RU230919U1

RU230919U1 - HYDROMECHANICAL SLOT PERFORATOR

Info

Publication number: RU230919U1
Application number: RU2024117633U
Authority: RU
Inventors: Фарит Гарифович Абдуллин; Сергей Викторович Голов; Анатолий Евгеньевич Лынов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Комплексные нефтегазовые технологии"
Filing date: 2024-06-26
Publication date: 2024-12-24

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к области бурения и эксплуатации скважин, и может быть использована для вскрытия продуктивных пластов путем гидромеханической щелевой перфорации и прорезки продольных перфорационных щелей в обсадной колонне, цементном камне и горной породе при вторичном вскрытии продуктивных горизонтов как в обсаженных, так и в необсаженных скважинах. Перфоратор содержит корпус с установленным переливным клапаном, в нижней части корпуса установлен верхний гидроцилиндр, содержащий поршень, в нижней части верхнего гидроцилиндра установлен нижний гидроцилиндр, к нижней части которого на резьбовом соединении установлен режущий узел, представленный коромыслом, содержащим накатные диски. Во внутреннюю часть поршня установлен полый шток с поршнем-толкателем, содержащим центральный промывочный канал и по меньшей мере два боковых канала, в нижней части которых размещены гидромониторные насадки. Шток в нижней части перфорирован отверстиями. На внешней поверхности штока установлен фильтроэлемент, выполненный из профилированной проволоки треугольного сечения, намотанной по спирали и приваренной в месте контакта к продольным поддерживающим стрингерам. Зазор между соседними витками профилированной проволоки меньше, чем отверстия в гидромониторных насадках, и обеспечивает проход промывочной жидкости из отверстий штока через фильтроэлемент к гидромониторным насадкам. Основание треугольного профиля проволоки обращено к отверстиям. Обеспечивается повышение вероятности безотказной работы перфоратора за счет предотвращения попадания механических примесей во внутреннюю полость перфоратора. 3 ил.

The utility model relates to the oil industry, namely to the field of drilling and well operation, and can be used to open productive formations by hydromechanical slot perforation and cutting longitudinal perforation slots in a casing column, cement stone and rock during secondary opening of productive horizons both in cased and uncased wells. The perforator comprises a housing with an installed overflow valve, an upper hydraulic cylinder containing a piston is installed in the lower part of the housing, a lower hydraulic cylinder is installed in the lower part of the upper hydraulic cylinder, to the lower part of which a cutting unit is installed on a threaded connection, represented by a rocker containing knurled disks. A hollow rod with a piston-pusher is installed in the inner part of the piston, containing a central flushing channel and at least two side channels, in the lower part of which hydromonitor nozzles are located. The rod is perforated with holes in the lower part. A filter element made of profiled wire of triangular cross-section, wound in a spiral and welded at the point of contact to the longitudinal supporting stringers, is installed on the outer surface of the rod. The gap between adjacent turns of the profiled wire is smaller than the openings in the hydromonitor nozzles and ensures the passage of flushing fluid from the rod openings through the filter element to the hydromonitor nozzles. The base of the triangular wire profile faces the openings. This increases the probability of failure-free operation of the perforator by preventing mechanical impurities from entering the internal cavity of the perforator. 3 fig.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к области бурения и эксплуатации скважин, и может быть использована для вскрытия продуктивных пластов путем гидромеханической щелевой перфорации и прорезки продольных перфорационных щелей в обсадной колонне, цементном камне и горной породе при вторичном вскрытии продуктивных горизонтов как в обсаженных, так и в необсаженных скважинах.The utility model relates to the oil industry, namely to the field of drilling and well operation, and can be used to open productive formations by means of hydromechanical slot perforation and cutting longitudinal perforation slots in a casing column, cement stone and rock during secondary opening of productive horizons in both cased and uncased wells.

Из существующего уровня техники известно множество устройств для щелевой перфорации обсадных колонн.From the existing level of technology, many devices for slot perforation of casing columns are known.

Известно устройство для щелевой перфорации обсадной колонны, состоящее из режущего узла, включающего выдвижной накатной ролик с формообразующей поверхностью, гидромониторного канала и гидравлического канала, расположенного над режущим узлом и направленного на стенку скважины, а также опорных роликов, расположенных с противоположной стороны от накатного ролика (патент РФ №2039220 от 1995 г).A device for slot perforation of a casing column is known, consisting of a cutting unit including a retractable knurled roller with a shaping surface, a hydraulic monitor channel and a hydraulic channel located above the cutting unit and directed toward the well wall, as well as support rollers located on the opposite side from the knurled roller (RU Patent No. 2039220 from 1995).

Известен гидромеханический скважинный перфоратор (патент РФ №2230182 от 2004 г.), содержащий составной корпус, выдвижной режущий инструмент в виде накатного ролика, установленного на направляющих, механизм подачи режущего инструмента, циркуляционный клапан и гидромониторную насадку, причем в накатном ролике выполнены на режущей кромке радиальные канавки, расположенные по окружности, а входная кромка канала гидромониторной насадки выполнена с кривизной, радиус которой равен толщине ее стенки.A hydromechanical well drill is known (RU Patent No. 2230182 of 2004) comprising a composite body, a retractable cutting tool in the form of a knurled roller mounted on guides, a cutting tool feed mechanism, a circulation valve and a hydromonitor attachment, wherein radial grooves are made on the cutting edge of the knurled roller, located along the circumference, and the input edge of the channel of the hydromonitor attachment is made with a curvature, the radius of which is equal to the thickness of its wall.

Известен перфоратор гидромеханический щелевой, (патент РФ №2249678 от 2003 г.) содержащий корпус, размещенный в нем поршень-толкатель и выдвижной режущий инструмент в виде установленного на оси режущего диска с механизмом его выдвижения. Согласно изобретению, перфоратор снабжен дополнительным режущим диском, смонтированным на дополнительной оси с возможностью выполнения режущими дисками двух диаметрально расположенных щелей в колонне. Механизм выдвижения дисков включает смонтированное на центральной оси коромысло, в плечах которого в отверстиях установлены оси режущих дисков. Коромысло выполнено с возможностью поворота при перемещении поршня-толкателя.A hydromechanical slot perforator is known (RU Patent No. 2249678 of 2003) comprising a housing, a piston-pusher placed in it and a retractable cutting tool in the form of a cutting disk mounted on an axis with a mechanism for its extension. According to the invention, the perforator is equipped with an additional cutting disk mounted on an additional axis with the possibility of making two diametrically located slots in the column with the cutting disks. The mechanism for extending the disks includes a rocker mounted on the central axis, in the arms of which the axes of the cutting disks are installed in the holes. The rocker is made with the possibility of rotation when moving the piston-pusher.

Известен гидромеханический щелевой перфоратор (патент РФ №2205941 от 2003 г.), содержащий корпус, два подпружиненных поршня с уплотнениями и режущий узел. Один из поршней выполнен в одном блоке с консолью. Консоль имеет промывочный канал. Поршни разделены сальником с уплотнениями и соединены полым штоком. Шток в нижней части имеет отверстия для обеспечения циркуляции жидкости через гидромониторную насадку, расположенную на консоли. Режущий узел включает выдвижной накатный ролик, соединенный с консолью кулисой, несущей его ось. Устройство снабжено скользящей опорой, выполненной как часть цилиндра. Его ось параллельна оси перфоратора, а его диаметр равен внутреннему диаметру обсадной трубы. Опора совмещена в одном блоке с отклоняющим клином, расположенным в ее нижней части. Клин состоит из двух наклонных к оси перфоратора плоскостей с твердосплавными вставками. Вставки контактируют с расположенными по обе стороны от накатного ролика кулисами с кольцевыми уплотнениями. Между плоскостями имеется паз для движения накатного ролика. В верхней части скользящей опоры в одном блоке с ней выполнена дополнительная опора для консоли, которая имеет отверстие, совмещенное в транспортном положении с промывочным каналом консоли. В верхней и нижней части скользящей опоры имеются выступы для крепления ее в корпусе с помощью верхней и нижней вставок, зажимаемых одной нижней гайкой. Верхняя вставка имеет паз для размещения консоли. В нижней части корпуса выполнено прямоугольное сквозное отверстие с параллельными оси перфоратора стенками. В отверстии установлена скользящая опора с кулисами и накатным роликом. Для возвращения в исходное положение накатного ролика с обеих сторон скользящей опоры установлены две пластины с пазами, параллельными плоскостям отклоняющего клина, в которых размещены выступы оси накатного ролика. Поршни и сальник снабжены кольцевыми пазами для размещения антикоррозийной смазки. Они расположены между уплотнениями. В поршнях нижняя грань паза выполнена в виде усеченного конуса меньшим основанием вверх, а в сальнике - меньшим основанием вниз. Нижняя часть полого штока выполнена в виде фильтра с диаметром отверстий меньшим диаметра гидромониторной насадки. В верхней части корпуса перфоратора имеются отверстия, расположенные в одной плоскости. Они соединяют его внутреннее и внешнее пространство и перекрываются в транспортном положении поршнем. Поршень зафиксирован относительно корпуса срезным элементом, расположенным в одном из отверстий. Верхнее уплотнение поршня расположено над отверстиями в корпусе перфоратора, а нижнее - под отверстиями в корпусе этого поршня.A hydromechanical slot perforator is known (RU Patent No. 2205941 of 2003) comprising a housing, two spring-loaded pistons with seals and a cutting unit. One of the pistons is made in one block with a console. The console has a flushing channel. The pistons are separated by a gland with seals and connected by a hollow rod. The rod has openings in the lower part to ensure the circulation of liquid through a hydraulic monitor nozzle located on the console. The cutting unit includes a retractable knurling roller connected to the console by a link bearing its axis. The device is equipped with a sliding support made as part of the cylinder. Its axis is parallel to the axis of the perforator, and its diameter is equal to the internal diameter of the casing pipe. The support is combined in one block with a deflecting wedge located in its lower part. The wedge consists of two planes inclined to the axis of the perforator with hard-alloy inserts. The inserts contact the links with ring seals located on both sides of the knurling roller. Between the planes there is a groove for the movement of the knurling roller. In the upper part of the sliding support, in one block with it, an additional support for the console is made, which has an opening combined in the transport position with the flushing channel of the console. In the upper and lower parts of the sliding support there are projections for fixing it in the housing with the help of the upper and lower inserts clamped with one lower nut. The upper insert has a groove for placing the console. In the lower part of the housing there is a rectangular through hole with walls parallel to the axis of the perforator. A sliding support with links and a knurling roller is installed in the hole. To return the knurling roller to its initial position, two plates with grooves parallel to the planes of the deflecting wedge are installed on both sides of the sliding support, in which the projections of the knurling roller axis are placed. The pistons and the gland are provided with annular grooves for placing anti-corrosion grease. They are located between the seals. In the pistons, the lower edge of the groove is made in the form of a truncated cone with a smaller base upwards, and in the gland - with a smaller base downwards. The lower part of the hollow rod is made in the form of a filter with a hole diameter smaller than the diameter of the hydraulic monitor nozzle. In the upper part of the perforator body there are holes located in the same plane. They connect its internal and external space and are covered in the transport position by the piston. The piston is fixed relative to the body by a shear element located in one of the holes. The upper piston seal is located above the holes in the perforator body, and the lower one is under the holes in the body of this piston.

Известен гидромеханический щелевой перфоратор (патент РФ №2495233) включающий корпус, расположенные в нем поршень-толкатель и режущий узел, установленный с возможностью выдвигания из корпуса при перемещении поршня-толкателя, по меньшей мере, одну гидромониторную насадку и промывочный узел, включающий фильтр, соединенный с корпусом промывочного узла, имеющий рабочие каналы и осевой канал с посадочным гнездом для шара. Рабочие каналы сообщают полость между фильтром и корпусом промывочного узла с надпоршневой полостью корпуса перфоратора. Корпус промывочного узла выполнен с радиальными каналами, соединенными с осевым каналом и сообщенными с затрубным пространством посредством кольцевой проточки на внешней поверхности корпуса промывочного узла и сообщенными с ней радиальными каналами, выполненными в корпусе перфоратора, охватывающем корпус промывочного узла.A hydromechanical slot perforator is known (RU Patent No. 2495233) comprising a housing, a piston-pusher and a cutting unit located therein, installed with the possibility of being extended from the housing when the piston-pusher moves, at least one hydromonitor nozzle and a flushing unit, including a filter connected to the housing of the flushing unit, having working channels and an axial channel with a seat for a ball. The working channels communicate the cavity between the filter and the housing of the flushing unit with the above-piston cavity of the perforator housing. The housing of the flushing unit is made with radial channels connected to the axial channel and communicated with the annular space by means of an annular groove on the outer surface of the housing of the flushing unit and communicated with it by radial channels made in the housing of the perforator, enveloping the housing of the flushing unit.

Известен щелевой гидромеханический перфоратор (патент РФ №141753), принятый за прототип, содержащий поршень-толкатель, режущую секцию, которая включает рабочий поршень с выдвижным режущим инструментом в виде установленного на оси режущего диска с механизмом его выдвижения, выполненным с возможностью взаимодействия с отклоняющим клином, рабочий поршень установлен в рабочем цилиндре, в стенке которого выполнен сквозной продольный вырез напротив режущего диска, режущие секции установлены друг за другом, их рабочие поршни размещены с возможностью осевого перемещения под действием поршня-толкателя в одном направлении и под действием возвратной пружины в обратном, между поршнем толкателем и рабочим поршнем установлена подвижная в осевом направлении втулка, центральное несквозное отверстие которой соединено с боковыми каналами, напротив боковых каналов в рабочем поршне выполнены пазы, в которые входят гидромониторные насадки, закрепленные в боковых каналах подвижной втулки, предотвращающие ее радиальное перемещение, причем в центральном отверстии подвижной втулки установлен фильтр промывочной жидкости. Гидромониторные насадки установлены в боковых каналах на резьбе. На выступающей поверхности каждой гидромониторной насадки выполнены шлицы под отвертку или ключ. Фильтр выполнен в виде перфорированной трубки, с одной стороны которой выполнен кольцевой выступ. Центральное отверстие подвижной втулки выполнено ступенчатым с кольцевой расточкой со стороны торца, в которую входит кольцевой выступ фильтра. Наружный диаметр фильтра меньше диаметра центрального отверстия. На кольцевом выступе фильтра выполнены пазы. Наружная поверхность втулки уплотнена относительно внутренней поверхности рабочего поршня.A slotted hydromechanical perforator is known (RU Patent No. 141753), adopted as a prototype, containing a piston-pusher, a cutting section, which includes a working piston with a retractable cutting tool in the form of a cutting disk mounted on an axis with a mechanism for its extension, made with the possibility of interaction with a deflection wedge, the working piston is installed in a working cylinder, in the wall of which a through longitudinal cutout is made opposite the cutting disk, the cutting sections are installed one after another, their working pistons are arranged with the possibility of axial movement under the action of the piston-pusher in one direction and under the action of a return spring in the opposite direction, between the piston-pusher and the working piston a sleeve movable in the axial direction is installed, the central blind hole of which is connected to the side channels, opposite the side channels in the working piston there are grooves made into which hydromonitor nozzles enter, fixed in the side channels of the movable sleeve, preventing its radial movement, wherein A flushing liquid filter is installed in the central opening of the movable sleeve. The jet nozzles are installed in the side channels on the thread. On the protruding surface of each jet nozzle there are slots for a screwdriver or a key. The filter is made in the form of a perforated tube, on one side of which there is an annular projection. The central opening of the movable sleeve is made stepped with an annular bore on the end side, into which the annular projection of the filter enters. The outer diameter of the filter is smaller than the diameter of the central opening. Grooves are made on the annular projection of the filter. The outer surface of the sleeve is sealed relative to the inner surface of the working piston.

Общим недостатком приведенных устройств является высокая вероятность нарушения работы перфоратора вследствие засорения внутренней полости и гидромониторных насадок механическими примесями, находящимися в промывочной жидкости.A common disadvantage of the above devices is the high probability of disruption of the hammer drill operation due to clogging of the internal cavity and hydraulic nozzles with mechanical impurities found in the washing liquid.

Технический результат, который обеспечивает предложенная полезная модель - повышение вероятности безотказной работы перфоратора за счет предотвращения попадания механических примесей во внутреннюю полость перфоратора.The technical result provided by the proposed utility model is an increase in the probability of failure-free operation of the perforator by preventing mechanical impurities from entering the internal cavity of the perforator.

Поставленная задача решается за счет перфоратора гидромеханического щелевого, содержащего корпус, с установленным переливным клапаном, в нижней части корпуса установлен верхний гидроцилиндр, содержащий поршень, в нижней части верхнего гидроцилиндра установлен нижний гидроцилиндр, к нижней части которого на резьбовом соединении установлен режущий узел, представленный коромыслом, содержащим накатные диски, во внутреннюю часть поршня установлен полый шток с поршнем-толкателем, содержащим центральный промывочный канал и по меньшей мере два боковых канала, в нижней части которых размещены гидромониторные насадки, шток в нижней части перфорирован отверстиями, на внешней поверхности штока установлен фильтроэлемент, выполненный из профилированной проволоки треугольного сечения, намотанной по спирали и приваренной в месте контакта к продольным поддерживающим стрингерам, причем зазор между соседними витками профилированной проволоки меньше, чем отверстия в гидромониторных насадках, и обеспечивает проход промывочной жидкости из отверстий штока через фильтроэлемент к гидромониторным насадкам, а основание треугольного профиля проволоки обращено к отверстиям.The stated problem is solved by means of a hydromechanical slot perforator comprising a housing with an installed overflow valve, an upper hydraulic cylinder containing a piston is installed in the lower part of the housing, a lower hydraulic cylinder is installed in the lower part of the upper hydraulic cylinder, to the lower part of which a cutting unit is installed on a threaded connection, represented by a rocker containing knurled disks, a hollow rod with a piston-pusher is installed in the inner part of the piston, containing a central flushing channel and at least two side channels, in the lower part of which hydromonitor nozzles are located, the rod in the lower part is perforated with holes, a filter element is installed on the outer surface of the rod, made of profiled wire of triangular cross-section, wound in a spiral and welded at the point of contact to longitudinal supporting stringers, wherein the gap between adjacent turns of the profiled wire is smaller than the holes in the hydromonitor nozzles, and ensures the passage of flushing fluid from the rod holes through the filter element to the hydromonitor nozzles, and the base of the triangular wire profile faces the holes.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3.The essence of the utility model is explained in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3.

На фиг. 1 приведен разрез перфоратора гидромеханического щелевого.In fig. Figure 1 shows a cross-section of a hydromechanical slotted perforator.

На фиг. 2 приведен общий вид фильтроэлемента.Fig. 2 shows a general view of the filter element.

На фиг. 3 приведено увеличенное изображение фильтроэлемента.Fig. 3 shows an enlarged image of the filter element.

Перфоратор гидромеханический щелевой (фиг. 1) содержит корпус 1 с выполненной резьбой для соединения с колонной насосно-компрессорных труб. Внутри корпуса с возможностью осевого перемещения установлен переливной клапан 2. Для предотвращения преждевременного осевого перемещения переливного клапана 2 в корпусе 1 расположены по меньшей мере два срезных штифта 3, выполненных из пластичного материала, например алюминия или латуни. К нижней части корпуса 1 на резьбовом соединении устанавливается верхний гидроцилиндр 4. Внутри верхнего гидроцилиндра 4 установлен с возможностью осевого перемещения поршень 5, во внутреннюю часть поршня 5 на резьбовом соединении установлен полый шток 6 с поршнем-толкателем 7.The hydromechanical slot perforator (Fig. 1) comprises a housing 1 with a thread made for connection to a column of pump and compressor pipes. An overflow valve 2 is installed inside the housing with the possibility of axial movement. In order to prevent premature axial movement of the overflow valve 2, at least two shear pins 3 made of a plastic material, for example, aluminum or brass, are located in the housing 1. An upper hydraulic cylinder 4 is installed to the lower part of the housing 1 on a threaded connection. A piston 5 is installed inside the upper hydraulic cylinder 4 with the possibility of axial movement, a hollow rod 6 with a piston-pusher 7 is installed in the inner part of the piston 5 on a threaded connection.

В нижнюю часть верхнего гидроцилиндра 4 на резьбовом соединении установлен нижний гидроцилиндр 8. Во внутреннюю полость нижнего гидроцилиндра 8 установлена опора 9, предназначенная для герметизации полостей между верхним 4 и нижним 8 гидроцилиндром. Между верхним торцом опоры 9 и нижним торцом поршня 5 установлена пружина сжатия 10, предназначенная для начального поджатия поршня 5 к торцу корпуса 1.The lower hydraulic cylinder 8 is installed in the lower part of the upper hydraulic cylinder 4 on a threaded connection. A support 9 is installed in the internal cavity of the lower hydraulic cylinder 8, intended for sealing the cavities between the upper 4 and lower 8 hydraulic cylinders. Between the upper end of the support 9 and the lower end of the piston 5, a compression spring 10 is installed, intended for the initial pressing of the piston 5 to the end of the housing 1.

Во внутренней полости штока 6 расположено седло 11 для посадки шара 12, перекрывающего центральный промывочный канал 13 поршня-толкателя 7. Нижняя часть поршня-толкателя 7 выполнена в виде клиновой вилки. Верхняя часть пружины растяжения 14 зафиксирована от перемещения относительно верхнего гидроцилиндра 4, нижняя часть пружины 14 жестко связана с верхним торцом поршня-толкателя 7.In the internal cavity of the rod 6 there is a seat 11 for seating the ball 12, which closes the central flushing channel 13 of the piston-pusher 7. The lower part of the piston-pusher 7 is made in the form of a wedge fork. The upper part of the extension spring 14 is fixed from movement relative to the upper hydraulic cylinder 4, the lower part of the spring 14 is rigidly connected to the upper end of the piston-pusher 7.

Поршень-толкатель 7 помимо центрального промывочного канала 13 содержит по меньшей мере два боковых канала 15, в нижней части которых размещены гидромониторные насадки 16.The piston-pusher 7, in addition to the central flushing channel 13, contains at least two side channels 15, in the lower part of which hydromonitor nozzles 16 are located.

На внешней поверхности штока 6 установлен фильтроэлемент 17, выполненный из профилированной проволоки треугольного сечения 18, намотанной по спирали и приваренной в месте контакта к продольным поддерживающим стрингерам 19. Шаг намотки профилированной проволоки подобран таким образом, чтобы зазор между соседними витками 6 был меньше, чем отверстия в гидромониторных насадках 16.On the outer surface of the rod 6, a filter element 17 is installed, made of profiled wire of triangular cross-section 18, wound in a spiral and welded at the point of contact to the longitudinal supporting stringers 19. The winding pitch of the profiled wire is selected in such a way that the gap between adjacent turns 6 is smaller than the openings in the hydromonitor nozzles 16.

Нижняя часть штока 6 перфорирована отверстиями 20, обеспечивая проход промывочной жидкости через фильтроэлемент 17 к гидромониторным насадкам 16. Основание треугольного профиля проволоки обращено к отверстиям 20, обеспечивая тем самым фильтрацию промывочной жидкости по направлению изнутри полости штока 6 наружу.The lower part of the rod 6 is perforated with holes 20, ensuring the passage of the flushing liquid through the filter element 17 to the hydromonitor nozzles 16. The base of the triangular profile of the wire faces the holes 20, thereby ensuring the filtration of the flushing liquid in the direction from the inside of the cavity of the rod 6 to the outside.

К нижней части нижнего гидроцилиндра 8 на резьбовом соединении установлен режущий узел 21. Режущий узел представлен коромыслом 22 в виде двух фигурных пластин, между которыми на осях 23 расположены накатные диски 24. Коромысло 22 установлено в режущем узле 21 на центральной оси 25. Накатные диски 24 расположены на разном расстоянии от центральной оси 25, длина плеча коромысла L₂ до оси верхнего накатного диска меньше, чем длин плеча коромысла L₁ до оси нижнего накатного диска. Коромысло 22 в верхней части контактирует с нижней частью поршня-толкателя 7, выполненной в виде клиновой вилки.A cutting unit 21 is installed on the lower part of the lower hydraulic cylinder 8 on a threaded connection. The cutting unit is represented by a rocker arm 22 in the form of two shaped plates, between which, on axes 23, knurling disks 24 are located. The rocker arm 22 is installed in the cutting unit 21 on the central axis 25. The knurling disks 24 are located at different distances from the central axis 25, the length of the rocker arm L ₂ to the axis of the upper knurling disk is less than the length of the rocker arm L ₁ to the axis of the lower knurling disk. The rocker arm 22 in the upper part contacts the lower part of the piston-pusher 7, made in the form of a wedge fork.

Перфоратор гидромеханический щелевой работает следующим образом.The hydromechanical slot hammer drill operates as follows.

Перфоратор на устье скважины свинчивают с колонной насосно-компрессорных труб (не показаны) и спускают в скважину на глубину интервала перфорации. Во время спуска перфоратора, а также после его дохождения до интервала перфорации производится прямая промывка ствола скважины через центральный промывочный канал 13. Далее во внутреннюю полость насосно-компрессорных труб сбрасывается шар 12, который попадает в седло 11 и герметизирует пространство над шаром относительно пространства под шаром. Во внутренней полости насосно-компрессорных труб создается избыточное давление, рабочая жидкость воздействует на поршень 5, который через полый шток 6 приводит в движение поршень-толкатель 7. Во время перемещения поршня-толкателя 7 происходит сжатие пружины 10 и растяжение пружины 14. Поршень-толкатель 7 перемещаясь вдоль оси перфоратора своей нижней частью, выполненной в форме клиновой вилки, поворачивает коромысло 22 вокруг своей оси 25, что приводит к выдвижению расположенных на осях 23 накатных дисков 24. Накатные диски 24 выдвигаются до касания со стенкой эксплуатационной колонны (не показана). Далее производится повышение давления во внутренней полости насосно-компрессорных труб, что увеличивает удельное давление накатных дисков 24 на стенку эксплуатационной колонны. Формирование сквозных щелей в стенке эксплуатационной колонны происходит с помощью перемещения перфоратора вверх и вниз относительно стенки эксплуатационной колонны. После выполнения щелей в стенке эксплуатационной колонны давление во внутренней полости насосно-компрессорных труб поднимается, промывочная жидкость поступает через отверстия 20 в полом штоке 6, проходит через фильтроэлемент 17, на поверхности которого происходит отделение механических примесей (окалина, ржавчина), далее уже очищенная промывочная жидкость поступает по каналам 15 к гидромониторным насадкам 16. Две струи жидкости, выходящие через гидромониторные насадки 16, с большой скоростью разрушают своим напором цементный камень и породу за эксплуатационной колонной, намывают каверну по всей длине щелей. После намыва каверны давление в насосно-компрессорных трубах снижается.The perforator at the wellhead is screwed to the tubing string (not shown) and lowered into the well to the depth of the perforation interval. During the perforator's descent, as well as after it reaches the perforation interval, direct flushing of the wellbore is performed through the central flushing channel 13. Then, the ball 12 is dropped into the internal cavity of the tubing, which enters the seat 11 and seals the space above the ball relative to the space below the ball. In the internal cavity of the pump-compressor pipes, excess pressure is created, the working fluid acts on the piston 5, which through the hollow rod 6 sets the piston-pusher 7 in motion. During the movement of the piston-pusher 7, the spring 10 is compressed and the spring 14 is stretched. The piston-pusher 7, moving along the axis of the perforator with its lower part, made in the form of a wedge fork, rotates the rocker 22 around its axis 25, which leads to the extension of the knurling disks 24 located on the axes 23. The knurling disks 24 are extended until they touch the wall of the production string (not shown). Then, the pressure in the internal cavity of the pump-compressor pipes increases, which increases the specific pressure of the knurling disks 24 on the wall of the production string. Formation of through cracks in the wall of the production string occurs by moving the perforator up and down relative to the wall of the production string. After making cracks in the wall of the production string, the pressure in the internal cavity of the pump-compressor pipes rises, the flushing fluid enters through the holes 20 in the hollow rod 6, passes through the filter element 17, on the surface of which mechanical impurities (scale, rust) are separated, then the already purified flushing fluid enters through the channels 15 to the hydraulic monitor nozzles 16. Two streams of liquid exiting through the hydraulic monitor nozzles 16, with their pressure, destroy the cement stone and rock behind the production string at high speed, wash a cavern along the entire length of the cracks. After washing the cavern, the pressure in the pump-compressor pipes decreases.

После снижения давления, под действием пружины 10 и пружины 14 поршень-толкатель 7 втягивается во внутреннюю полость верхнего гидроцилиндра и возвращает в начальное положение коромысло 22 с накатными дисками 24.After the pressure has dropped, under the action of spring 10 and spring 14, piston-pusher 7 is drawn into the internal cavity of the upper hydraulic cylinder and returns rocker arm 22 with knurled discs 24 to their initial position.

На завершающем этапе в полость насосно-компрессорных труб сбрасывается шар 26 большего диаметра, чем шар 12. Шар потоком жидкости фиксируется на посадочном месте переливного клапана 2, давление во внутренней полости труб повышается, что приводит к срезанию штифтов 3. Переливной клапан 2 перемещается вдоль оси корпуса 1 и открывает отверстия, сообщающие внутритрубное и затрубное пространство, что приводит к сливу жидкости из внутренней полости насосно-компрессорных труб. Далее происходит подъем перфоратора на устье скважины.At the final stage, ball 26 of a larger diameter than ball 12 is dropped into the cavity of the pump and compressor pipes. The ball is fixed by the flow of liquid on the seat of the overflow valve 2, the pressure in the inner cavity of the pipes increases, which leads to the shearing of the pins 3. The overflow valve 2 moves along the axis of the body 1 and opens the holes connecting the intra-pipe and annular space, which leads to the draining of liquid from the inner cavity of the pump and compressor pipes. Then the perforator is raised to the wellhead.

Таким образом поставленная задача по повышению вероятности безотказной работы перфоратора достигается за счет использования фильтроэлемента 17, выполненного из профилированной проволоки треугольного сечения 18, намотанной по спирали и приваренной в месте контакта к продольным поддерживающим стрингерам 19. Профилированная проволока 18 образует развитую фильтрующую поверхность, с зазором между витками проволоки меньшим, чем отверстия в гидромониторных насадках (по сравнению с аналогами) с минимальным гидравлическим сопротивлением, что снижает вероятность засорения фильтроэлемента механическими примесями и соответственно нарушения работы перфоратора.Thus, the set task of increasing the probability of failure-free operation of the perforator is achieved by using a filter element 17 made of profiled wire of triangular cross-section 18, wound in a spiral and welded at the point of contact to the longitudinal supporting stringers 19. Profiled wire 18 forms a developed filtering surface, with a gap between the turns of the wire smaller than the holes in the hydromonitor nozzles (in comparison with analogues) with minimal hydraulic resistance, which reduces the likelihood of clogging of the filter element with mechanical impurities and, accordingly, disruption of the perforator.

Полезная модель является новой, поскольку проведенный патентный поиск показал отсутствие ближайших аналогов, с фильтрацией промывочной жидкости с помощью фильтроэлемента, установленного на наружной поверхности полого штока, выполненного из профилированной проволоки треугольного сечения, намотанной по спирали и приваренной в месте контакта к продольным поддерживающим стрингерам.The utility model is new, since the conducted patent search showed the absence of the closest analogues, with filtration of the flushing liquid using a filter element installed on the outer surface of a hollow rod made of profiled wire of triangular cross-section, wound in a spiral and welded at the point of contact to the longitudinal supporting stringers.

Полезная модель является промышленно применимой, поскольку применяется в нефтяной промышленности для вскрытия продуктивных пластов путем гидромеханической щелевой перфорации и прорезки продольных перфорационных щелей в обсадной колонне.The utility model is industrially applicable, since it is used in the oil industry to open productive formations by means of hydromechanical slot perforation and cutting longitudinal perforation slots in a casing column.

Claims

A hydromechanical slot perforator comprising a housing with an installed overflow valve, an upper hydraulic cylinder containing a piston installed in the lower part of the housing, a lower hydraulic cylinder installed in the lower part of the upper hydraulic cylinder, to the lower part of which a cutting unit is installed on a threaded connection, represented by a rocker containing knurled disks, a hollow rod with a piston-pusher is installed in the inner part of the piston, containing a central flushing channel and at least two side channels, in the lower part of which hydromonitor nozzles are located, the rod in the lower part is perforated with holes, characterized in that a filter element is installed on the outer surface of the rod, made of profiled wire of triangular cross-section, wound in a spiral and welded at the point of contact to longitudinal supporting stringers, wherein the gap between adjacent turns of the profiled wire is smaller than the holes in the hydromonitor nozzles, and ensures the passage of flushing fluid from the rod holes through the filter element to hydromonitor nozzles, and the base of the triangular wire profile faces the holes.