Устройство для создания перфорационных щелевых каналов в стенке скважины

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам вторичного вскрытия пласта. Обеспечивает увеличение глубины перфорационных каналов, повышение надежности работы устройства, упрощение изготовления. Сущность изобретения: устройство включает трубчатый корпус, корпус гидрокамеры с возможностью возвратно-поступательного перемещения, поршень гидрокамеры, перфорационный резец и возвратную пружину. Согласно изобретению поршень гидрокамеры размещен горизонтально и жестко связан с резцом. Трубчатый корпус выполнен с продольными направляющими пазами и снабжен механизмом фиксации его в скважине. Он включает расположенные на концах трубчатого корпуса верхний и нижний фиксирующие узлы. Каждый из них состоит из поршня с плашками, гидросистемы, возвратной пружины и неподвижной лапы со стороны резца. Корпус гидрокамеры оснащен штифтами, входящими в продольные направляющие пазы трубчатого корпуса, и сообщен с гидросистемами верхнего и нижнего фиксирующих узлов. 4 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам вторичного вскрытия пласта.

Известно устройство для создания перфорационных щелевых каналов, содержащее корпус с продольным каналом и наклонными пазами, цилиндр с кольцевым поршнем и режущий инструмент в виде резцов, связанных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещения (а.с. 1776772 А1, кл. Е 21 В 43/114, 1999 г.).

Недостатками устройства являются небольшая глубина выполняемых каналов, невысокая надежность крепления резцов, незащищенность от крутящих усилий и вибраций, вероятность ослабления прочности обсадной колонны в интервале перфорации из-за выполнения нескольких диаметрально симметричных прорезей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для создания перфорационных каналов в обсадной колонне скважины, содержащее трубчатый корпус, корпус гидрокамеры с возможностью возвратно-поступательного перемещения, поршень гидрокамеры, соединенный с клиновым толкателем, резцедержатели с перфорационными резцами, клиновой толкатель и возвратную пружину (патент РФ 2137914, кл. Е 21 В 43/114, 1999 г.).

Недостатками устройства являются расположение резцов в разных вертикальных плоскостях, что может привести к заклиниванию из-за присутствия в механизме передачи рабочего усилия клинового толкателя, незащищенность от вибраций, возникающих при закачке жидкости, сложность изготовления.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение глубины перфорационных каналов, повышение надежности работы устройства, упрощение изготовления.

Поставленная задача с достижением указанного технического результата решается за счет того, что поршень гидрокамеры размещен горизонтально и жестко связан с резцом, трубчатый корпус выполнен с продольными направляющими пазами и снабжен механизмом фиксации его в скважине, включающем расположенные на концах трубчатого корпуса верхний и нижний фиксирующие узлы, каждый из которых состоит из поршня с плашками, гидросистемы, возвратной пружины и неподвижной лапы со стороны резца, а корпус гидрокамеры оснащен штифтами, входящими в продольные направляющие пазы трубчатого корпуса, и сообщен с гидросистемами верхнего и нижнего фиксирующих узлов.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в транспортном положении; на фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по Б-Б; на фиг.4 - вид В.

Устройство состоит из трубчатого корпуса 1 с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения корпусом гидрокамеры 2, на концах трубчатого корпуса 1 имеются верхний и нижний фиксирующие узлы 3 и 4. Внутри корпуса гидрокамеры 2 горизонтально расположен поршень гидрокамеры 5, жестко связанный с резцом 6 и подпружиненный возвратной пружиной 7. Корпус гидрокамеры 2 сообщается посредством канала 8 и шлангов высокого давления 9 с гидросистемами верхнего 3 и нижнего 4 фиксирующих узлов. На трубчатом корпусе 1 со стороны резца 6 закреплены лапы 10. Фиксирующие узлы 3, 4 имеют выдвигающиеся плашки 11 и 12, жестко связанные с поршнями 13 и 14, причем поршень 13 верхнего фиксирующего узла 3 выполнен с отверстием 15 для прохода полой штанги (НКТ) 21. Также фиксирующие узлы 3,4 имеют возвратные пружины 16, 17. Для сброса давления при крайнем положении поршня гидрокамеры 5 в корпусе гидрокамеры 2 предусмотрено сливное отверстие 18. Повороту корпуса гидрокамеры 2 препятствуют штифты 19 на нем, входящие в продольные пазы 20 трубчатого корпуса 1. Связь корпуса гидрокамеры 2 с поверхностным приводом (не показан) осуществляется с помощью колонны полых штанг (НКТ 33) 21.

Устройство работает следующим образом. На полых штангах (НКТ) 21 оно спускается к нижней точке интервала перфорации. Затем создают давление в колонне полых штанг (НКТ) 21 путем нагнетания жидкости, которая поступает сначала в корпус гидрокамеры 2, затем по каналу 8 и шлангам высокого давления 9 - в гидросистемы фиксирующих узлов 3, 4. Вследствие того, что площади сечений поршней 13, 14 больше площади сечения поршня гидрокамеры 5, трубчатый корпус 1 устройства прижимается к стенке обсадной колонны 22 со стороны резца 6 и фиксируется в скважине плашками 11, 12 и лапами 10, что ведет к повышению надежности работы, а резец 6 внедряется в тело обсадной колонны 22. Далее производят подъем корпуса гидрокамеры 2 к верхней точке интервала перфорации, при котором резец 6 образует щели в обсадной колонне 22. При этом штифты 19 идут в направляющих продольных пазах 20, защищая корпус гидрокамеры 2 от заклинивания и поворота в трубчатом корпусе 1. При достижении верхней точки интервала перфорации корпус гидрокамеры 2 опускают и повторяют процесс снова. Совершая таким образом возвратно-поступательные движения, резец 6 прорезает щелевое отверстие в обсадной колонне 22 и окружающем ее цементном камне (не показан). После завершения всей операции сбрасывается давление за счет сливного отверстия 18. Подачу жидкости прекращают. Поршень гидрокамеры 5 и поршни 13, 14 фиксирующих узлов 3, 4 возвращаются в начальное положение. Затем прорезают следующее перфорационное отверстие. При использовании в качестве поверхностного привода вертикальных перемещений устройства в скважине станка-качалки контроль нагрузок осуществляется по динамографу.

Технико-экономические преимущества предложенного изобретения в следующем. Устройство позволяет увеличить глубину перфорационных каналов в скважине за счет прижатия трубчатого корпуса к стенке обсадной колонны со стороны резца, что, в конечном итоге, ведет к сокращению сроков освоения скважины и интенсификации притока жидкости, повысить надежность работы за счет фиксации его в скважине, упростить изготовление устройства за счет упрощения механизма передачи на резец рабочего усилия.

Формула изобретения

Устройство для создания перфорационных щелевых каналов в стенке скважины, включающее трубчатый корпус, корпус гидрокамеры с возможностью возвратно-поступательного перемещения, поршень гидрокамеры, перфорационный резец и возвратную пружину, отличающееся тем, что поршень гидрокамеры размещен горизонтально и жестко связан с резцом, трубчатый корпус выполнен с продольными направляющими пазами и снабжен механизмом фиксации его в скважине, включающим расположенные на концах трубчатого корпуса верхний и нижний фиксирующие узлы, каждый из которых состоит из поршня с плашками, гидросистемы, возвратной пружины и неподвижной лапы со стороны резца, а корпус гидрокамеры оснащен штифтами, входящими в продольные направляющие пазы трубчатого корпуса, и сообщен с гидросистемами верхнего и нижнего фиксирующих узлов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4