УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ЗАЛЕЖИ ПЕРФОРАЦИОННЫМИ КАНАЛАМИ Российский патент 2008 года по МПК E21B43/112 

Изобретение относится нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к устройствам для вторичного вскрытия залежи перфорационными каналами, например, при разработке залежи, сложенной из неоднородных пластов или неоднородной залежи по площади с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов.

Известно устройство для бурения боковых горизонтальных каналов, включающее полый гибкий вал, связанный одним концом со сменным инструментом для разрушения забоя - стенки обсадной колонны или породы, а другим концом - с приводом гибкого вала, и насос для подачи агента для выноса разрушенного материала из скважины и охлаждения сменного инструмента для разрушения забоя (см., например, РФ №2260686, 20.09.2005).

Недостатком известного решения является то, что гибкий вал не обеспечивает передачи необходимых осевых нагрузок (нагрузок сжатия) и крутящего момента на инструмент для разрушения забоя, а также осевых нагрузок растяжения при возможных прихватах устройства в процессе бурения.

Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения углеводородов за счет повышения степени дренирования призабойной зоны продуктивного пласта, обеспечение возможности проводки перфорационных каналов глубокого проникновения в породах значительного диапазона их прочностных свойств, повышения эксплуатационной надежности устройства и его упрощения.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для вторичного вскрытия залежи перфорационными каналами включает полый гибкий вал, установленный в направляющем узле и соединенный через соединительные элементы на его торцах одной стороной с режущим инструментом, а другой стороной - с полой штангой привода гибкого вала, модуль фиксации устройства к стенке скважины, нагнетательное средство для подачи промывочной жидкости к режущему инструменту, при этом полый гибкий вал имеет центральную гибкую трубку для подачи через нее промывочной жидкости от нагнетательного средства, концентрично помещенные на гибкой трубке несущие многослойные и многозаходные цилиндрические пружины из круглой или ленточной проволоки в ее поперечном сечении, причем диаметр каждого слоя выполнен увеличивающимся от центра к периферии, при этом смежные несущие пружины имеют разные направления навива, а между ними расположен один, по меньшей мере, усиливающий цилиндрический слой для обеспечения необходимой прочности гибкого вала на растяжение.

Кроме того:

полый гибкий вал имеет не менее трех несущих слоев многозаходных пружин;

полый гибкий вал имеет соединительные элементы в виде наконечников с продольными проточками для закрепления многослойных многозаходных цилиндрических пружин;

армирующий цилиндрический слой выполнен в виде армирующей металлической сетки, поперечное сечение проволок которой меньше поперечного сечения проволок внутреннего слоя многозаходной пружины;

армирующий слой выполнен в виде армирующей сетки из пластика, поперечное сечение нитей которой меньше поперечного сечения проволок внутреннего слоя многозаходной пружины;

армирующий слой выполнен в виде трубы из пластика.

гибкая трубка имеет сальник в верхней части.

Сущность изобретения заключается в том, что выполнение устройства именно в таком виде, как описано в изобретении, обеспечивает возможность проводки перфорационных каналов глубокого проникновения в породах значительного диапазона их прочностных свойств. Это, в частности, обеспечено за счет особого выполнения гибкого вала устройства. Выполнение его в виде несущих многослойных и многозаходных цилиндрических пружин из проволоки с разным направлением навива позволяет передать через него необходимые крутящий момент и осевое усилие на буровой наконечник. Гибкость вала обеспечивает его выполнение из проволоки с поперечным сечением, увеличивающимся от центра к периферии - от одного слоя к другому. Расположение между слоями пружин дополнительного армирующего цилиндрического слоя предусматривает придание ему необходимой прочности на растяжение, необходимой для возврата устройства в исходное положение или для ликвидации прихватов вала или бурового наконечника.

На фиг.1 изображено устройство в общем виде; на фиг.2 изображено сечение полого гибкого вала.

Устройство для вторичного вскрытия залежи перфорационными каналами включает (фиг.1) корпус 1, имеющий фигурный паз 2 с направляющим каналом 3, в котором расположен полый гибкий вал 4, который соединен одной стороной (концом) с режущим инструментом 5, например съемное сверло, а другой стороной (концом) - с полой штангой 6 привода устройства (не показан).

Конструкция полого гибкого вала 4 обеспечивает возможность передачи на съемное сверло необходимого для разрушения стенки скважины цементного камня и породы крутящего момента и осевого усилия. В торцах полого гибкого вала 4 размещены соединительные элементы 7 в виде наконечников для закрепления многозаходных пружин. Внутри полого гибкого вала 4 расположена гибкая трубка 8, например фторопластовая, которая со стороны режущего инструмента закреплена неподвижно, а с другой уплотнена сальником 9 (например, резиновым кольцом), благодаря чему имеет возможность осевого перемещения относительно полого гибкого вала 4. Полая трубка 8 служит для подачи промывочной жидкости к режущему инструменту 5 от нагнетательного средства подачи этой промывочной жидкости (не показано). В качестве средства подачи промывочной жидкости может быть использован обычный насос, мультифазный насос или компрессор. Полый гибкий вал 4 (фиг.1 и 2) представляет собой многослойные многозаходные цилиндрические пружины 10 (не менее 3-х слоев) с разным поперечным сечением проволок, а именно с увеличением этого сечения, в частности диаметра, от центра к периферии (от слоя к слою). Пружины 10 смежных слоев имеют разные направления их навива, что обеспечивает устойчивость и прочность полого гибкого вала 4 при передаче крутящего момента и осевой нагрузки - подачи от привода устройства к режущему инструменту 5. Между слоями пружин 10 расположен армирующий цилиндрический слой 11, выполненный, например, в виде металлической сетки с размером ячейки, превышающей шаг навива пружин 10, для обеспечения устойчивости гибкого вала 4 от осевого усилия растяжения.

Устройство работает следующим образом.

Устройство спускают на геофизическом кабеле или насосно-компрессоных трубах - НКТ в заданный интервал вскрытия обсадной колонны, цементного камня и проводки перфорационного канала радиального оси скважины. Включают привод, обеспечивают вращение полого гибкого вала 4 с режущим инструментом 5, например, в виде съемного сверла. Прижимают устройство к внутренней поверхности обсадной колонны, создают осевую подачу полому гибкому валу 4 с режущим инструментом 5 и подают промывочную жидкость от средства его подачи (не показано) через трубку 8 к режущему инструменту 5. Проводят сверление перфорационного канала путем разрушения стенки эксплутационной колонны цементного камня и породы и вынос продуктов разрушения из перфорационного канала. По окончании перфорации канала создают затягивающее усилие на полый гибкий вал 4 и затягивают режущий инструмент 5 в исходное положение. Перемещают устройство на новую точку перфорации канала и процесс повторяют.

В случае аварийной ситуации, например прихвата гибкого вала или режущего инструмента в перфорационном канале или выхода из строя отдельных узлов устройства, разрушают гибкий вал и вытягивают его остатки из перфорационного канала.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к устройствам для вторичного вскрытия залежи перфорационными каналами, например, при разработке залежи, сложенной из неоднородных пластов или неоднородной залежи по площади с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов. Обеспечивает повышение эксплуатационной надежности устройства. Сущность изобретения: устройство включает полый гибкий вал, установленный в направляющем узле и соединенный через соединительные элементы на его торцах одной стороной со съемным режущим инструментом, а другой стороной - с полой штангой привода гибкого вала, модуль фиксации устройства к стенке скважины, узел для подачи промывочной жидкости к режущему инструменту. При этом полый гибкий вал имеет центральную гибкую трубку для подачи через нее промывочной жидкости, концентрично помещенные на гибкой трубке несущие многослойные и многозаходные цилиндрические пружины из круглой или ленточной проволоки в ее поперечном сечении, увеличивающемся от центра к периферии. При этом смежные несущие пружины имеют разные направления навива. Между пружинами расположен один, по меньшей мере, усиливающий цилиндрический слой для обеспечения необходимой прочности гибкого вала на растяжение. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для вторичного вскрытия залежи перфорационными каналами, включающее полый гибкий вал, установленный в направляющем узле и соединенный через соединительные элементы на его торцах одной стороной с режущим инструментом, а другой стороной - с полой штангой привода гибкого вала, модуль фиксации устройства к стенке скважины, нагнетательное средство для подачи промывочной жидкости к режущему инструменту, при этом полый гибкий вал имеет центральную гибкую трубку для подачи через нее промывочной жидкости от нагнетательного средства, концентрично помещенные на гибкой трубке несущие многослойные и многозаходные цилиндрические пружины из круглой или ленточной проволоки в ее поперечном сечении, причем диаметр каждого слоя выполнен увеличивающимся от центра к периферии, при этом смежные несущие пружины имеют разные направления навива, а между ними расположен один, по меньшей мере, усиливающий цилиндрический слой для обеспечения необходимой прочности гибкого вала на растяжение.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полый гибкий вал имеет не менее трех несущих слоев многозаходных пружин.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полый гибкий вал имеет соединительные элементы в виде наконечников с продольными проточками для закрепления многослойных многозаходных цилиндрических пружин.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что усиливающий слой выполнен в виде армирующей металлической сетки, поперечное сечение проволок которой меньше поперечного сечения проволок внутреннего слоя многозаходной пружины.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что усиливающий слой выполнен в виде армирующей сетки из пластика, поперечное сечение нитей которой меньше поперечного сечения проволок внутреннего слоя многозаходной пружины.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что усиливающий слой выполнен в виде трубы из пластика.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкая трубка имеет сальник в верхней части.