СЕКТОРНЫЙ СПОСОБ ЩЕЛЕВОЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ Российский патент 2009 года по МПК E21B43/11 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к гидромеханической перфорации скважин.

Известен способ гидромеханической перфорации скважин, опубликованный в статье «Особенности и результаты применения гидромеханического перфоратора», авторы Александров B.C., Лаштабег В.И. (ВНИИКРнефть), (см. стр.15 журнал «НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО», май 1994 г., М.). «Гидромеханический перфоратор прорезает в трубе щели накатными роликами с острым углом заточки (60-120 градусов), для радиальной подачи которых в НКТ создают ступенчато избыточное давление насосным агрегатом и на каждой ступени роликами выполняют несколько проходов путем возвратно-поступательных движений НКТ. Вначале на внутренней поверхности обсадной трубы роликами постепенно накатывают продольные канавки, а на заключительном этапе ими продавливают дно канавок».

Недостатком способа является то, что в способе отсутствует гидравлическая напорная струя с целью распространения щелевого канала вглубь породы (см. там же стр.20 «НХ», май 1994).

Известен способ гидромеханической щелевой перфорации обсадной колонны (прототип), который выполняют устройством для щелевой перфорации обсадной колонны (см. патент РФ №2039220, МПК Е21В 43/114, опубл. 09.07.1995 г.). Устройство для щелевой перфорации обсадной колонны, содержащее корпус с выдвижным режущим инструментом в виде накатного ролика с осью и одним или несколькими режущими дисками с формообразующей поверхностью, подпружиненную консоль, связанную с осью накатного ролика и установленную с возможностью осевого перемещения, и узел связи корпуса с колонной насосно- компрессорных труб, отличающееся тем, что устройство для щелевой перфорации снабжено опорными роликами, размещенными в противоположной стороне от накатного ролика, гидроцилиндром, поршень которого подпружинен и соединен с подпружиненной консолью, и установленной на подпружиненной консоли гидромониторной насадкой, гидравлически связывающей полость колонны насосно-компрессорных труб с внешним пространством и ориентированной на рабочую зону формообразующей поверхности накатного ролика в его рабочем положении, при этом корпус против гидроцилиндра выполнен с дросселирующими отверстиями, сообщающими подпоршневое пространство гидроцилиндра с внешним пространством, а против накатного ролика с пазом под ось накатного ролика.

Способ создания щелевых каналов, включающий спуск устройства для щелевой перфорации на колонне труб к месту перфорации, создание давления в трубах и образование щели путем возвратно-поступательного перемещения устройства для щелевой перфорации совместно с перемещением поршневой системы (поршень-шток-поршень) двигателя устройства для щелевой перфорации с гидромониторной насадкой, при этом образование щели осуществляется усилием, создаваемым перепадом давления рабочей жидкости в гидропоршневой системе двигателя и межтрубном пространстве, а окончательное формирование щели перфорационного канала осуществляют гидромониторным эффектом струи рабочей жидкости при повышенном давлении в трубах после выхода режущего инструмента в виде раскатного ролика за пределы обсадной колонны.

Недостатком способа является то, что высота щели в продуктивном пласте равна расстоянию, пройденному насадкой.

Известен способ гидромеханической щелевой перфорации обсадной колонны и устройство для его осуществления, описанный в патенте RU 2254451 С1, МПК Е21В 43/112, опубл. 20.06.2005 г. Согласно изобретению вначале большую часть толщины стенки обсадной колонны удаляют резцом, а гидромеханическую раскатку осуществляют на остатке толщины стенки обсадной колонны. Цементный камень и породу пласта удаляют гидромониторной насадкой.

Недостатком способа является то, что высота щели в продуктивном пласте равна расстоянию, пройденному насадкой.

Известен способ гидромеханической щелевой перфорации обсадной колонны и устройство для его осуществления, описанный в патенте RU 2254451 С1, МПК Е21В 43/112, опубл. 20.06.2005 г. Согласно изобретению вначале большую часть толщины стенки обсадной колонны удаляют резцом, а гидромеханическую раскатку осуществляют на остатке толщины стенки обсадной колонны. Цементный камень и породу пласта удаляют гидромониторной насадкой.

Недостатком способа является то, что высота щели в продуктивном пласте равна расстоянию, пройденному насадкой.

Известен способ гидромеханической щелевой перфорации, описанный в патенте на гидромеханический щелевой перфоратор RU 2302515 С2, МПК Е21В 43/112, опубл. 27.01.2007 г. Согласно изобретению, устройством для щелевой перфорации с двумя режущими инструментами производят две параллельные щели в трубе обсадной колонны, а двумя гидромониторными насадками окончательно формируют выработку в пласте.

Недостатком способа является то, что высота щели в продуктивном пласте равна расстоянию, пройденному насадкой.

Известен способ получения перфорационных щелей в эксплуатационной колонне, описанный в патенте RU 2256066 С2, МПК Е21В 43/112, опубл. 10.07.2005 г., включающий спуск устройства для щелевой перфорации в скважину на колонне насосно-компрессорных труб, формирование в эксплуатационной колонне двух диаметрально расположенных перфорационных щелей путем перемещения двух расположенных диаметрально выдвижных элементов, отличающихся тем, что используют в качестве выдвижных элементов зубчатые диски, формирование двух перфорационных щелей осуществляют постепенно усиливающимися пробиванием за счет микроударов, создаваемых зубчатыми дисками при ступенчатом создании давления в колонне насосно-компрессорных труб, и последующую подачу в полученные щели жидкости вскрытия одновременно через гидромониторные насадки, которыми оснащено устройство для щелевой перфорации, в виде двух противоположно направленных струй, обеспечивающих разрушение цементного камня и промывку забоя. Для этого используют известное устройство для щелевой перфорации, описанное в патенте RU 2249678 С2, МПК Е21В 43/112, опубл. 10.04.2005 г. Устройство для щелевой перфорации содержит корпус, размещенный в нем поршень-толкатель и выдвижной режущий инструмент в виде установленного на оси режущего диска с механизмом его выдвижения. Согласно изобретению устройство для щелевой перфорации снабжено дополнительным режущим диском, смонтированным на дополнительной оси с возможностью выполнения режущими дисками двух диаметрально расположенных щелей в колонне. Механизм выдвижения дисков включает смонтированное на центральной оси коромысло, в плечах которого в отверстиях установлены оси режущих дисков. Коромысло выполнено с возможностью поворота при перемещении поршня-толкателя.

Недостатком способа является то, что высота щелей в продуктивном пласте равна расстоянию, пройденному насадками.

Цель изобретения - увеличение производительности щелевой гидромеханической перфорации, высоты и глубины перфорационного канала продуктивного пласта.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного изобретения, является: во-первых, меньшие энергетические затраты на гидроперфорацию, т.к. получаемый вертикальный секторный разрез имеет меньшую щель в трубе, цементном слое, сложнонапряженной прискважинной зоне и превосходит по высоте вертикальный канал в продуктивном пласте,

во-вторых, при выработке следующего канала рабочая струя отводится в предыдущий канал, расширяя и углубляя оба канала продуктивного пласта, в-третьих, меньшие щели трубы обсадной колонны расположены в значительном удалении друг от друга по высоте, что позволяет создать сплошной вертикальный канал в продуктивном пласте, не нарушая существенной целостности колонны, и создать канал в продуктивном пласте даже за муфтой обсадной колонны не разрезая ее.

Поставленная цель достигается за счет того, что секторный способ щелевой гидромеханической перфорации скважины включает спуск устройства для щелевой перфорации на колонне труб к месту перфорации, создание давления в трубах и образование щели путем возвратно-поступательного перемещения устройства для щелевой перфорации совместно с перемещением поршневой системы (поршень-шток-поршень) двигателя устройства для щелевой перфорации с гидромониторной насадкой, при этом образование щели осуществляют усилием, создаваемым перепадом давления рабочей жидкости в гидропоршневой системе двигателя и межтрубном пространстве, а окончательное формирование щели перфорационного канала осуществляют гидромониторным эффектом струи рабочей жидкости при повышенном давлении в трубах после выхода режущего инструмента в виде раскатного ролика за пределы обсадной колонны.

В отличие от известного способа, в предлагаемом способе вытекаемая струя из сопла насадкодержателя и направленная вверх под углом 45 градусов к стенке скважины в процессе перфорации имеет возможность постепенно изменять направление вниз до угла 45 градусов к стенке скважины в вертикальной плоскости, после сброса рабочего давления сопло имеет возможность возвращения в исходное положение, для чего используют устройство для щелевой перфорации, включающее гидроцилиндр, поршень которого связан с механизмом образования щели посредством полого штока, который связан гибким шлангом высокого давления с насадкодержателем гидромониторной насадки, корпус которого соединен соответственно подвижно с корпусом устройства для щелевой перфорации с возможностью качения в вертикальной плоскости и со штоком посредством шатуна с двумя осями вращения с возможностью качения в этой же плоскости.

Поставленная цель так же достигается за счет того, что секторный способ щелевой гидромеханической перфорации скважины включает вначале то, что щель в трубе обсадной колонны создают выдвижным от давления нагнетаемой рабочей жидкости механизмом для образования щели, выполненным в виде раскатного диска, а секторную выработку в пласте - качающейся гидромониторной насадкой.

Поставленная цель так же достигается за счет того, что секторный способ щелевой обсадной колонны гидромеханической перфорации скважины включает вначале то, что большую часть толщины стенки обсадной колонны удаляют резцом, затем гидромеханическую раскатку осуществляют на остатке толщины стенки обсадной колонны и окончательно формируют секторный перфорационный канал качающейся гидромониторной насадкой, установленной в устройстве для щелевой перфорации. Устройство для щелевой перфорации содержит корпус, гидроцилиндр, подпружиненный полый шток с поршнем, гидромониторную насадку, раскатный инструмент, стопорный ролик. Согласно изобретению в корпусе выполнен направляющий паз, в котором размещен строгальный инструмент. В корпусе дополнительно выполнен вырез, в котором размещены клиновой толкатель и устройство дотированной подачи строгального инструмента, выполненного в виде торцового кулачка с делительным механизмом. Строгальный инструмент выполнен с возможностью ограничения хода. Дополнительно выполнен гидроцилиндр, в котором размещен подпружиненный поршень, шток с упорным элементом, выполненным для взаимодействия с делительным механизмом. Подпоршневая полость дополнительного гидроцилиндра гидравлически связана с полостью рабочего давления и с внешним пространством. В отличие от вышеизложенного устройства для щелевой перфорации, дополнительно полый шток гидроцилиндра содержит гибкий шланг высокого давления с насадкодержателем, корпус насадкодержателя соединен подвижно с корпусом устройства для щелевой перфорации с возможностью качания в вертикальной плоскости и связан со штоком, содержащим шатун с двумя осями вращения с возможностью качания в этой же плоскости.

Поставленная цель так же достигается за счет того, что секторный способ щелевой гидромеханической перфорации скважины производят устройством для щелевой перфорации с двумя режущими инструментами. Производят две параллельные щели в трубе обсадной колонны, а дополнительно двумя качающимися гидромониторными насадками, установленными в устройство, окончательно формируют выработку в пласте. Устройство для щелевой перфорации содержит корпус. В корпусе размещены поршень-толкатель, клин и два рычага. Поршень-толкатель выполнен с центральным и двумя боковыми каналами, оборудованными гидромониторными насадками. С одной стороны каждого из рычагов закреплены режущие инструменты, подпружиненные с противоположной стороны в направлении друг от друга и установленные с возможностью скольжения по сторонам клина и выдвижения режущих инструментов в противоположные стороны. Перфоратор снабжен двумя направляющими сухарями, каждый из которых установлен на соответствующем рычаге с помощью дополнительной оси с возможностью выдвигания при вдвинутом положении режущих инструментов в пазы, сформированные в эксплуатационной колонне режущим инструментом, до полного прорезания щелей в эксплуатационной колонне.

В отличие от вышеизложенного устройства для щелевой перфорации, дополнительно полый шток гидроцилиндра содержит два гибких шланга высокого давления с насадкодержателями гидромониторной насадки, корпуса насадкодержателей соединены подвижно с корпусом устройства для щелевой перфорации с возможностью качания в вертикальной плоскости и связаны со штоком, содержащим дополнительно два шатуна с двумя осями вращения с возможностью качания в этой же плоскости.

Поставленная цель так же достигается за счет того, что секторный способ щелевой гидромеханической перфорации скважины включает спуск устройства для щелевой перфорации в скважину на колонне насосно-компрессорных труб, формирование в эксплуатационной колонне двух диаметрально расположенных перфорационных щелей путем перемещения двух расположенных диаметрально выдвижных элементов, при этом используют в качестве выдвижных элементов зубчатые диски, формирование двух перфорационных щелей осуществляют постепенно усиливающимся пробиванием за счет микроударов, создаваемых зубчатыми дисками при ступенчатом создании давления в колонне насосно-компрессорных труб, и последующую подачу в полученные щели жидкости вскрытия одновременно через две гидромониторные насадки. Устройство для щелевой перфорации содержит корпус, размещенный в нем толкатель и выдвижной режущий инструмент в виде установленного на оси режущего диска с механизмом его выдвижения. Перфоратор снабжен дополнительным режущим диском, смонтированным на дополнительной оси с возможностью выполнения режущими дисками двух диаметрально расположенных щелей в колонне. Механизм выдвижения дисков включает смонтированное на центральной оси коромысло, в плечах которого в отверстиях установлены оси режущих дисков. Коромысло выполнено с возможностью поворота при перемещении толкателя.

В отличие от вышеизложенного устройства для щелевой перфорации, дополнительно полый шток гидроцилиндра содержит два гибких шланга высокого давления с насадкодержателями гидромониторной насадки, корпуса насадкодержателей соединены подвижно с корпусом устройства для щелевой перфорации с возможностью качания в вертикальной плоскости и связаны со штоком, содержащим дополнительно два шатуна с двумя осями вращения с возможностью качания в этой же плоскости.

Предлагаемый способ и устройства для щелевой перфорации для его осуществления иллюстрируются чертежами, на которых представлены примеры получения перфорационного канала и варианты упрощенных схем конструкций устройств:

На фиг.1 - продольный разрез вертикальной щели, полученный одной насадкой.

На фиг.2 - упрощенная схема устройства выполнения предлагаемого способа раскатным диском, выдвижным от давления, и одной качающейся насадкой.

На фиг.3 - упрощенная схема устройства выполнения предлагаемого способа механическим резцом, а затем раскатным диском и одной качающейся насадкой.

На фиг.4 - упрощенная схема устройства выполнения предлагаемого способа механическим резцом и качающейся насадкой.

На фиг.5 - упрощенная схема устройства выполнения предлагаемого способа диском-фрезой качающейся насадкой.

Осуществляют предложенный способ, например, следующим образом (см. фиг.1). На колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) устройство для щелевой перфорации опускают в скважину к месту перфорации. После установки устройства для щелевой перфорации через трубы НКТ нагнетают рабочую жидкость, например пластовую воду. Расчетное давление рабочей жидкости прижимает раскатный диск к обсадной трубе. Устройство для щелевой перфорации перемещают вверх и вниз. Ступенчато повышают давление и соответственно повторяют возвратно поступательные движения устройства до выхода раскатного диска из тела обсадной трубы. Раскатный диск создает в трубе обсадной колонны щель длиной L.

При этом качающаяся насадка из первоначального положения повернется вниз до угла в 45 градусов и передвинется из точки 1 в точку 2 и вымоет породу пласта на высоту щели H1. Останавливают устройство для щелевой перфорации в расчетной точке таким образом, чтобы струя из насадки, направленной вверх, попадала в верхнюю точку продавленной щели. Постепенно и непрерывно изменяют давление рабочей жидкости от расчетного минимального до возможного максимального (во избежание поломки вскрывающего инструмента). Рабочая жидкость вымывает цементный слой и породу пласта и создает секторную выработку с дополнительной высотой в пласте Н2, увеличивающуюся по высоте по мере удаления от стенки скважины. Таким образом решается поставленная задача производства вертикальной секторной выработки в скважине.

Способ по первому варианту (см. п.2 ФИ) осуществляют (см. фиг.2) устройством для щелевой перфорации (на схеме представлено упрощенное устройство для пояснения осуществления способа) с созданием щели в трубе обсадной колонны скважины выдвижным от давления нагнетаемой рабочей жидкости раскатным диском, а секторную выработку в пласте - качающейся гидромониторной насадкой. Устройство для щелевой перфорации обсадной колонны содержит корпус 1 с выдвижным режущим инструментом в виде накатного ролика с осью и одним или несколькими режущими дисками 2 с формообразующей поверхностью, подпружиненный шток 3. Шток связан с осью накатного ролика и установлен с возможностью осевого перемещения. Устройство снабжено опорными роликами 4, размещенными в противоположной стороне от накатного ролика. Дополнительно гидромониторная насадка установлена вверх под углом 45 градусов в качающемся корпусе насадкодержателя 5. Насадкодержатель гидравлически соединен со штоком гибким шлангом 6, а механически - шатуном 7 с двумя осями вращения.

Способ осуществляют следующим образом (см. фиг.2). На колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) устройство для щелевой перфорации опускают в скважину к месту перфорации. После установки устройства через трубы НКТ нагнетают рабочую жидкость, например пластовую воду. Расчетное давление рабочей жидкости прижимает раскатный диск 2 к обсадной трубе. Устройство для щелевой перфорации на НКТ перемещают вверх и вниз. Ступенчато повышают давление и соответственно повторяют возвратно-поступательные движения устройства для щелевой перфорации до выхода раскатного диска 2 из тела обсадной трубы. Подпружиненный шток 3 устройства максимально выдвинется и через качающийся вокруг двух осей шатун 7 продвинет качающийся корпус насадкодержателя 5. При этом качающийся насадкодержатель 5 из первоначального положения повернется вниз до угла в 45 градусов. Рабочую жидкость на гидромониторную насадку подают через гибкий шланг 6. При перемещении устройства струя из насадки размывает породу пласта и создает наклонную выработку в пласте, равную по высоте длине щели в трубе обсадной колонны. Снижают рабочее давление до минимального. Подпружиненный шток 3 возвращается в исходное положение и устанавливает насадкодержатель 5 в первоначальное положение. Останавливают перфоратор в расчетной точке таким образом, чтобы струя из насадки направленной вверх под углом 45 градусов попадала в верхнюю точку продавленной щели. Постепенно и непрерывно изменяют давление рабочей жидкости от расчетного минимального до расчетного максимального (во избежание поломки вскрывающего инструмента). Шток 3 непрерывно выдвигается и поворачивает вниз насадкодержатель 5. Рабочая жидкость вымывает цементный слой и породу пласта и создает секторную выработку с дополнительной высотой в пласте, увеличивающуюся по высоте по мере удаления от стенки скважины.

Таким образом решается поставленная задача производства вертикальной секторной выработки в скважине.

Способ по второму варианту (на схеме представлено упрощенное устройство для пояснения осуществления способа) осуществляют устройством для щелевой перфорации (см. фиг.3), вначале большую часть толщины стенки обсадной колонны удаляют резцом, а гидромеханическую раскатку осуществляют на остатке толщины стенки обсадной колонны. Секторную выработку в пласте - качающейся гидромониторной насадкой.

Устройство для щелевой перфорации обсадной колонны содержит корпус 1 с выдвижным режущим инструментом в виде раскатного диска 2 с осью, подпружиненный резец 8, подпружиненный полый шток 3. Подпружиненный резец 8 гидравлически соединен со штоком. Шток связан с осью накатного ролика и установлен с возможностью осевого перемещения. Устройство снабжено опорными роликами 4, размещенными в противоположной стороне от накатного ролика. Дополнительно гидромониторная насадка установлена вверх под углом 45 градусов на качающемся относительно корпуса устройства насадкодержателе 5. Насадкодержатель гидравлически соединен со штоком гибким шлангом 6, а механически - шатуном 7 с двумя осями вращения.

Способ осуществляют следующим образом (см. фиг.3). На колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) устройство для щелевой перфорации опускают в скважину к месту перфорации. После установки устройства для щелевой перфорации через трубы НКТ нагнетают рабочую жидкость. Расчетное давление рабочей жидкости прижимает к обсадной трубе подпружиненный резец 8, раскатный диск 2 и опорные ролики 4. Устройство для щелевой перфорации на НКТ перемещают вверх и вниз. Подпружиненный резец 8 при ходе вверх срезает расчетный слой металла тела обсадной трубы. Ступенчато повышают давление и соответственно повторяют возвратно-поступательные движения устройства до расчетного расстояния выхода резца 8 до упора. Ступенчато еще выше поднимают давление рабочей жидкости и соответственно повторяют возвратно-поступательные движения устройства до выхода раскатного диска 2 из тела обсадной трубы. Подпружиненный шток 3 устройства максимально выдвинется и через качающийся вокруг двух осей шатун 7 продвинет насадкодержатель 5. При этом качающийся насадкодержатель 5 из первоначального положения повернется вниз до угла в 45 градусов. Рабочую жидкость на гидромониторную насадку непрерывно подают через гибкий шланг 6. При перемещении устройства сверху вниз и снизу вверх струя из насадки размывает породу пласта и создает наклонную выработку в пласте, равную по высоте длине щели в трубе обсадной колонны. Снижают рабочее давление до минимального. Подпружиненный шток 3 возвращается в исходное положение и устанавливает насадкодержатель 5 в первоначальное положение. Останавливают устройство для щелевой перфорации в расчетной точке таким образом, чтобы струя из насадки направленной вверх под углом 45 градусов попадала в верхнюю точку продавленной щели. Постепенно и непрерывно изменяют давление рабочей жидкости от расчетного минимального до расчетного максимального (во избежание поломки вскрывающего инструмента). Шток 3 непрерывно выдвигается и поворачивает вниз насадкодержатель 5. Рабочая жидкость вымывает цементный слой и породу пласта и создает секторную выработку с дополнительной высотой в пласте, увеличивающуюся по высоте по мере удаления от стенки скважины. Таким образом решается поставленная задача производства вертикальной секторной выработки в скважине.

Способ по третьему варианту осуществляют следующим устройством для щелевой перфорации, на схеме (см. фиг.4) представлено упрощенное устройство (для пояснения осуществления способа) с созданием щели в трубе обсадной колонны скважины выдвижными от давления резцами, а секторную выработку в пласте - качающимися гидромониторными насадками. Устройство для щелевой перфорации обсадной колонны содержит корпус 1 с выдвижными подпружиненными режущими инструментами в виде резцов 8 с осями и подпружиненный шток 3. Шток связан с клином 9 и установлен с возможностью осевого перемещения. Дополнительно гидромониторные насадки установлены под углом 45 градусов на качающемся относительно корпуса насадкодержателе 5. Насадкодержатель гидравлически соединен со штоком гибким шлангом 6, а механически - шатуном 7 с двумя осями вращения.

Способ осуществляют следующим образом (см. фиг.4). На колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) устройство для щелевой перфорации опускают в скважину к месту перфорации. После установки устройства через трубы НКТ нагнетают рабочую жидкость. Расчетное давление рабочей жидкости прижимает резцы 8 к обсадной трубе. Устройство для щелевой перфорации на НКТ перемещают вверх и вниз. Ступенчато повышают давление и соответственно повторяют возвратно-поступательное движения устройства для щелевой перфорации до выхода резцов 8 из тела обсадной трубы. Подпружиненный шток 3 устройства максимально выдвинется и через качающийся вокруг двух осей шатун 7 повернет насадкодержатель 5. При этом качающийся насадкодержатель5 из первоначального положения повернется вниз до угла в 45 градусов. Рабочую жидкость на гидромониторные насадки подают непрерывно через гибкий шланг 6. При перемещении устройства струя из насадки размывает породу пласта и создает в пласте выработку, равную по высоте длине щели в трубе обсадной колонны. Снижают рабочее давление до минимального. Подпружиненный шток 3 возвращается в исходное положение и устанавливает насадкодержатель 5 в первоначальное положение. Останавливают устройство для щелевой перфорации в расчетной точке таким образом, чтобы струя из насадки, направленной вверх под углом 45 градусов, попадала в верхнюю точку прорезанной щели. Постепенно и непрерывно изменяют давление рабочей жидкости от расчетного минимального до расчетного максимального (во избежание поломки вскрывающего инструмента). Шток 3 непрерывно выдвигается и поворачивает вниз насадкодержатель 5. Рабочая жидкость вымывает цементный слой и породу пласта и создает секторную выработку с дополнительной высотой в пласте, увеличивающуюся по высоте по мере удаления от стенки скважины.

Таким образом решается поставленная задача производства вертикальной секторной выработки в скважине.

Способ по четвертому варианту (см. фиг.5) осуществляют устройством для щелевой перфорации (на схеме представлено упрощенное устройство для пояснения осуществления способа) с созданием щели в трубе обсадной колонны скважины выдвижным от давления нагнетаемой рабочей жидкости диском-фрезой, а секторную выработку в пласте - качающейся гидромониторной насадкой. Устройство для щелевой перфорации обсадной колонны содержит корпус 1 с выдвижными режущими инструментами в виде диска-фрезы 2 с осями на коромысле 10, подпружиненный шток 3. Шток связан с толкателем 9 и установлен с возможностью осевого перемещения. Дополнительно две гидромониторные насадки установлены под углами 45 градусов на качающихся относительно корпуса насадкодержателях 5. Насадкодержатели 5 гидравлически соединены со штоком гибкими шлангами 6, а механически шатунами 7 с двумя осями вращения.

Способ осуществляют следующим образом (см. фиг.5). На колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) устройство для щелевой перфорации опускают в скважину к месту перфорации. После установки устройства через трубы НКТ нагнетают рабочую жидкость. Расчетное давление рабочей жидкости через толкатель 9 прижимает диски-фрезы 2 к обсадной трубе. Устройство для щелевой перфорации на НКТ перемещают вверх и вниз. Ступенчато повышают давление и соответственно повторяют возвратно поступательные движения устройства до выхода дисков-фрез 2 из тела обсадной трубы. Подпружиненный шток 3 устройства максимально выдвинется и через качающийся вокруг двух осей шатун 7 повернет насадкодержатели 5. При этом качающиеся насадкодержатели 5 из первоначального положения повернутся соответственно один вниз, а другой вверх до угла в 45 градусов. Рабочую жидкость на гидромониторную насадку подают через гибкие шланги 6. При перемещении устройства струя из каждой насадки размывает породу пласта и создает наклонную выработку в пласте, равную по высоте длине щели в трубе обсадной колонны. Снижают рабочее давление до минимального. Подпружиненный шток 3 возвращается в исходное положение и устанавливает насадкодержатели 5 в первоначальное положение. Останавливают устройство для щелевой перфорации в расчетной точке таким образом, чтобы струя из насадки, направленной вверх под углом 45 градусов, попадала в верхнюю точку продавленной щели. Постепенно и непрерывно изменяют давление рабочей жидкости от расчетного минимального до расчетного максимального (во избежание поломки вскрывающего инструмента). Шток 3 непрерывно выдвигается и поворачивает вниз верхний насадкодержатель 5, а нижний насадкодержатель - вверх. Рабочая жидкость вымывает цементный слой и породу пласта и создает секторную выработку с дополнительной высотой в пласте, увеличивающуюся по высоте по мере удаления от стенки скважины. Таким образом решается поставленная задача производства вертикальной секторной выработки в скважине.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к гидромеханической перфорации скважин. Технический результат - увеличение производительности щелевой гидромеханической перфорации, высоты и глубины перфорационного канала продуктивного пласта. Секторный способ щелевой гидромеханической перфорации скважины включает формирование перфорационного канала в обсадной колонне механическим способом - возвратно-поступательным движением устройства для щелевой перфорации путем подъема и опускания колонны насосно-компрессорных труб, а в цементном слое, сложнонапряженной прискважинной зоне и продуктивном пласте - гидравлической струей, вытекающей из сопла насадкодержателя, направленного вверх под углом 45 градусов к стенке скважины. При этом в процессе формирования постепенно перемещают сопло насадкодержателя вниз до угла 45 градусов к стенке скважины, а после сброса рабочего давления сопло возвращают в исходное положение, для чего используют устройство для щелевой перфорации, включающее гидроцилиндр, поршень которого связан с механизмом образования щели посредством полого штока, который связан гибким шлангом высокого давления с насадкодержателем гидромониторной насадки. Корпус насадкодержателя соединен соответственно подвижно с корпусом устройства для щелевой перфорации с возможностью качания в вертикальной плоскости и со штоком посредством шатуна с двумя осями вращения с возможностью качания в этой же плоскости. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Секторный способ щелевой гидромеханической перфорации скважины, включающий формирование перфорационного канала в обсадной колонне механическим способом - возвратно-поступательным движением устройства для щелевой перфорации путем подъема и опускания колонны насосно-компрессорных труб, а в цементном слое, сложнонапряженной прискважинной зоне и продуктивном пласте - гидравлической струей, вытекающей из сопла насадкодержателя, направленного вверх под углом 45° к стенке скважины, отличающийся тем, что в процессе перфорации постепенно перемещают сопло насадкодержателя вниз до угла 45° к стенке скважины, а после сброса рабочего давления сопло возвращают в исходное положение, для чего используют устройство для щелевой перфорации, включающее гидроцилиндр, поршень которого связан с механизмом образования щели посредством полого штока, который связан гибким шлангом высокого давления с насадкодержателем гидромониторной насадки, корпус которого соединен соответственно подвижно с корпусом устройства для щелевой перфорации с возможностью качания в вертикальной плоскости и со штоком посредством шатуна с двумя осями вращения с возможностью качания в этой же плоскости.

2. Секторный способ гидромеханической перфорации по п.1, отличающийся тем, что щель в трубе обсадной колонны создают выдвижным от давления нагнетаемой рабочей жидкости механизмом для образования щели, выполненным в виде раскатного диска, а секторную выработку в пласте - качающейся гидромониторной насадкой.

3. Секторный способ гидромеханической перфорации по п.1, отличающийся тем, что щель в трубе обсадной колонны создают в два этапа: вначале механическим резцом и затем - раскатным диском, а секторную выработку в пласте - качающейся гидромониторной насадкой.

4. Секторный способ гидромеханической перфорации по п.1, отличающийся тем, что щель в трубе обсадной колонны создают механическим резцом, а секторную выработку в пласте - качающейся гидромониторной насадкой.

5. Секторный способ гидромеханической перфорации по п.1, отличающийся тем, что щель в трубе обсадной колонны создают диском-фрезой, а секторную выработку в пласте - качающейся гидромониторной насадкой.