Устройство для перфорации обсаженной скважины Советский патент 1986 года по МПК E21B43/114 

1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для перфорации стенок скважин.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при использовании в высокотемпературных скважинах,

На фиг, 1 изображено устройство для перфорации обсаженных скважин, общий вид; на фиг. 2 и 3 - узел цилиндра с поршнем и плунжера с дополнительным цилиндром; на фиг. 4 - сигнализирующий элемент; на фиг. 5 - устройство однократного использования, общий вид; на фиг. 6 - обратный клапан; на фиг. 7 - узел шестеренчатых передач.

Устройство состоит из корпуса 1, кабельной головки 2, поршня 3, сверлящего бура 4, цилиндра 5 с клапаном 6, шестерни 7, жестко связанной с поршнем 3, зубчатой рейки 8, косо- зубой шестеренчатой пары 9, плашки 1О с подшипником 11, плунжера 12, дополнительного цилиндра 13, центраторов 14.

Устройство снабжено сигнализирующим элементом (фиг. 4), который состоит из двух контактов 15 и 16, один из которых закреплен жестко на штоке 17, пружины 18 и электровводов 19 и 20; сверлящий бур закрыт крьш1- кой 21, плашка 10 имеет паз 22 и отверстие 23, Обратный клап 6 имеет уплотнительный элемент 24, шайбу 25 и пружину 26. Устройство спускается в скважину с обсадной - колонной 27.

Устройство работает следующим образом.

Под действием давления жидкости, нагнетаемой в скважину с поверхности, поршень 3 начинает перемещаться, т.е. входить в цилиндр 5 за счет разности сечений поршня 3 и плунжера 12, перемещая одновременно плашку 10 с подшипником 11 и плунжер 12 (меньшего сечения) в одном направлении. Поршень 3 и плунжер 12 соединены жестко с плашкой 10.

Возможность смещения плашки 10 обеспечена тем, что в ней вьтолнен паз 22 для движения зубчатой рейки 8 и отверстие 23.

Одновременно с началом движения поршня 3 за счет зубчатых зацеплений шестерни 7, зубчатой рейки 8 и

228252

косозубой шестеренчатой пары 9 происходит вращательно-поступательнре „движение сверлящего бура 4, производящего разбуривание крышки 21, уста- 5 новленной для исключения преждевременного срабатывания устройства, обсадной колонны 27, цементного кольца и пор.оды. Сверлящий бур 4 выполнен с конусообразным

0 продольным отверстием вершиной к режущей части, что исключает заклинивание сверлящей коронки и способствует выносу разбуриваемого шлама, и размещен внутри подшипника 11.

5 Шестерня 7 выполнена заодно с

косозубой конической шестерней козо- зубой пары 9 и прикреплена на одной оси к поршню 3, а зубчатая рейка 8 прикреплена к цилиндру 5. Другая

20 косозубая коническая щестерня косозубой пары 9 выполнена заодно со сверлящим буром 4.

Порешнь 3, дойдя до клапана 6, открьгоает его осевым усилием и свя25 зьшает полость цилиндра 5 со средой скважины. За счет этой связи давления жидкости в цилиндре 5 и скважине уравновешиваются. С момента от- крытия клапана 6 сверление прекраща30 етСя. Закрытие клапана 6 в скважине не предусмотрено, так как давление в полости цилиндра 3 после срабатывания клапана уравновешивается с дав лением скважины. На этом цикл работы

35 клапана заканчивается.

Для подготовки устройства к работе клапан 6 устанавливается на днев- ной поверхности. Полости цилиндра 5 и дополнительного цилиндра 13 в на40 чале работы наполнены воздухом и находятся под атмосферным давлением. В дополнительном цилиндре 13 в процессе забуривания сверлящего бура 4 происходит разрежение, а в ци45 линдре 5 после окончания процесса забуривания в результате срабатьша- ния клапана 6 происходит заполнение полости скважинной жидкостью.

Уравновешивание давление обуслов- 50 ливает обратный ход плунжера 12, вхо-j дящего в разреженную полость допол- нительного цилиндра 13. При этом происходит вывинчивание сверлящего .бура (обратньш ход). Рабочий цикл 55 сверления на этой стадии заканчивается.

Диаметр пары поршень 3 - цилиндр 5 больше диаметра пары плунжер 12 дополнительный цилиндра 13 на такую величину, которая обеспечивает необходимое усилие резания при сверлении.

Центральное положение устройст- ва в скважине достигается за счет центраторов 14.

Сигнализация конечных положений сверлящей коронки происходит следующим образом. Сверлящий бур при врезании в стенку скважины отходит от штока 17, пружина 18 постепенно смыкает контакты 15 и 16. Замыкает5 .

ся цепь, и соответствующий сигнал принимется на земной поверхности. При обратном ходе сверлящего бура шток постепенно смещается коронкой и происходит размыкание электрических контактов.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) многократного использования. Оно может быть использовано и однократно (фиг. 5) без последующего извлечения из скважины - в виде муфты между двумя обсадными трубами.

10 3 7 9

.

)C 9vvvvc

// /f /J

Фиг. 2

13

фиг.З

19,го

16

27

Фиг.1

Фиг Л

Фиг. 5