Устройство для образования направленных трещин в скважинах

 

Использование: область разрушения горных пород, проведение ориентированного гидроразрыва из скважины Сущность изобретения: устройство имеет полый цилиндрический корпус с каналом подвода рабочей жидкости,торцевыми и радиальными каналами выхода рабочей жидкости к кольцевым пазом в стенке, раздвижные элементы в виде сегментов кольца и поршней, элементы возврата в виде упругих колец, герметизатор в виде эластичной трубки. Сегменты кольца установлены в кольцевом пазу, а поршни - в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости При подаче рабочей жидкости часть ее попадает через основные радиальные каналы в полость эластичной трубки и герметизирует зону гидроразрыва. Другая часть попадает в дополнительные радиальные каналы и перемещает поршни Поршни раздвигают сегменты кольца и открывают торцевые каналы выхода рабочей жидкости Происходит разрыв горной породы 2 ил

COIQ3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГО СУДА Р СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

lt, t 08ß

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ разрыв горной породы. 2 ил.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4852522/03 (22) 19,07.90 (4,6) 30.07.92. Бюл, N 28 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Н,Г.Кю, О.И,Чернов, Л,Н.Шепелев, Г,И.Шпаков и В.А.Грибановский (56) Авторское свидетельство СССР

N 1222837, кл. E 21 С 37/06, 1984, Авторское свидетельство СССР

¹ 1555483, кл. Е 21 С 37/06, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ

НАПР/АВЛЕННЫХ ТРЕЩИН В СКВАЖИНАХ (57) Использование: область разрушения горных пород, проведение ориентированного гидроразрыва из скважины. Сущность изобретения: устройство имеет полый цилиндрический корпус с каналом подвода раИзобретение относится к разрушенйю горных пород и может быть использовано для проведения ориентированного гидроразрывэ из скважины, Известно устройство для образования направленных трещин в скважинах, включа-ющее цилиндрический корпус с кольцевым герметизатором и систему внедрения в" гор- ную породу клиньев с последующей подачей в образующуюся трещину жидкости под давлением.

Это устройство имеет относительно сложную конструкцию. В нем не устранена возможность выталкивания его из скважины под действием высокого давления жидкости.

В качестве прототипа принятоустройство для образования направленных трещин в скважинах, включающее полый цилиндрический корпус с торцовым каналом подвода и отверстием для выхода рабочей жидкости, 1751317 АII (я)з Е 21 С 37/08, F 24 С 37/08 бочей жидкости, торцевыми и радиальными каналами выхода рабочей жидкости v, кольцевык. пазом в стенке, раздви>кные элементы в виде сегментов кольца и поршней, элементы возврата в виде упругих колец, герметизатор в виде эластичной трубки.

Сегменты кольца установлены.в кольцевом пазу, а поршни — в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости.

При подаче рабочей жидкости часть ее попадает через основные радиальные каналы в полость эластичной трубки и герметизирует зону гидроразрыва. Другая часть попадает в дополнительные радиальные каналы и перемещае поршни, Поршни раздвигают сегменты кольца и открывают торцевые каналы выхода рабочей жидкости. Происходит разрезные элементы с поперечными закалывающими клиньями на наружной поверхности, эластичный"трубчатый элемент, Недостаток этого устройства обусловлен необходимостью использования дополнительных механизмов для удержания от выталкивания его из скважины давлением подаваемой >кидкостй.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств устройства, Поставленная цель достигается тем, что в стенке полого цилиндрического корпуса выполнен кольцевой паз; сообщающие полость кольцевого паза с каналом подвода жидкости дополнительнь1е радиальные каналы выхода рабочей жидкости и дополнительные торцовые каналы выхода рабочей жидкости, причем торцовые каналы выхода рабочей жидкости расположены по окружности и каждый из них соединен с одним из дополнительных радиальных каналов выхо1751317 да рабочей жидкости, при этом элементы возврата выполнены в виде упругих колец, а раздви>кные элементы выполнены в виде сегментов кольца. установленных в кольцевом пазу между упругими кольцами, и поршней, установленных в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости с воэможностью продольного перемещения в них, перекрытия входных отверстий торцевых каналов выхода рабочей жидкости и взаимодействия с сегментами кольца, а основные радиальные каналы выхода рабочей жидкости сообщены с полостью эластичной трубки.

На фиг. 1 показано устройство в скважине, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с кольцевым пазом 2, дополнительными радиальными каналами 3 выхода рабочей жидкости, дополнительными торцовыми каналами 4 выхода рабочей жидкости, канала 5 подвода рабочей жидкости и основными радиальными каналами 6 выхода рабочей жидкости, В дополнительные радиальные каналы 3 выхода рабочей жидкости вставлены поршни 7, а в кольцевой паз 2 — раздвижные элементы 8 в виде сегментов кольца, которые обжаты двумя упругими кольцами 9, На полый цилиндрический корпус 1 насажена эластичная трубка 10, концы которой заделаны в полом цилиндрическом корпусе 1. Устройство оканчивается резьбой 11, с помощью которой оно подсоединяется к колонне труб.

Устройство работает следующим образом.

Устройство навинчивают на колонну труб и подают до упора в скважину, в которой предварительно прорезают инициирующую дискообразную щель 12, Затем по колонне труб подают жидкость под давлением. Эта жидкость попадает в основные радиальные каналы 6 выхода рабочей жидкости и дополнительные радиальные каналы 3 выхода рабочей жидкости, Из основных радиальных каналов 6 выхода рабочей жидкости жидкость попадает во внутреннюю полость эластичной трубки 10 и, расширяя последнюю, герметизирует зону гидрораэрыва, В дополнительных радиальных каналах 3 выхода рабочей жидкости под действием давления жидкости перемеща20

25 жидкости, раздвижные элементы, герметизатор в виде эластичной трубки, и элементы

35

50

15 ются поршни 7, которые раздвигают раздвижные элементы 8 и после этого открывают дополнительные торцовые каналы 4 выхода рабочей жидкости. обеспечивая тем самым прохождение жидкости в зону гидроразрыва. Под действием давления жидкости происходит разрыв горной породы с образованием трещины в плоскости инициирующей щели. После того, как трещина достигает требуемых размеров, прекращают подачу рабочей жидкости и сбрасывают ее давление, При этом раздвижные элементы

8 и поршни 7 под действием упругих колец

9, а эластичная трубка 10 благодаря собственной упругости возвращаются в первоначальное положение, Затем устройство извлекают из скважины.

Формула изобретения

Устройство для образования направленных трещин в скважинах, включающее полый цилиндрический корпус с каналом подвода рабочей жидкости и с торцевым и радиальными каналами выхода рабочей возврата, отл ич а ю ще е с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств устройства, в стенке полого цилиндрического корпуса выполнен кольцевой паз, сообщающие полость кольцевого паза с каналом подвода жидкости дополнительные радиальные. каналы выхода рабочей жидкости и дополнительные торцевые каналы выхода рабочей жидкости, причемторцевые каналы выхода рабочей жидкости расположены по окружности и каждый из них соединен с одним из дополнительных радиальных каналов выхода рабочей жидкости, при этом элементы возврата выполнены в виде упругих колец, а раздвижные элементы выполнены в виде сегментов кольца, установленных в кольцевом пазу между упругими кольцами, и поршней, установленных в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости с возможностью продольного перемещения в них, перекрытия входных отверстий торцевых каналов выхода рабочей жидкости и взаимодействия с сегментами кольца, а основные радиальные каналы выхода рабочей жидкости сообщены с полостью эластичной трубки.

1751317

Ф1/Г. f

А-А

Фиг.2

Составитель Л. Серова

Редактор Н. Горват Техред М,Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 2670 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101