Устройство для имплозионной обработки пласта

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области вторичного воздействия вакуумом на продуктивный пласт. Устройство для имплозионной обработки пласта содержит полый корпус с входящей в него депрессионной камерой и пакер. На корпусе телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом крышка с фиксатором, дополнительной депрессионной камерой и полым штоком переменного сечения, соединенная с канатом. Полый шток переменного сечения соединяет депрессионную камеру корпуса с дополнительной депрессионной камерой и установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием корпуса. На цилиндрической поверхности крышки размещен пакер и клин. Наружная коническая поверхность клина взаимодействует с плашками, которые соединены с направляющей корпуса с возможностью радиального перемещения. Осевое перемещение пакера относительно крышки ограничено с одной стороны клином, а с другой фиксатором крышки. Крышка также имеет ограничитель, установленный с возможностью взаимодействия с выступом корпуса, и упор, установленный с возможностью взаимодействия с клином. Ниже направляющей корпуса размещены приемные отверстия. Конструкция предлагаемого устройства имеет низкую металлоемкость, проста в изготовлении, позволяет значительно экономить время при обслуживании и подготовке к работе, дает возможность установки в любом интервале скважины практически от устья до забоя и за одну смену произвести несколько спуско-подъемов, что значительно повышает эффективность воздействия на пласт и снижает материальные затраты. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области вторичного воздействия вакуумом на продуктивный пласт.

Известно "Устройство для очистки скважины методом имплозии" (см. RU 2086753, МКИ Е 21 В 37/00, БИ 22 от 10.08.97), включающее имплозионную камеру, снабженную геофизическим наголовником для прикрепления к каротажному кабелю, грузоштангой, подвешенной в верхней части камеры на разрушаемом элементе, ступенчатым штоком, расположенным в нижней части камеры и центрируемым скобой стаканом, кулачками, расположенными в стакане, переводником и центрирующей втулкой, при этом ступенчатый шток соединен с центрирующей втулкой с возможностью перекрытия кулачков в транспортном положении и взаимодействия с грузоштангой для освобождения стакана от зацепления с переводником, причем ступенчатый шток может соединяться с центрирующей втулкой при помощи срезных штифтов.

Недостатком устройства является необходимость использования наземных пультов для генерации электрического тока. Для передачи электрического тока к разрушаемому элементу необходимо использовать каротажный кабель, который по своим прочностным характеристикам значительно уступает канату, при этом отсутствие пакера уменьшает эффективность имплозионного воздействия и приводит к гидравлическому удару, воздействующему как на кабель (порядка 3-6 т), что может привести к его разрушению, так и на эксплуатационную колонну, что может привести к разрушению цементного кольца, ослабляя крепь скважины и возникновению несанкционированных перетоков жидкости в затрубном пространстве скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является "Устройство депрессионной очистки скважины" (см. RU 2099506, МКИ Е 21 В 37/00, БИ 35 от 20.12.97), включающее депрессионную камеру с клапаном-заглушкой, шламоприемную камеру с установленным в ней на выдвижных фиксаторах разделительным поршнем, ударный шток, установленный в разделительном поршне и зафиксированный в нем срезным штифтом, и средство перекрытия шламоприемной камеры, отличающееся тем, что оно снабжено пакером и контейнером, при этом пакер установлен между шламоприемной камерой и контейнером с возможностью воздействия с корпусом шламоприемной камеры, средство перекрытия шламоприемной камеры выполнено в виде клапана-затвора, размещенного в контейнере, полый корпус пакера скреплен с корпусом шламоприемной камеры срезным штифтом, контейнер присоединен к пакеру и имеет участок с приемными отверстиями и ребрами жесткости, а депрессионная и шламоприемная камеры, проходной клапан полого корпуса пакера и контейнер образуют общий накопитель для продуктов очистки скважины, также участок контейнера с приемными отверстиями и ребрами жесткости может быть выполнен из профильного патрубка, при этом приемные отверстия размещены во впадинах между продольными ребрами жесткости.

Недостатками данного устройства являются: - сложное конструктивное исполнение, и вытекающая из-за этого трудоемкость при обслуживании и подготовке к работе; - высокая металлоемкость; - спускоподъемные операции осуществляются на насосно-компрессорных трубах (НКТ), что является дорогостоящим мероприятием и требует больших затрат времени, практически один спуско-подъем за смену; - невозможность установки в любом интервале скважины при обработке пласта, размещенного значительно выше забоя; - невозможность установки пакера в непосредственной близости от обрабатываемого пласта, если он находится в непосредственной близости от забоя, что значительно снижает эффективность обработки пласта.

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы создать такое устройство для имплозионного воздействия на пласт в любом интервале скважины практически от устья до забоя, которое бы при сравнительно простом конструктивном исполнении и минимальных материальных затратах на изготовление, применение и обслуживание обеспечивало надежную и эффективную работу.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности воздействия на пласт за счет возможности установки в любом интервале скважины, большего количества воздействий на пласт за одну смену и сокращение материальных затрат за счет уменьшения металлоемкости, упрощения изготовления, сокращения времени на спускоподъемные операции и простоты в подготовке и обслуживании.

Поставленная цель достигается описываемым устройством для имплозионной обработки пласта, содержащим полый корпус с входящей в него депрессионной камерой и пакер.

Новым является то, что на корпусе телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом крышка, соединенная с канатом, с фиксатором, дополнительной депрессионной камерой и полым штоком переменного сечения, который соединяет депрессионную камеру корпуса с дополнительной депрессионной камерой и установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием корпуса, на цилиндрической поверхности крышки размещен пакер и клин, при этом наружная коническая поверхность клина взаимодействует с плашками, которые соединены с направляющей корпуса с возможностью радиального перемещения, причем осевое перемещение пакера относительно крышки ограничено с одной стороны клином, а с другой фиксатором крышки, крышка также имеет ограничитель, установленный с возможностью взаимодействия с выступом корпуса, и упор, установленный с возможностью взаимодействия с клином, ниже направляющей корпуса размещены приемные отверстия.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т. е. о соответствии заявляемого решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство в статике.

Устройство для имплозионного воздействия на пласт состоит из полого корпуса 1 с входящей в него депрессионной камерой 2 и пакер 3. На корпусе 1 телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом 4 крышка 5, соединенная с канатом 6, с фиксатором 7, дополнительной депрессионной камерой 8 и полым штоком переменного сечения 9. Полый шток переменного сечения 9 соединяет депрессионную камеру 2 корпуса 1 с дополнительной депрессионной камерой 8 и установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием 10 корпуса 1. На цилиндрической поверхности 11 крышки 5 размещен пакер 3 и клин 12, при этом наружная коническая поверхность 13 клина 12 взаимодействует с плашками 14, которые соединены с направляющей 15 корпуса 1 с возможностью радиального перемещения. Осевое перемещение пакера 3 относительно крышки 5 ограничено с одной стороны клином 12, а с другой фиксатором 7 крышки 5. Крышка 5 также имеет ограничитель 16, установленный с возможностью взаимодействия с выступом 17 корпуса 1, и упор 18, установленный с возможностью взаимодействия с клином 12. Ниже направляющей корпуса размещены приемные отверстия 19. Несанкционированные перетоки жидкости исключаются при помощи уплотнений 21, 21. Для увеличения внутреннего объема депрессионной камеры 2 корпус 1 и дополнительной депрессионной камеры 8 крышки 5 могут бить изготовлены сборными.

Устройство работает следующим образом.

Устройство в собранном виде спускают на канате 6 в требуемый интервал скважины 22. После чего устье скважины 22 герметизируют и создают в скважине 22 избыточное давление, достаточное для разрушения срезных винтов 4, которые подобраны таким образом, чтобы срезаться при повышении давления в скважине 22 на 3-5 МПа. В результате перепада давлений во внутритрубном пространстве скважины 22 и депрессионных камерах 2 и 8, крышка 5 и корпус 1 начнут сходиться. При этом плашки 14 раздвигаются по направляющей 15 корпуса 1 за счет наружной конической поверхности 13 клина 12 до упора в стенки скважины 22. Затем за счет фиксатора 7 крышки 5 и клина 12, зафиксированного платками 13 относительно стенок скважины 22, сжимается пакер 3 до полного перекрытия внутреннего пространства скважины 22. Затем шток переменного сечения 9 пройдет большим сечением через уплотнение 21 переточного отверстия 10 и депрессионная камера 2 и дополнительная депрессионная камера 8 начнут заполняться жидкостью из внутритрубного пространства скважины 22 через приемные отверстия 19, тем самым создавая имплозионное воздействие на пласт 23. По мере заполнения депрессионной камеры 2 и дополнительной депрессионной камеры 8 жидкостью давление в них и во внутритрубном пространстве скважины 22 выравнивается, усилие сжатия пакера 3 уменьшается и пакер 3 за счет собственной упругости возвращается в исходное состояние, освобождаясь от стенок скважины 22. Затем подтягивают канат 6 вверх, поднимая крышку 5 до взаимодействия упора 18 с клином 12, приподнимая его и расклинивая плашки 14, которые сходятся по направляющей 15 вовнутрь, освобождая устройство из зацепления со стенками скважины 22. После всего этого устройство извлекают за счет взаимодействия ограничителя 16 с выступом 17 корпуса 1. После удаления жидкости из депрессионных камер 2 и 8 и установки срезного винта 4 устройство готово к последующей эксплуатации.

Конструкция предлагаемого устройства имеет низкую металлоемкость и простоту изготовления, позволяет значительно экономить время при обслуживании и подготовке к работе, дает возможность установки в любом интервале скважины практически от устья до забоя и за одну смену произвести несколько спуско-подъемов, что значительно повышает эффективность воздействия на пласт, что в совокупности снижает материальные затраты.

Формула изобретения

Устройство для имплозионной обработки пласта содержит полый корпус с входящей в него депрессионной камерой и пакер, отличающееся тем, что на корпусе телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом крышка, соединенная с канатом, с фиксатором, дополнительной депрессионной камерой и полым штоком переменного сечения, который соединяет депрессионную камеру корпуса с дополнительной депрессионной камерой и установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием корпуса, на цилиндрической поверхности крышки размещены пакер и клин, при этом наружная коническая поверхность клина взаимодействует с плашками, которые соединены с направляющей корпуса с возможностью радиального перемещения, причем осевое перемещение пакера относительно крышки ограничено с одной стороны клином, а с другой фиксатором крышки, крышка также имеет ограничитель, установленный с возможностью взаимодействия с выступом корпуса, и упор, установленный с возможностью взаимодействия с клином, ниже направляющей корпуса размещены приемные отверстия.

РИСУНКИ

Рисунок 1