Способ перфорации горизонтальных скважин и устройство для его осуществления

 

Использование: при перфорации горизонтальных скважин. Обеспечивает повышение эффективности способа при спуске перфораторов на электрокабеле за счет повышения надежности спуска-подъема на горизонтальном участке скважины и снижения трудоемкости способа. Сущность: спускают перфоратор в скважину под действием собственного веса на вертикальных и наклонных участках скважины, на горизонтальном участке скважины осуществляют принудительный спуск перфоратора. Для этого перфоратор снабжают роликами, что обеспечивает его взаимодействие со стенками скважины. Кроме того, перфоратор снабжают тяговым забойным механизмом с индивидуальным забойным приводом. При этом принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины осуществляют за счет тягового усилия забойного механизма. При спуске оно направлено к забою скважины. После спуска перфоратора на установленную глубину осуществляют прострел обсадной колонны, затем перфоратор поднимают при тяговом усилии забойного механизма, направленного в обратную сторону. Устройство включает перфоратор и его подвеску, снабжено тяговым забойным механизмом, выполненным в виде винта. Винт имеет индивидуальный забойный привод. Устройство имеет шток с прорезью вдоль его оси, связывающий забойный привод с перфоратором и установленный по оси с перфоратором и со стороны, противоположной креплению подвески. Устройство имеет роликовый механизм в виде двух планок с роликами на концах. Планки шарнирно связаны между собой и штоком в средней их части и установлены в прорези штока. Планки со стороны перфоратора подружинены относительно штока. Со стороны забойного привода планки шарнирно связаны со штоком дополнительными планками. Дополнительные планки и основные образуют между собой ромб. Кроме того, устройство снабжено роликовым упором, выполненным в виде толкателей. Они подпружинены относительно узла крепления подвески перфоратора в радиальном направлении. Забойный привод выполнен с противогрузом, установленным эксцентрично оси вращения его вала. Шток связан с перфоратором через упорный подшипник. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к перфорации горизонтальных участков нефтяных скважин.

Для перфорации нефтяных скважин пробуренных вертикально, на забой на электрокабеле спускают перфорированный аппарат, производят прострел колонны труб, после чего аппарат на том же электрокабеле поднимают на дневную поверхность (1).

Недостатком этого способа для случая перфорации горизонтального участка скважины, является то, что в данном случае не действует собственный вес перфоратора для спуска его на указанном участке.

Наиболее близким аналогом способа является способ, включающий спуск перфоратора в скважину под действием собственного веса на вертикальных и наклонных участках скважины, принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины, прострел отверстий в обсадной колонне и подъем перфоратора (2).

Наиболее близким аналогом устройства является устройство для перфорации горизонтальных скважин, включающее перфоратор и его подвеску (2).

Недостатком как способа, так и устройства по прототипу является их низкая эффективность в случае спуска перфоратора на электрокабеле.

Целью изобретения является повышение эффективности способа при спуске перфораторов на электрокабеле за счет повышения надежности спуска-подъема на горизонтальном участке скважины и снижения трудоемкости способа.

Поставленная цель достигается тем, что по способу, включающему спуск перфоратора в скважину под действием собственного веса на вертикальных и наклонных участках скважины, принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины, прострел отверстий в обсадной колонне и подъем перфоратора, перед спуском перфоратора его снабжают роликами для взаимодействия со стенками скважины и тяговым забойным механизмом с индивидуальным забойным приводом, при этом принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины осуществляется за счет тягового усилия забойного механизма, направленного к забою скважины, а подъем перфоратора осуществляют при тяговом усилии забойного механизма, направленного в обратную сторону.

Поставленная цель в части устройства достигается тем, что устройство, включающее перфоратор и его подвеску, оно снабжено тяговым забойным механизмом в виде винта с индивидуальным забойным приводом, штоком с прорезью вдоль его оси, связывающим забойный привод с перфоратором и установленным по оси последнего со стороны, противоположной креплению подвески, и роликовым механизмом в виде двух, с роликами на концах, планок, шарнирно связанных между собой и штоком в средней их части и установленных в прорези последнего, при этом планки со стороны перфоратора подпружинены относительно штока, а планки со стороны забойного привода шарнирно связаны со штоком дополнительными планками, образующими с основными планками соединение в виде ромба. Кроме того, оно снабжено роликовым упором в виде толкателей, подпружиненных в радиальном направлении относительно узла крепления подвески перфоратора, забойный привод выполнен с противогрузом, установленным эксцентрично оси вращения его вала. При этом шток связан с перфоратором через упорный подшипник.

На чертеже показан общий вид устройства.

Устройство состоит из перфоратора 1, спускаемого в скважину 2 обсаженную колонной труб 3 и зацементированную цементом 4 на многожильном электрокабеле 5. Скважина 2 выполнена буровым раствором. К торцу перфоратора 1 присоединен через подшипник 6, поджатый чашкой 7 и гайкой 8, шток 9. С другой стороны перфоратора 1 смонтированы два подпружиненные пружинами 10 радиальные толкатели 11, оканчивающиеся роликами 12, упирающимися во внутреннюю стенку труб 3. Шток 9 имеет две перекрещивающиеся планки 13 и 14, оканчивающиеся роликами 15 и 16, также упирающимися в стенки труб 3 и лежащими в плоскости оси этих труб 3. Планки 13 и 14 соединены со штоком 13 шарнирной осью 17, входящей в продольный паз 18. Шток 13 соединен с рычагами планок 13 и 14 дополнительными планками 19 и 20 образующими ромб. АБВГ для спуска в трубы 3 разного диаметра. Другие рычаги планок 13 и 14 раздвигаются пружинами 21 и 22. К концу штока 13 прикреплен электропривод 23, на валу которого насажен винт 24. Электродвигатель 23 соединен электрокабелем 25 с основным электрокабелем 5 перфоратора 1, обеспечивая при этом включение выключение и работу электродвигателя 23. С одной стороны электродвигателя 23 эксцентрично оси скважины установлено свинцовое грузило 26. Продуктивный пласт показан выноской 27.

Способ осуществляют следующим образом.

Устройство в показанном на чертеже положении вставляют в вертикальную часть скважины (не показано) и спускают его на электрокабеле 5. После того, как устройство вошло в начальную горизонтальную часть скважины 2 и дальше оно своим весом продвинуться не может; включают с дневной поверхности по кабелям 5 и 25 электродвигатель 23, и он начнет вращать винт 24, обеспечивая перемещение устройства по горизонтальному участку скважины 2. Реактивный момент воспринимается грузом 26, вес которого умноженный на плечо отстояния его от оси скважины определяет реактивный момент и не дает закрутиться электрокабелю 5, а также за счет сил трения роликов 12, 15 и 16 о стенку труб 3. После того, как перфоратор 1 дошел до продуктивного пласта 27 в месте необходимого прострела, выключают электродвигатель 23 и производят прострел, посылая сигнал по соответствующим жилам кабеля 5. После чего устройство извлекают из скважины 2 обычным способом, наматыванием электрокабеля 5 на барабан лебедки перфорационной машины (не показано). Или же устройство переводят на новое место в том же горизонтальном участке для нового прострела, в случае больших сопротивлений трения в горизонтальном участке включают электродвигатель 23 в обратную сторону. Технико-экономические преимущества 1. Облегчается тяжелый и трудоемкий труд за счет исключения работ по спуску колонны труб вместе с электрокабелем.

Ускоряется процесс, так как не надо производить операции свинчивания развинчивания, крепления, раскрепления колонны труб, на которых обычно спускается перфоратор в скважину, а так же соединять концы электрокабеля, находящегося внутри колонны труб после спуска каждой трубы. Обеспечивается спуск в нефтяные скважины перфоратора с большим механическим сопротивлением спуску колонны труб в горизонтальной части скважины. Путем включения привода винта присоединенного к перфоратору в обратную сторону, облегчают извлечение его из горизонтальной части скважины.

Формула изобретения

1. Способ перфорации горизонтальных скважин, включающий спуск перфоратора в скважину под действием собственного веса на вертикальных и наклонных участках скважины, принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины, прострел отверстий в обсадной колонне и подъем перфоратора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа при спуске перфораторов на электрокабеле за счет повышения надежности спуска-подъема на горизонтальном участке скважины и снижения трудоемкости способа, перед спуском перфоратора его снабжают роликами для взаимодействия со стенками скважины и тяговым забойным механизмом с индивидуальным забойным приводом, при этом принудительный спуск перфоратора на горизонтальном участке скважины осуществляют за счет тягового усилия забойного механизма, направленного к забою скважины, а подъем перфоратора осуществляют при тяговом усилии забойного механизма, направленного в обратную сторону.

2. Устройство для перфорации горизонтальных скважин, включающее перфоратор и его подвеску, отличающееся тем, что оно снабжено тяговым забойным механизмом в виде винта с индивидуальным забойным приводом, штоком с прорезью вдоль его оси, связывающим забойный привод с перфоратором и установленным на оси последнего со стороны противоположной креплению подвески, и роликовым механизмом в виде двух с роликами на концах планок, шарнирно связанных между собой и штоком в средней их части и установленных в прорези последнего, при этом планки со стороны перфоратора подпружинены относительно штока, а планки со стороны забойного привода шарнирно связаны со штоком дополнительными планками, образующими с основными планками соединение в виде ромба.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства за счет предотвращения перекручивания кабеля перфоратора, оно снабжено роликовым упором в виде толкателей, подпружиненных в радиальном направлении относительно узла крепления подвески перфоратора, а забойный привод выполнен с противогрузом, установленным эксцентрично оси вращения его вала, при этом шток связан с перфоратором через упорный подшипник.

РИСУНКИ

Рисунок 1