Устройство для перфорации обсаженной скважины Советский патент 1983 года по МПК E21B43/114 

сл

:о

4:

оо

Изобретение относится к оборудованию, используемому в нефтегазодобывающей промышленности для вскрытия продуктивных пластов абразивной перфорацией.

Известен скважинный перфоратор, который содержит корпус, полый шток направляющий элемент, выдвигающуюся трубку с насадкой и механизм кругового перемещения направляющего элемента. При подаче жидкости с абразивным материалом в полый шток, он, двигаясь вниз, передает движение механизму кругового перемещения направляющего элемента, который,совершая колебательные движения, придает круговое движение струе жидкости, вытекающе.й из насадки в конце выдвигающейся трубки Струя жидкости с абразивом при этом вырабатывает в колонне круглое отверстие. Как только шток, перемещаясь вниз, прекратит передачу движения механизму кругового перемещения направляющего элемента, начинается выдвижение трубки с насадкой в пласт по мере разрушения породы в нем струей жидкости с абразивом, истекающей из насадки ij .

Недостатком указанного перфоратора является наличие специального и довольно сложного механизма кругового перемещения направляющего элемента для придания ему кругового движения, который усложняет конструкцию перфоратора в целом,Сложность конструкции, а также трудность практического согласования: времени разрушения обсадной колонны со скоростью движения полого штока вниз являются причинами низкой эксплуатационной надежности перфоратора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае.мому результату является устройство для перфорации обсаженной скважины, содержащее корпус, внутри которого концентрично установлены полый шток с возможностью осевого перемещения, подпружиненный дз ифференциальный поршень с фиксатором, узел демпфирования, включающий цилиндр, образующий с корпусом и штоком замкнутую камеру, в которой установлен поршень, связанный со штоком, от- клонитёль, трубку с рабочей насадкой и узел предварительного разрушения обсадной колонны, имеющий насадку и связанный с полостью труб в рабочем положении 2.

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы его в скважинах различного диаметра, поскольку узел разрушения обсадной колонны выполнен в виде группы стандартных насадок, соединенных в один узел и тангенциально

расположс нных в корпусе устройства под углом к направлению выдвижения в пласт трубки, причем оси сопловых каналов насадок узла разрушения обсадной колонны и ось выдвижения трубки из корпуса устройства фокусируются в одной точке, на определенном расстоянии от корпуса устройства. Насадки вырабатывают в колонне отверстие достаточно большой площади, однако для попадания в него выдвигающейся трубки необходимо, чтобы корпус устройства был расположен в обсадной колонне строго концентрично, так как при этом центр отверстия в колонне совпадает с осью-выдвигающейся трубки. При наклоне или смещении корпуса устройства к передней или задней стенке обсадной колонны центр отверстия смещается относительно оси трубки, вследствие;чего последняя не всегда попадает в отверстие колонны при выдвижении из устройства. Отверстие образованное в колонне группой насадок, имеет острые кромки,которые врезаются в тело трубки при ее движении, что приводит к нарушению целостности поверхности трубки и знчительному увеличению усилия,требуемого дпя выдвижения и.возврата ее в первоначальное положение.

Цель изобретения - повышение на дежности работы устройства в скважинах различного диаметра.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для перфорации Обсаженной скважины, содержащем корпус, внутри которого концентрично установлены полый шток с возможностью осевого перемещения, подпружиненный дифференциальный поршень с фиксатором, узел демпфирования, включающий цилиндр, образующий с корпусом и штоком замкнутую камеру, в которой установлен поршень, связанный со штоком, отклонитель,трубку с рабочей насадкой и узел предварительного разрушения обсадной колонны, имеющий насадку и связанный с полостью труб в рабочем положении, насадка концентрично установлена относительно рабочей насадки и образует с последней сопловой канал для прохода гидроабразивной смеси.

На фиг. 1 схематично показано устройство при подаче гидроабра.зивной смеси к узлу предварительного разрушения обсадной колонны, общий вид; на фиг. 2 - то же, при подаче гидроабразивной смеси к рабочей насадке; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство включает в себя сборный корпус 1-4, соединительную гайку 5, внутри корпуса концентрично установлены узел перекрытия подачи гидроабразивной смеси к узлу разрушения обсадной колонны, выполненный в виде полого дифференциального поршня 6 с фиксатором 7, взаимодействующего с возвратной пружиной 8, узел демпфирования, включающий цилиндр 9, образующий с корпусом и штоком 10 замкнутую камеру, в которой установлен поршень 11, связанный со штоком 10, отклонитель, трубку 12 с рабочей насадкой 13.

Выдвижение трубки 12 в пласт осуществляется через отклонитель,состоящий из двух боковых пластин 14 с двумя прямоугольными выступами в верхней части 15, соединенных двумя рядами вращающихся роликов 16, и насадку 17, крепящуюся при помощи гайки 18 к корпусу 1. Установленная на полом дифференциальном поршне б втулка 19 с несколькими отверстиями 20 в торцевой части направляет поток гидроабразивной смеси к узлу разрушения обсадной колонны, представляющему собой сопловой канал 21 между рабочей насадкой 13 в конце трубки 12 и насадкой 17. В корпусе выполнены каналы

22и 23 для прохода гидроабразивной смеси. .

Устройство работает следующим образетл.:

При создании давления в-р-абочей колонне труб, на которых спущено устройств9 в скважину, гидроабразивная смесь через каналы 22 в корпусе устройства 4, отверстия 20 в торцевой части втулки 19 и каналы

23в корпусе 3 поступает в сопловой канал 21, образованный насадкой 17 и наружной поверхностью рабочей иасадки 13, через который в результате создания определенного перепада давление в течение определенного времени происходит выработка окна в обсадной колонне. Увеличив давление нагнетания гидроабразивной смеси приблизительно на 5 МПа, получают дополнительное усилие на дифферендиальный поршень б (выше усилия срыва его с упора фиксатора 7). При этом диференциальный поршень б с втулкой 19 перемещается вниз, сжимает возвратную пружину 8 и своим нижним концом закрывает каналы 23, перекрывая тем самым поступление гидроабразивной смеси в сопловой канал 21, через который производилась выработка окна в обсадной колонне.

Вместе с дифференциальным поршнем б перемещается вниз и жестко связанная с ним втулка 19, открывая при этом проход для поступления гидроабразивной смеси во внутреннюю полость штока 10 (фиг.2) и далее к выдвигающейся трубке 12 с рабочей насадкой 13. Одновременно от усилия,

0 равного произведению диаметра верхнего конца штока 10 на давление гидроабразивной смеси в устройстве,шток 10 перемещается вниз, а жестко соединенная с ним трубка 12 с рабочей насадкой 13 выдвигается через окно, предварительно выработанное в обсадной колонне, в пласт.

Таким образом, переключение подачи гидроабразивной смеси к сопловому каналу 21 узла разрушения обсадной колонны или к рабочей насадке 13 на конце выдвигашщейсгт в пласт трубки 12 осуществляется ПОДВИЖНЕЛМ полым дифференциальным поршнем б, жестко связанным с втулкой 19 и при5водимым в действие изменением давления в рабочей колонне труб, на которых спущено устройство ,в скважину.

Для регулирования скорости выдвижения трубки в пласт предусмотре0но демпферное устройство с поршнем 11, при движении которого вязкая жидкость из подпоршневой полости через капиллярное отверстие перетекает в надпоршневую. Возвращение выдвигающейся трубки в исходное положение осуществляется после частичного снижения рабочего давления на устье скважины, величина которого зависит от глубины спуска устройства в скважину, за счет усилия, возникающего вследствие разности площадей нижнего и верхнего концов фигурного штока.

Для .получения нового канала устройство перемещается в новое исходное положение, повышается давление, и цикл повторяется.

Использование предлагаемого устройства для перфорации обсаженной скважины в нефтепромысловой практике позволяет получать надеж0ное сообщение пласта со скважиной при освоении объектов с ухудшенной в процессе бурения призабойной зоной пласта, что способствует повышению эффективности освоения разведочных скважин и ввода их в эксплуатацию.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ .ОБСАЖЕННОЙ СКВАЖИНЫ, Содержавшее корпус, внутри которого концентрично установлены полый шток с возможностью осевого перемещения, подпружиненшлй дифференциальный поршень с tiKcatopcM, узел демпфирования, включающий цилиндр, образуящий с корпусом и штоком замкнутую камеру, в которой установлен поршень, связанный со штокам, отклонитель, трубку с рабочей насадкой и узел предварительного разрушения обсгшной колонны, имеющий насадку и х:вязанный с полостью труб в рабочем положении, о т л и ч а ю щ е ё с я тем,.что, с целью повышения надежности работы его в скважинах различного диаметра, насадка концен трично установлена | относительно рабочей насадки и об(/} разует с последней сопловой канал для прохода гидроабразивной смеси.