Устройство для создания перфорационных щелевых каналов

 

Изобретение относится к горной промышленности , в частности к устройствам для перфорации скважин. Целью изобретения является повышение эффективности устройства в работе за счет упрощения конструкции и увеличения глубины перфорационных каналов. Устройство содержит корпус 1, шток 2, резцы 3 с отверстиями, гидравлическую камеру, образованную кольцевым поршнем 4, цилиндром 5 и штоком 2 Резцы 3 установлены с возможностью осевого перемещения по пазам типа ласточкина хвоста корпуса 1. В стенке штока 2 выполнено радиальное отверстие 6. Осевой канал штока 2 может перекрываться либо заглушкой 7, либо сбрасываемым клапаном 8. Устройство работает следующим образом . После спуска в скважину на колонне насосно-комп рессорных труб (НКТ) произ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 B 43/114

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1, 4

0 3

ЬЗ (21) 4799246/03 (22) 05,03.90 (46) 23.11,92. Бюл. N 43 (71) Конструкторско-технологическое бюро технических средств бурения скважин (72) Г.А. Ситдыков, M.Ä. Еникеев, M.P. Мавлютов и Х.И. Акчурин (56) 1. Патент Франции ¹ 2607865, кл. Е 21 В 43/112, 1988.

2. Авторское свидетельство СССР

N 883351, кл. Е 21 В 43/114, 1981.

3. Патент США ¹ 2638165, кл. 164 — 03, опублик. 1953, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПЕРФОРАЦИОННЫХ ЩЕЛЕВЫХ КАНАЛОВ (57) Изобретение относится к горной промышленности. в частности к устройствам!

Ж 1776772 А1 для перфорации скважин. Целью изобретения является повышение эффективности устройства в работе за счет упрощения конструкции и увеличения глубины перфорационных каналов. Устройство содержит корпус 1, шток 2, резцы 3 с отверстиями, гидравлическую камеру. образованную кольцевым поршнем 4, цилиндром 5 и штоком 2. Резцы 3 установлены с возможностью осевого перемещения по паэам типа ласточкина хвоста корпуса 1. В стенке штока 2 выполнено радиальное отверстие 6, Осевой канал штока 2 может перекрываться либо заглушкой 7, либо сбрасываемым клапаном

8, Устройство работает следующим образом. После спуска в скважину на колонне насосно-комп рессорных труб (НКТ) проиэ1776772 водят промывку скважины и сбрасывают клапан 8. Создаютдавление в HKT. При этом поршень 4 перемещается вверх, воздействует на резцы 3. перемещая их вверх и s радиальном направлении до упора в стенки обсадкой колонны. Не сбрасывая давление, устройство перемещают возвратно-поступательно в интервале к перфорации с контролем нагрузок по индикатору веса. При этом резцы 3 углубляются в стенку скважины и прорезают обсадную колонну и цеменИзобретение относится к нефтегазовой промышленности, конкретно к вскрытию пласта спуска ее цементирования обсадной колонны труб.

Известно устройство для перфорации обсадных труб а нефтяной скважине (1), представляющее собой удлиненный кожух, окружающий пуансон (пробойник), способный выдвигаться наружу и приводимый а действие гидроцилиндром. Этот пуансон предназначен для пробивки отверстий (перфорации) обсадных труб. Сопло для нагнетания жидкости смонтировано на гибком трубопроводе, который входит в отверстия, пробитые пуансоном. и производит разрушение грунта вокруг обсадных труб, Конструктивное выполнение устройства сложно и ненадежно ввиду наличия гибкого трубопровода. который должен быть достаточно прочным и для. формирования высокоскоростной струи после выдвижения а канал осложняет процесс. создавая прихватоопасную ситуацию, например, в случае обвала породы в размываемой полости.

Известно устройство (2 для создания перфорационных щелевых каналов, содержащее корпус с расположенным в полости, перпендикулярной к оси скважины, режущим инструментом с формообразующей поверхностью, приводимым в действие клином, отличающееся тем, что режущий инструмент выполнен в виде. симметрично расположенных по отношению к оси скважины накатных роликов с дополнительной поверхностью, сопряженной у основания с формирующей частью накатного ролика.

Недостатком устройства являются недостаточная надежность работы устройства из-за крепления накатных роликов на осях (слом осей), малая глубина канала, созданного накатным роликом. Кроме того наличие нижнего клина создает аварийные ситуации

40 тное кольцо. После достижения резцами крайнего верхнего положения жидкость поступает в каналы резцов и разрушает цементный камень и породу. Уменьшение показаний индикатора веса свидетельствует о полном прорезании щелей. В этом случае перемещение устройства продолжают, при этом высокоскоростная струя размывает породу на большую глубину, а резцы выполняют роль направляющих в щелях, 3 ил. (перевернутый клин всегда опасен в скважине).

Известно устройство (33, принятое эа прототип, содержащее корпус, режущий инструмент, выполненный а виде нескольких фрез, шарнирно связанных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с воэможностью перемещения.

Основные недостатки прототипа.

Сложность конструкции, включающей цилиндр с поршнем (тяговый механизм), систему рычагов, что приводит к большому количеству осей и проушин, В стесненных скаажинных условиях не размещается такая рычажная система с достаточной прочностью осей, проушин, соответствующей большим радиальным нагрузкам, необходимым для прокалывания стенки обсадной трубы, изготовленной иэ аысокопрочных марок стали.

Недостаточная глубина перфорационных каналов.

Неопределенность расположения последующих отверстий по отношению к первоначальному.

Наличие трех каналов связи устройства с поверхностью, двух колонн труб с кабелем.

Целью изобретения является повышения эффективности в работе за счет упрощения конструкции и увеличения глубины перфорационных каналов, Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит корпус с продольным каналом и наклонными пазами, цилиндр с поршнем и регулирующий инструмент в видЕ резцов, шарнирно связанных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещения, причем поршень выполнен кольцевым, а в каждом резце выполнен продольный канал с воэможностью гидравлической связи с ка1776772 налом корпуса в крайнем верхнем положении резца.

Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что поршень выполнен кольцевым, в каждом резце выполнен продольно-поперечный канал с возможностью гидравлической связи с каналом корпуса в крайнем верхнем положении резца.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 — расположение фрез в крайнем верхнем положении на корпусе: на фиг. 3 — один из вариантов исполнения фрез в трех проекциях.

Устройство состоит из корпуса 1, выполненного в виде клина, штока 2, резцов 3, вертикальной гидрокамеры, образованной кольцевым поршнем-толкателем 4, цилиндром 5 и штоком 2. Резцы 3 связаны с поршнем-толкателем 4 шарнирным соединением и могут перемещаться по паэам типа ласточкина хвоста корпуса 1. Имеется отверстие

"а" в корпусе 1. Верхняя часть резцов в контакте с корпусом создает канал "б", В самом резце имеется канал "в", В стене штока 2 имеется радиальное отверстие 6, соединяющее центральный осевой канал штока 2 с камерой r.oä поршнем 4. Центральный канал может перекрываться либо заглушкой 7, либо сбрасываемым клапаном

8, Пружина растяжения 9 взаимодействует с поршнем 4 и цилиндром 5 (крепление концов пружины не показано). На корпусных деталях снаружи имеются центрирующие ребра {не обозначены).

Устройство работает следующим образом.

После спуска устройства на колонне труб(НКТ, бурильных) производят привязку устройства к разрезу известным способом и промывку скважины, после прекращения промывки сбрасывают клапан 8. Вновь закачивают жидкость, создают давление в трубах. Поршень-толкатель 4 перемещается вверх, Резцы 3 перемещаются одновременно вверх и в радиальном направлении до упора в стенки колонны и располагаются вначале ниже крайнего верхнего положения, показанного на фиг. 1. Через отверстия

"а" жидкость поступает в эатрубное пространство.

Не прекращая промывки талевой системой перемещают колонну труб с устройством возвратно-поступательно. (вверх-вниз) на заданную величину с контролем нагрузок по индикатору веса. При этом резцы одновременно углубляются в металл (стенку). Постепенно резцы, перемещаясь в осевом и радиальном направлениях, прорезают трубу и углубляются в цементное кольцо, После достижения резцами крайнего верхнего положения на корпусе 1, указанного на фиг. 1 и 2, жидкость поступает по каналам "а", "б", веса свидетельствует о полном прореэании щелевых отверстий, увеличение является показанием достижения верха щели. Разгруэка — показание достижения низа щели.

Натяжение колонны труб при наличии давления в гидрокамере приводит к перемещению режущих элементов вверх с фрезерованием колонны обсадных труб, при уменьшении давления или полном прекра20 щении нагнетания жидкости — к возврату резцов в исходное транспортное положение под действием сил трения о трубы и усилия пружины 9.

После полного прорезания колонны и части цементного кольца расхаживание продолжают, высокоскоростная струя размывает щели на большую глубину. Резцы при этом выполняю роль направляющих в щелях, Устройство может применяться также для выполнения операции по отрезанию обсадных колонн, когда требуется их извлечение, например, при ликвидации скважин, Для этого устройство вращают трубками и создают давление в гидрокамере устройства.

Формула изобретения

Устройство для создания перфорационных щелевых каналов, содержащее корпус с продольным каналом и наклонными пазами, цилиндр с поршнем и режущий инструмент и виде резцов, шарнирно связанных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения эффективности работы за счет упрощения конструкции и увеличения глубины перфорационных каналов, поршень выполнен кольцевым, причем в каждом резце выполнен продольный канал с возможностью гидравлической связи с каналом корпуса в крайнем верхнем положении резца, "в", как по единому каналу. Высокоскорост10 ная струя разрушает цементный камень и породу. Уменьшение показаний индикатора

1776772

Составител ь Г. Ситды ко в

Редактор М.Кузнецова . Техред M Ìîðãåíòàë Корректор C.Пекарь

Заказ 4105 Тираж Подписное

8НИИПИ 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