Устройство для глубокой перфорации обсаженной скважины

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для глубокой перфорации обсаженных скважин и вскрытия продуктивных нефтяных и газовых горизонтов, преимущественно, в породах высокой твердости. Обеспечивается за один спуск устройства в скважину формирование требуемого количества перфорационных каналов в пласте без подъема и замены режущего инструмента на поверхность в процессе работы устройства в породах любой твердости, требуемую глубину и диаметр перфорационных каналов, упрощение управления технологическими операциями. Сущность изобретения: устройство включает закрепленный на колонне насосно-компрессорных труб корпус с криволинейным направляющим каналом, механизм осевого перемещения полой гибкой штанги, механизм ее вращения, линию подачи рабочей жидкости от насосного агрегата, якорь, механизм вырезки окна. В канале размещена полая гибкая штанга с режущей головкой на ее конце. Механизм перемещения штанги выполнен в виде размещенного на дневной поверхности привода возвратно-поступательного перемещения. Привод связан посредством механической связи со штангой. Механизм вращения штанги выполнен в виде гидравлического двигателя. Он закреплен на механической связи с выходным валом и связан с полой гибкой штангой. В механической связи привода возвратно-поступательного перемещения и штанги выходной вал гидравлического двигателя механизма вращения штанги связан с верхним концом штанги посредством полого жесткого вала. Соосный с осью корпуса участок криволинейного направляющего канала для размещения в нем штанги выполнен в виде цилиндрической полости. В полости размещен полый жесткий вал механической связи с возможностью герметизации указанной полости для разобщения криволинейного направляющего канала с полостью насосно-компрессорных труб. Механизм вырезки окна в обсадной колонне состоит из узла осевого перемещения гибкого вала с режущим инструментом на конце и механизма вращения гибкого вала. Механизм вращения вала выполнен в виде установленного в нижней части корпуса устройства гидравлического двигателя. Его шпиндель связан с размещенным в направляющем канале валом. Направляющий канал для вала механизма вырезки окна и криволинейный направляющий канал для штанги совмещены на выходе из корпуса. Узел осевого перемещения вала выполнен в виде, по меньшей мере, одной, расположенной параллельно оси корпуса, жесткой тяги. На одном ее конце установлено сцепное устройство. Оно выполнено с возможностью периодического взаимодействия с механической связью механизма осевого перемещения штанги посредством выполненного на наружной поверхности механической связи выступа. Другой конец тяги связан с механизмом вращения режущего инструмента. Гидравлические двигатели механизма вращения штанги и механизма вращения вала гидравлически связаны через полость насосно-компрессорных труб с насосным агрегатом. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для глубокой перфорации обсаженных скважин и вскрытия продуктивных нефтяных и газовых горизонтов, преимущественно, в породах высокой твердости.

Известно устройство для глубокой перфорации стенок обсаженной скважины, содержащее корпус с глубинным двигателем, гибкий вал с режущей головкой, направляющую в виде изогнутого отрезка трубы. Трубка шарнирно связана с поршнем привода подачи гибкого вала с режущей головкой (см. авт. свид. СССР №1776771, кл. Е 21 В 43/11, 1990 г.). Гибкому валу с режущим инструментом сообщают вращение и осевую подачу, при этом направляющей трубе тоже сообщают осевую подачу, и после достижения стенки скважины подачу режущего инструмента продолжают за счет перемещения гибкого вала вдоль направляющей, высверливая при этом канал в породе.

Недостатком устройства является невозможность получить радиальные перфорационные каналы большой глубины (свыше 2 м диаметром до 40 мм), что объясняется ограниченной глубиной внедрения в пласт направляющей, особенно, в породах высокой твердости. Увеличение же глубины внедрения за счет повышения величины осевой нагрузки на режущую головку и момента резания, в свою очередь, снижает ресурс режущей головки. Поэтому известным устройством невозможно получить перфорационные отверстия за один спуск устройства, необходима замена отработанной режущей головки после получения каждого перфорационного канала, для чего требуется подъем и снова спуск устройства с трубами в скважину.

Известно другое устройство для образования перфорационных каналов в обсаженной скважине - сверлящий скважинный перфоратор, который содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположен комплекс взаимосвязанных механических, гидравлических и электрических систем, а именно: узел вращения, узел подачи бура, узел передачи вращения, механизм прижатия корпуса к стенке скважины, узел ориентированного поворота бура, узел промывки и узел подачи составных патрубков. Перфоратор снабжен подвеской в виде каротажного кабеля. Сам бур выполнен из составных патрубков с соединительными элементами на концах и буровой коронкой на свободном конце. В исходном положении патрубки располагаются в кассетах, а во время работы автоматически стыкуются друг с другом с помощью узла вращения и подачи составного бура. После окончания образования перфорационного отверстия буровая коронка вместе с полой штангой остается в этом отверстии, а следующее перфорационное отверстие создается новой буровой коронкой и новым составным буром (см. патент РФ №2182961, кл. Е 21 в 43/11, от 1999 г.).

Хотя известное устройство и позволяет получить в породе глубокие перфорационные каналы в породе любой заданной глубины (до двух-трех метров), поскольку формирование каждого перфорационного канала идет индивидуальным буром с режущим инструментом в виде буровой коронки, однако за один спуск устройства можно получить ограниченное количество этих отверстий, так как разместить необходимое количество кассет с буровыми коронками и патрубками в корпусе устройства при ограниченном пространстве скважины невозможно. Кроме того, полученный таким устройством перфорационный канал имеет небольшое живое сечение, поскольку бур, составленный из буровой коронки и набора патрубков, после завершения перфорации остается в канале.

К тому же устройство ненадежно в эксплуатации из-за сложности конструкции, обусловленной необходимостью узлов подачи и стыковки патрубков бура. А необходимость оставлять отработанные буры с буровыми коронками в перфорационных каналах делает использование таких устройств экономически невыгодным.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для глубокой перфорации обсаженной скважины, включающее закрепленный на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) корпус с криволинейным направляющим каналом, в котором размещена полая гибкая штанга с режущей головкой на ее конце, механизмы осевого перемещения и вращения полой гибкой штанги, расположенные соосно оси корпуса. Механизм вращения полой гибкой штанги выполнен в виде гидравлического забойного двигателя, выходной вал которого связан с полой гибкой штангой. Механизм осевого перемещения полой гибкой штанги выполнен в виде размещенного на дневной поверхности привода возвратно-поступательного перемещения, связанного посредством механической связи (грузонесущий электрический кабель и поршень, закрепленный на наружной поверхности гидравлического двигателя), с полой гибкой штангой. Рабочая жидкость в гидравлический двигатель подается через полость НКТ насосным агрегатом. При установке устройства оно стопорится в обсадной колонне посредством якоря (см. свидетельство на полезную модель №19086, кл. Е 21 В 43/11, от 2001 г.) С устья скважины подают рабочую (промывочную) жидкость, которая проходит через забойный гидравлический двигатель, полую гибкую штангу, в результате чего обеспечивается вращение гибкой полой штанги с режущей головкой на ее конце и одновременно подача промывочной жидкости на режущую головку. В результате происходит сначала сверление стенки обсадной колонны, затем заколонного камня и после этого - перфорационного канала в породе пласта.

Однако и это устройство имеет низкую эксплуатационную надежность, низкую эффективность процесса перфорации, поскольку его конструкция предусматривает вырезку окна в обсадной колонне и последующее сверление перфорационного канала одной режущей головкой. Как показала практика, такая схема работы позволяет просверлить гарантированно только один перфорационный канал в породе большой глубины и большого диаметра за один спуск гидравлического двигателя с гибкой штангой и режущей головкой, т.к. режущие кромки головки после вырезки окна в обсадной колонне и после сверления перфорационного канала в породе протяженностью около 1 м теряют остроту (особенно в твердых породах) и не могут прорезать второе окно в стенке обсадной колонны, хотя в породе режущая головка еще могла бы сверлить каналы большой протяженности. Как следствие - необходимо заменять отработанную режущую головку, для чего необходимо производить подъем и спуск гидравлического двигателя с полой гибкой штангой и замененным режущим инструментом. Эти операции необходимо повторять для формирования каждого перфорационного канала, что увеличивает время проведения перфорационных работ в обсаженной скважине, усложняет технологический процесс.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание устройства для глубокой перфорации обсаженной скважины, которое бы обеспечивало за один спуск устройства в скважину формирование требуемого количества перфорационных каналов в пласте без подъема и замены режущего инструмента на поверхность в процессе работы устройства в породах любой твердости при обеспечении требуемой глубины и диаметра перфорационных каналов путем улучшения условий работы режущего инструмента при формировании перфорационных каналов, а также упрощения управления технологическими операциями вырезки окна в обсадной колонне и последующего формирования перфорационного канала за счет размещения привода функциональных механизмов на дневной поверхности.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для глубокой перфорации обсаженной скважины, включающем закрепленный на колонне насосно-компрессорных труб корпус с криволинейным направляющим каналом, в котором размещена полая гибкая штанга с режущей головкой на ее конце, механизм осевого перемещения полой гибкой штанги, выполненный в виде размещенного на дневной поверхности привода возвратно-поступательного перемещения, связанного посредством механической связи с полой гибкой штангой, и механизм вращения полой гибкой штанги, выполненный в виде гидравлического двигателя, закрепленного на механической связи и выходным валом связанного с полой гибкой штангой, а также линию подачи рабочей жидкости от насосного агрегата и якорь, новым является то, что в механической связи привода возвратно-поступательного перемещения и полой гибкой штанги выходной вал гидравлического двигателя механизма вращения полой гибкой штанги связан с верхним концом полой гибкой штанги посредством полого жесткого вала, а соосный с осью корпуса участок криволинейного направляющего канала для размещения в нем полой гибкой штанги выполнен в виде цилиндрической полости, в указанной цилиндрической полости направляющего канала размещен упомянутый полый жесткий вал механической связи с возможностью герметизации указанной полости для разобщения криволинейного направляющего канала с полостью насосно-компрессорных труб, при этом устройство дополнительно снабжено механизмом вырезки окна в обсадной колонне, состоящим из узла осевого перемещения гибкого вала с режущим инструментом на конце и механизма вращения гибкого вала, механизм вращения гибкого вала с режущим инструментом выполнен в виде установленного в нижней части корпуса устройства гидравлического двигателя, шпиндель которого связан с размещенным в выполненном в корпусе направляющем канале гибким валом с режущим инструментом на конце, при этом направляющий канал для гибкого вала механизма вырезки окна и криволинейный направляющий канал для полой гибкой штанги совмещены на выходе из корпуса, а узел осевого перемещения гибкого вала с режущим инструментом механизма вырезки окна выполнен в виде, по меньшей мере, одной, расположенной параллельно оси корпуса, жесткой тяги, на одном конце которой установлено сцепное устройство, выполненное с возможностью периодического взаимодействия с механической связью механизма осевого перемещения гибкой полой штанги посредством выполненного на наружной поверхности механической связи выступа, а другой конец тяги связан с механизмом вращения режущего инструмента, при этом гидравлические двигатели механизма вращения полой гибкой штанги с режущей головкой и механизма вращения гибкого вала с режущим инструментом гидравлически связаны через полость насосно-компрессорных труб с насосным агрегатом.

Привод возвратно-поступательного перемещения может быть выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого связан с механической связью.

Механическая связь на участке между приводом возвратно-поступательного перемещения и гидравлическим двигателем может быть выполнена в виде длинной трубы либо в виде гибкого тягового органа.

Режущая головка на конце полой гибкой штанги выполнена преимущественно в виде буровой коронки.

Сцепное устройство может быть выполнено в виде цанги.

Выступ на механической связи может быть выполнен на полом жестком валу.

Выступом на механической связи может быть корпус гидравлического двигателя для вращения полой гибкой штанги.

Конец жесткой тяги может быть связан либо с корпусом гидравлического двигателя механизма вырезки окна, либо с его шпинделем.

Линия подачи рабочей жидкости для вращения режущего инструмента механизма вырезки окна выполнена в корпусе в виде канала, гидравлически связывающего полость колонны насосно-компрессорных труб с гидравлическим двигателем.

Благодаря тому, что устройство дополнительно снабжено механизмом вырезки окна в обсадной колонне, обеспечивается автономная работа функциональных механизмов по выполнению технологических операций при проведении перфорационных работ в обсаженной скважине, а именно: одним режущим инструментом вырезается окно в обсадной колонне, а другим - сверлятся в породе перфорационные каналы.

Благодаря тому, что предложено связать механизм вырезки окна с механизмом осевого перемещения полой гибкой штанги механически - посредством, по меньшей мере, одной жесткой тяги со сцепным устройством, периодически находящимся в зацеплении с механической связью механизма осевого перемещения полой гибкой штанги, появилась возможность осуществлять работу механизма вырезки окна от привода механизма осевого перемещения полой гибкой штанги, что существенно упрощает как конструкцию устройства, так и управление функциональными механизмами устройства, обеспечивает при этом четкую последовательность в проведении технологических операций сначала по вырезке окна в обсадной колонне, и только после этого сверлении перфорационного канала, что повышает эксплуатационную надежность устройства в целом.

Благодаря тому, что соосный с осью корпуса участок криволинейного направляющего канала выполнен в виде цилиндрической полости, в которой размещен полый жесткий вал с возможностью герметизации указанной полости, обеспечивается периодически разобщение криволинейного направляющего канала с полостью НКТ и тем самым обеспечивается подача рабочей жидкости в гидравлический двигатель механизма вырезки окна в обсадной колонне.

Выполнение механизма для сверления перфорационного канала в виде гибкой полой штанги и режущей головки на ее конце в виде буровой коронки, а также благодаря тому, что направляющие каналы для гибкого вала механизма вырезки окна и криволинейного направляющего канала совмещены в стенке корпуса, обеспечивается надежность попадания буровой коронки на полой гибкой штанге в вырезанное в обсадной трубе окно, имеющего в предложенной конструкции контуры эллипса, вытянутого вдоль оси трубы; обеспечивается надежное выдвижение гибкой штанги с буровой коронкой в радиальном направлении за пределы обсадной колонны и последующее бурение радиального канала любой длины (определяется длиной полой гибкой штанги) и требуемого диаметра даже в породах высокой твердости. Буровая коронка обеспечивает требуемое проходное сечение перфорационного канала.

Предложенное конструктивное выполнение линии подачи рабочей жидкости в устройстве обеспечивает надежную работу всех функциональных механизмов устройства.

Таким образом, предложенная совокупность конструктивных признаков в заявляемом устройстве позволяет решить поставленную техническую задачу.

На чертеже приведен схематично продольный разрез заявляемого устройства.

Устройство для глубокой перфорации обсаженной скважины содержит цилиндрический корпус 1, подвешенный на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 2 и закрепленный в колонне обсадных труб 3 на заданной глубине с помощью якоря 4.

В корпусе 1 выполнен криволинейный направляющий канал 5, в котором размещена полая гибкая штанга 6 с режущей головкой, например, буровой коронкой, 7 на нижнем конце. При этом соосный с осью корпуса 1 участок направляющего канала 5 выполнен в виде цилиндрической полости 8.

Устройство содержит механизмы осевого перемещения и вращения полой гибкой штанги 6. Привод возвратно-поступательного перемещения (осевого перемещения) полой гибкой штанги 6 размещен на дневной поверхности на устье скважины и может быть выполнен, например, в виде гидроцилиндра 9 с поршнем 10 и штоком 11, насоса 12 с регулируемым расходом жидкости для работы гидроцилиндра 9 в требуемом режиме и сливного клапана 13. В качестве привода осевого перемещения полой гибкой штанги 6 может быть использована: лебедка; реечная, винтовая передачи, либо комбинация из указанных приводов.

Привод возвратно-поступательного перемещения полой гибкой штанги 6 связан с полой гибкой штангой 6 посредством механической связи, которая может быть выполнена, например, в виде длинной трубы 14 (либо гибкого тягового органа - грузонесущего кабеля), закрепленного на нижнем ее конце гидравлического двигателя 15, выходной вал которого связан с верхним концом полой гибкой штанги 6 посредством полого жесткого вала 16.

Верхний конец длинной трубы 14 жестко связан со штоком 11 гидроцилиндра 9. В качестве длинной трубы 14 может быть взята кольтюбинговая труба; колонна труб.

Гидравлический двигатель 15, установленный на механической связи, предназначен для вращения полой гибкой штанги 6.

Полый жесткий вал 16, входящий в механическую связь, может быть выполнен с выступом 17 на наружной поверхности, например, кольцевым. Полый жесткий вал 16 может быть выполнен без выступа на наружной боковой поверхности. Полый жесткий вал 16 размещен в цилиндрической полости 8 с возможностью герметизации этой полости 8 в процессе поступательного перемещения полой гибкой штанги 6 для разобщения криволинейного направляющего канала 5 с полостью 18 НКТ2.

Устройство снабжено механизмом вырезки окна в обсадной колонне 3, который включает узлы осевого перемещения и вращения режущего инструмента 19. Привод вращения режущего инструмента 19 размещен в нижней части корпуса 1 устройства и представляет собой гидравлический двигатель 20, приводящий во вращение гибкий вал 21с режущим инструментом 19 на конце. Режущий инструмент может быть выполнен в виде концевой фрезы, сверла и т.п. Другой конец гибкого вала 21 соединен со шпинделем 22 гидравлического двигателя 20. Для направления гибкого вала 21 и режущего инструмента 19 в корпусе 1 выполнен направляющий канал 23, причем указанный канал 23 и криволинейный направляющий канал 5 для полой гибкой штанги 6 совмещены на выходе из корпуса 1.

Узел осевого перемещения гибкого вала 21 с режущим инструментом 19 механизма вырезки окна в обсадной колонне 3 выполнен в виде, по меньшей мере, одной, расположенной параллельно оси корпуса 1, жесткой тяги 24, жестко связанной нижним концом с механизмом вращения режущего инструмента 19: либо со шпинделем 22 гидравлического двигателя 20, либо с его корпусом. В случае, когда связь осуществляется через шпиндель 22, последний выполняется телескопическим. На верхнем конце тяги 24 выполнено сцепное устройство, например, в виде цанги 25. В качестве сцепного устройства также может быть использован якорь замковой опоры для штанговых насосов. Сцепное устройство 25 установлено с возможностью периодического взаимодействия с выступом 17 на механической связи, такой выступ может быть выполнен на наружной поверхности полого жесткого вала 16, либо трубы 14, либо в качестве выступа может быть использован корпус гидравлического двигателя 15. Благодаря такой возникающей периодически связи, роль привода осевого перемещения режущего инструмента 19 механизма вырезки окна в обсадной колонне 3 играет размещенный на устье скважины привод осевого перемещения полой гибкой штанги 6.

Для обеспечения работы гидравлического двигателя 20 в корпусе 1 устройства выполнен канал 26, который гидравлически связывает насосный агрегат 27, полость 18 колонны НКТ 2 с гидравлическим двигателем 20. Для обеспечения работы гидравлического двигателя 15 рабочая жидкость от насосного агрегата 27 подается через длинную трубу 14. Подачу рабочей жидкости либо к гидродвигателю 15, либо к гидродвигателю 20 осуществляет установленный на дневной поверхности насосный агрегат 27, который через задвижки 28, 29 производит подачу рабочей жидкости по автономным линиям: задвижка 28 - полость 18 НКТ 2 - канал 26 - гидродвигатель 20; задвижка 29 - полость длинной трубы 14 - полость жесткой трубы 16 - полость полой гибкой штанги 6 - промывочные отверстия буровой коронки 7 (а в случае, когда механическая связь выполнена в виде грузонесущего кабеля, рабочая жидкость от насосного агрегата 27 поступает на гидравлический двигатель 15 через полость 18 НКТ 2). Для работы механизмов устройства рабочая жидкость по линиям подачи подается поочередно.

Для возврата режущего инструмента 19 в исходное положение после вырезания окна в обсадной колонне 3 предусмотрена пружина 30, установленная на шпинделе 22 гидродвигателя 20. Для обеспечения продольной подачи полой гибкой штанги 6 с помощью лебедки и талевой подвески на цилиндре 9 предусмотрен хвостовик 31 для захвата его элеватором талевой подвески, при этом цилиндр 9 установлен на съемную подставку 32, имеющую продольную прорезь 33.

Устройство для глубокой перфорации обсаженной скважины работает следующим образом.

Корпус 1 устройства вместе с гидродвигателем 20 на НКТ 2 опускают в скважину и ставят на якорь 4 в интервале предполагаемой перфорации продуктивного пласта. Затем на длинной трубе 14 (например, кольтюбинговой трубе) опускают гидродвигатель 15 с закрепленным на нем полым жестким валом 16 и полой гибкой штангой 6 с буровой коронкой 7 на конце. В конце хода трубы 14 выступ 17 на механической связи - на жестком валу 16 - входит в цангу 25 сцепного устройства, при этом буровая коронка 7 находится в криволинейном направляющем канале 5 по его торцу в стенке корпуса 1, либо несколько не доходит до него, а полый жесткий вал 16 герметично входит в цилиндрическую полость 8 направляющего канала 5. После этого трубу 14 соединяют на дневной поверхности с насосным агрегатом 27 и закрепляют жестко на штоке 11 гидроцилиндра 9.

Для работы механизма вырезки окна в обсадной колонне 3 насосным агрегатом 27 через задвижку 28 подают рабочую жидкость по линии подачи: полость 18 колонны НКТ 2 - канал 26 - гидродвигатель 20, который шпинделем 22 начинает вращать гибкий вал 21 и режущий инструмент 17. Благодаря тому, что полый жесткий вал 16 герметично размещен в полости 8 направляющего канала 5, исключены утечки рабочей жидкости через направляющий канал 5.

Насосом 12 подают жидкость в гидроцилиндр 9 под поршень 10; поршень 10 поднимается вверх вместе со штоком 11 с заданной скоростью. Вместе со штоком 11 поднимаются вверх длинная труба 14, полый жесткий вал 16 с выступом 17, а также находящаяся в зацеплении с ним цанга 25 сцепного устройства и, следовательно, жесткая тяга 24, которая перемещает вверх либо весь гидродвигатель 20, либо подвижную часть его шпинделя 22, приводящего во вращение режущий инструмент 19, сжимая при этом пружину 30. В результате через гибкий вал 21 осуществляется продольная подача режущего инструмента 19 и происходит вырезание окна в стенке обсадной трубы 3.

Через промежуток времени, необходимый для вырезки окна, обеспечив необходимое перемещение штока 11с трубой 14, вентилем 13 сливают жидкость из-под поршня гидроцилиндра 9, и труба 14 под собственным весом опускается вниз. Под действием пружины 30 режущий инструмент 19 возвращается в направляющем канале 23 в исходное положение - у торца стенки корпуса 1 на выходе канала 23, опуская при этом вниз тягу 24 с цангой 25. При дальнейшем опускании штока 11 вместе с трубой 14 полая гибкая штанга 6 с буровой коронкой 7 на конце продвигается по направляющему каналу 5 и попадает в прорезанное в обсадной колонне 3 окно. Опускание трубы 14 с гидродвигателем 15 и полой штангой 6 могут осуществлять с помощью талевой подвески, при этом элеватором захватывают хвостовик 31, убирают съемную подставку 32, которая, благодаря продольной прорези 33, беспрепятственно выходит из-под цилиндра 9, после чего опускают трубу 14 вместе с цилиндром 9 вниз. Цилиндр 9 в этом случае работает только при вырезке окна в обсадной колонне.

После этого насосным агрегатом 27 через задвижку 29 подают рабочую жидкость по линии: труба 14 - гидродвигатель 15 - полость жесткого вала 16 - полость гибкой штанги 6 - промывочные отверстия буровой коронки 7. Гидродвигатель 15 вращает полую гибкую штангу 6 с буровой коронкой 7, при этом осуществляется осевое перемещение полой штанги 6 с буровой коронкой 7, в результате чего в пласте разбуривается перфорационный канал на любую требуемую глубину. Рабочая жидкость после гидродвигателя 15 попадает во внутренние полости полого жесткого вала 16, гибкой штанги 6 и через промывочные отверстия в буровой коронке 7 производит промывку перфорационного канала.

По окончании образования первого перфорационного канала насосом 12 вновь подают жидкость в гидроцилиндр 9 под поршень 10. Поршень 10 поднимается вверх, его шток 11 поднимает вверх трубу 14, а вместе с ней - гидродвигатель 15 и жестко связанные с ним полый вал 16 с гибкой штангой 6 и буровой коронкой 7 в исходное положение. Не расцепляя сцепное устройство (цанга 25 - выступ 17), снимают корпус 1 с якоря 4, устанавливают корпус 1 для перфорации следующего канала в данном интервале, вновь стопорят корпус 1 якорем 4, и описанным выше способом сначала вырезают окно в обсадной колонне 3, а затем формируют следующие перфорационные каналы. После окончания перфорации трубу 14 поднимают на поверхность; при этом выступ 17 на жестком валу 16 выводят из зацепления с цангой 25 приложением большего усилия, чем усилие подачи.

Таким образом, заявляемое устройство для глубокой перфорации обсаженных скважин за один спуск его в заданный интервал перфорации разбуривает в пласте требуемое количество перфорационных каналов. Поскольку операции вырезки окна и разбуривание канала в породе разнесены во времени и выполняются последовательно разными режущими инструментами, то данные инструменты сохраняют свои функциональные свойства в процессе работы за один спуск устройства в требуемый интервал, поэтому разбуривание перфорационного канала после вырезки окна в обсадной колонне может идти уже в породе любой твердости, на большую глубину, при этом буровая коронка обеспечивает формирование канала большого диаметра с четкими неразмытыми стенками.

Использование предлагаемого устройства позволяет значительно повысить эксплуатационную надежность устройства за счет упрощения управления технологическими операциями при проведении перфорационных работ в обсаженной скважине, что повышает качество проведения таких работ, снижает трудоемкость работ.

Формула изобретения

1. Устройство для глубокой перфорации обсаженной скважины, включающее закрепленный на колонне насосно-компрессорных труб корпус с криволинейным направляющим каналом, в котором размещена полая гибкая штанга с режущей головкой на ее конце, механизм осевого перемещения полой гибкой штанги, выполненный в виде размещенного на дневной поверхности привода возвратно-поступательного перемещения, связанного посредством механической связи с полой гибкой штангой, и механизм вращения полой гибкой штанги, выполненный в виде гидравлического двигателя, закрепленного на механической связи и выходным валом связанного с полой гибкой штангой, а также линию подачи рабочей жидкости от насосного агрегата и якорь, отличающееся тем, что в механической связи привода возвратно-поступательного перемещения и полой гибкой штанги выходной вал гидравлического двигателя механизма вращения полой гибкой штанги связан с верхним концом полой гибкой штанги посредством полого жесткого вала, а соосный с осью корпуса участок криволинейного направляющего канала для размещения в нем полой гибкой штанги выполнен в виде цилиндрической полости, в указанной цилиндрической полости направляющего канала размещен упомянутый полый жесткий вал механической связи с возможностью герметизации указанной полости для разобщения криволинейного направляющего канала с полостью насосно-компрессорных труб, при этом устройство дополнительно снабжено механизмом вырезки окна в обсадной колонне, состоящим из узла осевого перемещения гибкого вала с режущим инструментом на конце и механизма вращения гибкого вала, механизм вращения гибкого вала с режущим инструментом на конце выполнен в виде установленного в нижней части корпуса устройства гидравлического двигателя, шпиндель которого связан с размещенным в выполненном в корпусе направляющем канале гибким валом с режущим инструментом на конце, при этом направляющий канал для гибкого вала механизма вырезки окна и криволинейный направляющий канал для полой гибкой штанги совмещены на выходе из корпуса, а узел осевого перемещения гибкого вала с режущим инструментом механизма вырезки окна выполнен в виде по меньшей мере одной расположенной параллельно оси корпуса жесткой тяги, на одном конце которой установлено сцепное устройство, выполненное с возможностью периодического взаимодействия с механической связью механизма осевого перемещения гибкой полой штанги посредством выполненного на наружной поверхности механической связи выступа, а другой конец тяги связан с механизмом вращения режущего инструмента, при этом гидравлические двигатели механизма вращения полой гибкой штанги с режущей головкой и механизма вращения гибкого вала с режущим инструментом гидравлически связаны через полость насосно-компрессорных труб с насосным агрегатом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод возвратно-поступательного перемещения выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого связан с механической связью.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что механическая связь на участке между приводом возвратно-поступательного перемещения и гидравлическим двигателем выполнена в виде длинной трубы.

4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что механическая связь на участке между приводом возвратно-поступательного перемещения и гидравлическим двигателем выполнена в виде гибкого тягового органа.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что режущая головка на конце полой гибкой штанги выполнена в виде буровой коронки.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что сцепное устройство выполнено в виде цанги.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что выступ на механической связи выполнен на полом жестком валу.

8. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что выступом на механической связи является корпус гидравлического двигателя для вращения полой гибкой штанги.

9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что конец жесткой тяги связан либо с корпусом гидравлического двигателя механизма вырезки окна, либо с его шпинделем.

10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что линия подачи рабочей жидкости для вращения режущего инструмента механизма вырезки окна выполнена в корпусе в виде канала, гидравлически связывающего полость колонны насосно-компрессорных труб с гидравлическим двигателем.

РИСУНКИРисунок 1