Устройство для вскрытия и обработки призабойной зоны пласта Советский патент 1985 года по МПК E21B43/114 

Изобретение относится к оборудова нию, применяемому в нефтегазодобываю щей промышленности для направленного воздействия на призабойную зону плас та путем последовательного проведени гидроперфорации и гидроразрыва пласт или гидроперфорации и кислотной обра ботки без применения -пакера. Цель изобретения - повышение надежности в рабочее устройства и расширение его эксплуатационных возможностей. На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг- 3 - сечение Б-Б на фиг, 15 на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - вид Г на фиг. Устройство состоит из корпуса 1, в котором концентрично установлена дифференциальная втулка 2, взаимодей ствующая с пружиной 3 и удерживаемая в исходном положении пружиной-замком 4. В нижней части дифференциальная втулка 2 имеет сквозную поперечную прорезь с Фиксаторами 5. В радиальных каналах корпуса 1 устано лены втулки 6, входящие в прорезь дифференциальной втулки 2. На наружной поверхности втулок 6 имеются кольцевые канавки, в которые входят фиксаторы 5 дифферренциальной втулки 2, удерживающие втулки 6 в исходном положении. Внутри втулок 6 смонтиро ваны стандартные насадки 7. из твердого сплава. Втулки 6 оборудованы сменными фланцами 8, в которых установлены уплотнительные элементы 9. Фланцы имеют форму прямоугольника (фиг.5), на верхней стороне которого выполнена фаска 10. В поперечных каналах корпуса 1 на двух уровнях расположены две па..ры толкателей. 11 (фиг. 2). Толкатели выполнены в виде дифференцнальных поршней и крепятся к сменным фланцам 8 ступенями большего диаметра. Толкатели 11, расположенные на одном уровне, направлены в раз. вые стороны и крепятся к противоположнЬм сменным фланцам 8 (фиг. 4). Таким образом, толкатели 11 соединены с прямоугольными фланцами 8 в диагонально- противоположных углах (фиг. 5). Наличие толкателей 11 и размещение их в корпусе 1 по предлагаемой схеме позволяет расширить диапа зон размеров обсадных колонн, обслуживаемых одним типоразмером предлагаемого устройства, а также исключить заклинивание при выдвижении и рюзврате насадок. Применение одного типоразмера устройства в обсадных колоннах разного диаметра становится возможным также благодаря наличию сменных фланцев 8, изготовление которых не представляет особой сложности, так как они могут быть изготовлены из обычной стали. В отверстиях насадок 7 установлен с коаксиальным зазором сердечник 12, местко связанный с корпусом 1. Сердечник 12 образует с насадкой 7 сопловой канал, имеющий в поперечном |Сечении вид кольцевой щели. Устройство работает следующим образом. Устройство спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах и в заданном интервале скважины фиксируется якорем. Через насосно-компрессорные трубы в корпус 1 устройства закачивается . гидроабразивная смесь, которая, истекая из кольцевой щели соплового канала, образованного сердечником 12 и насадками 7, вырабатывает отверстие в обсадной колонне и перфорационный данал в пласте. При этом втулки 6 с насадками 7 удерживаются в корпусе 1 устройства фиксаторами 5 дифференциальной втулки 2. Для проведения обработки призабойной зоны пласта увеличивают давление прокачки гидроабразивной смеси и дифференциальная втулка 2, преодолевая сопротивление пружины-замка 4 и пружины 3, движется вниз. При этом фиксаторы 5 выходят из зацепления с втулками 6. Под действием давления закачиваемой жидкости толкатели 11 вьщвигают сменные фланцы 8 и связанные с ними втулки 6 с насадками 7 из корпуса устройства и прижимают их к пер-форированной ранее об.садной колонне. Площадь контакта герметизируется уплотнительными элементами 9. Расположение уплонительных элементов 9 на сменных фланцах 8 позволяет значительно увеличить диаметр угшотнительного элемента 9 относительно диаметра соплового канала насадок 7 и тем самым удалить их на достаточное расстояние от края перфорационного отверстия в колонне. Благодаря этому исключается попадание уплотнительного 31 элемента 9 в отверстие и зону, подвер гавшуюся интенсивному воздействию абразивной жидкости в процессе резания ; При вьщвижении насадок 7 они сдвигаются с неподвижного сердечника 12, вследствие чего полностью открывается сечение проточного отверстия насадок 7, через которое закачивается в пласт жидкость, необходимая для его обрабоки или гидравлического разрыва. После проведения обработки приза, войной зоны пласта, закачка жидкости прекращается. Под действием гидростаi-1ческого давления столба жидкости в скважине, воздействующего на ступенчатьй корпус толкателей 11, они за двигаются в корпус устройства, увлекая за собой сменные фланцы 8 с втулками 6 и насадками 7. Под действием прзнины 3 дифференциальная втулка 2 возвращается в исходное положение и фиксаторы 5, входя в канавки на наружной поверхности втулок 6,. фиксируют их в исходном положении. Толкатели 11 (фиг. 4) перемещаются под действием давления закачиваемой, жидкости, так как ступени меньшего диаметра толкателей 11 сообщаются с внутренней полостью устройства через зазор между поверхностью толкателя 11 654 и его обоймой, не герметизированный сальником . Для надежной работы устройства необходимо, чтобы токатели 11 располагапись на -одинаковом расстоянии от насадок 7 устройства, причем центры толкателей 11 и центры насадок 7 должны находиться на одной линии. При выполнении этого условия достигается равенство сил, под действием которых выдвигаются и возвращаются в исходное положение фланцы 8, вследствие чего исключаются перекосы и заедания втулок 6 с насадками 7 в радиальных каналах корпуса 1 устройства. Кроме того, для применения одного типоразмера устройства в скважинах, оборудованных обсадными колоннами различного диаметра, требуется большая величина перемещения сменных фланцев 8 и соответственно большая длина толкателей 11. Вследствие этого расположить толкатели 11, связан- ные со сменными фланцами 8, один напротив другого не позволяет ограниченный диаметр корпуса устройства. По-этому пары толкателей 11 устанавливаются в корпусе 1 накрест по отношению друг к другу и крепятся к сменным фланцам 8 в их диагонально противоположных углах.

11

фиг. 5

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ М ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА, ,одержащее корпус, внутри которого концентрично установлен подпружиненньй поршень с .фиксаторами радиаль- но выдвижных насадок, торцовые утшбтнительные элементы и жестко связанньй с корпусом сердечник, концентрично установленный в насадках и образующий с их внутренней поверхностью кольцевой сопловой канал, о т л ичающееся тем, что, с целью повьшения надежности в работе и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено установленными в корпусе с возможностью радиального перемещения втулками со сменными фланцами и толкателями, выполненньв ш в виде дифференциальных поршней, жестко связанных ступенями большего диамет(Л ра со сменными фланцами в диагонально противоположных углах, а ступеням ми меньшего диаметра гидравлически связанных с внутренней полостью корпуса, причем торцовые уплотнительные элементы размещены на сменных фла цах, а насадки установлены во втулках.