт Неф-Тяной Промышленности | Hydraulic perforator |
| US4640362A (en) * | 1985-04-09 | 1987-02-03 | Schellstede Herman J | Well penetration apparatus and method |
| SU1620617A1 (en) * | 1987-08-12 | 1991-01-15 | Сургутское отделение Западно-Сибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения | Hydraulic perforator |
| RU2190089C1 (en) * | 2001-04-09 | 2002-09-27 | Андреев Владимир Кириллович | Process of deep perforation of cased wells |
| RU2236564C1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-09-20 | Андреев Владимир Кириллович | Device for deep perforation of cased well |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2382876C1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-02-27 | Петр Олегович Александров | Cased string perforation device |
| RU2457318C2 (en) * | 2010-09-20 | 2012-07-27 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Method for secondary drilling of productive formation with creation of system from extended drain channels and device for its implementation |
| WO2014081957A1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | Schlumberger Canada Limited | Downhole tool anchoring system |
| US10392902B2 (en) | 2012-11-21 | 2019-08-27 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole tool anchoring system |
| RU2559985C2 (en) * | 2013-10-31 | 2015-08-20 | Юлий Андреевич Гуторов | Method of putting into operation of productive reservoirs in wells at the late stage of development |
| RU2746398C1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-04-13 | Артём Аркадьевич Горбунов | Method for creating cased perforation channel in productive formation of oil or gas cased well |
| RU2745088C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-03-19 | Георгий Николаевич Филиди | Device for deep well perforation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005112378A (en) | 2006-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10012023B2 (en) | Rotatable wireline tool of enhanced hydraulic drive consistency | |
| CA2707077C (en) | Apparatus and method for a hydraulic diaphragm downhole mud motor | |
| US20100116508A1 (en) | Hydraulic Pump-Drive Downhole Fluids Pump With Linear Driver | |
| US6712158B2 (en) | Apparatus and method for coring and/or drilling | |
| RU2412325C2 (en) | Procedure, unit and system for drilling and completion of well in half of round-trip | |
| WO1995028546A1 (en) | Milling apparatus and method for well casing | |
| WO2004092544A2 (en) | Method and apparatus for increasing drilling capacity and removing cuttings when drilling with coiled tubing | |
| US12247466B2 (en) | Downhole tool and method for perforating a downhole tubular | |
| RU2299316C2 (en) | Method and device for deep well perforation | |
| US11795770B2 (en) | Tool trap system | |
| WO2012069858A2 (en) | Downhole drilling tool and bearing assembly | |
| RU2243363C2 (en) | Drilling perforator | |
| RU2436937C1 (en) | Perforator for making channels in cased well | |
| RU2457318C2 (en) | Method for secondary drilling of productive formation with creation of system from extended drain channels and device for its implementation | |
| RU2298644C1 (en) | Method and device for deep drill well perforation | |
| EA019699B1 (en) | Method for secondary drilling of productive formation with creation of system of extended drain channels and device for its implementation | |
| RU2230183C1 (en) | Device for perforation of cased well (variants) | |
| RU2236564C1 (en) | Device for deep perforation of cased well | |
| RU2719901C1 (en) | Hydromechanical piercing perforator | |
| WO2022233933A1 (en) | Mechanical perforation tool system | |
| US20250264001A1 (en) | Downhole injection tool and method for injecting a fluid in an annulus surrounding a downhole tubular | |
| RU2745088C1 (en) | Device for deep well perforation | |
| RU2202035C2 (en) | Downhole drift for pipes | |
| RU2392420C2 (en) | Device for radial stratum opening | |
| RU2336411C1 (en) | Reservoir perforation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140427 |