Устройство для образования направленных трещин в скважинах Советский патент 1992 года по МПК E21C37/08 

Изобретение относится к разрушению горных пород и может быть использовано для проведения ориентированного гидроразрыва из скважины.

Известно устройство для образования направленных трещин в скважинах, включающее цилиндрический корпус с кольцевым герметизатором и систему внедрения в горную породу клиньев с последующей подачей в образующуюся трещину жидкости под давлением.

Это устройство имеет относительно сложную конструкцию. В нем не устранена возможность выталкивания его из скважины под действием высокого давления жидкости.

В качестве прототипа принято устройство для образования направленных трещин в скважинах, включающее полый цилиндрический корпус с торцовым каналом подвода и отверстием для выхода рабочей жидкости,

разрезные элементы с поперечными закалывающими клиньями на наружной поверхности, эластичный ipy64aTbitf элемент.

Недостаток этого устройства обусловлен необходимостью использования дополнительных механизмов для удержания от выталкивания его из скважины давлением подаваемой жидкости.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в стенке полого цилиндрического корпуса выполнен кольцевой паз, сообщзющие полость кольцевого паза с каналом подвода жидкости дополнительнее радиальные каналы выхода рабочей жидкости и дополнительные торцовые каналы выхода рабочей жидкости, причем торцовые каналы выхода рабочей жидкости расположены по окружности и каждый из них соединен с одним из дополнительных радиальных каналов выхосл

да рабочей жидкости, при этом элементы возврата выполнены в виде упругих колец, а раздвижные элементы выполнены в виде сегментов кольца, установленных в кольцевом пазу между упругими кольцами, и поршней, установленных в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости с возможностью продольного перемещения в ни х, перекрытия входных отверстий торцевых каналов выхода рабочей жидкости и взаимодействия с сегментами кольца, а основные радиальные каналы выхода рабочей жидкости сообщены с полостью эластичной трубки.

На фиг. 1 показано устройство в скважине, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с кольцевым пазом 2, дополнительными радиальными каналами 3 выхода рабочей жидкости, дополнительными торцовыми каналами 4 выхода рабочей жидкости, канала 5 подвода рабочей жидкости и основными радиальными каналами 6 выхода рабочей жидкости. В дополнительные радиальные каналы 3 выхода оабочей жидкости вставлены поршни 7, а в кольцевой паз 2 - раздвижные элементы 8 в виде сегментов кольца, которые обжаты двумя упругими кольцами 9. На полый цилиндрический корпус 1 насажена эластичная трубка 10, концы которой заделаны в полом цилиндрическом корпусе 1. Устройство оканчивается резьбой 11, с помощью которой оно подсоединяется к колонне труб.

Устройство работает следующим образом.

Устройство навинчивают на колонну труб и подают до упора в скважину, в которой предварительно прорезают инициирующую дискообразную щель 12. Затем по колонне труб подают жидкость под давлением. Эта жидкость попадает в основные радиальные каналы б выхода рабочей жидкости и дополнительные радиальные каналы 3 выхода рабочей жидкости, Из основных радиальных каналов 6 выхода рабочей жидкости жидкость попадает во внутреннюю полость эластичной трубки 10 и, расширяя последнюю, герметизирует зону гидроразрыва. В дополнительных радиальных каналах 3 выхода рабочей жидкости под действием давления жидкости перемещаются поршни 7, которые раздвигают раздвижные элементы 8 и после этого открывают дополнительные торцовые каналы 4 выхода рабочей жидкости, обеспечивая тем

самым прохождение жидкости в зону гидроразрыва. Под действием давления жидкости происходит разрыв горной породы с образованием трещины в плоскости инициирующей щели. После того, как трещина достигает требуемых размеров, прекращают подачу рабочей жидкости и сбрасывают ее давление. При этом раздвижные элементы 8 и поршни 7 под действием упругих колец 9, а эластичная трубка 10 благодаря собственной упругости возвращаются в первоначальное положение, .Затем устройство извлекают из скважины.

Формула изобретения

Устройство для образования направленных трещин в скважинах, включающее полый цилиндрический корпус с каналом подвода рабочей жидкости и с торцевым и радиальными каналами выхода рабочей

жидкости, раздвижные элементы, герметизатор в виде эластичной трубки, и элементы возврата, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств устройства, в стенке полого цилиндрического корпуса выполнен кольцевой паз, сообщающие полость кольцевого паза с каналом подвода жидкости дополнительные радиальные«каналы выхода рабочей жидкости и дополнительные торцевые каналы выхода рабочей жидкости, причем торцевые каналы выхода рабочей жидкости расположены по окружности и каждый из них соединен с одним из дополнительных радиальных каналов выхода рабочей жидкости, при этом элементы возврата выполнены в виде упругих колец, а раздвижные элементы выполнены в виде сегментов кольца, установленных в кольцевом пазу между упругими кольцами, и поршней, установленных в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости с возможностью продольного перемещения в них, перекрытия входных отверстий торцевых каналов выхода рабочей жидкости и

взаимодействия с сегментами кольца, а основные радиальные каналы выхода рабочей жидкости сообщены с полостью эластичной трубки.

Фиг.1

A-A

10 .5

/////////////

Использование: область разрушения горных пород, проведение ориентированного гидроразрыва из скважины Сущность изобретения: устройство имеет полый цилиндрический корпус с каналом подвода рабочей жидкости,торцевыми и радиальными каналами выхода рабочей жидкости к кольцевым пазом в стенке, раздвижные элементы в виде сегментов кольца и поршней, элементы возврата в виде упругих колец, герметизатор в виде эластичной трубки. Сегменты кольца установлены в кольцевом пазу, а поршни - в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости При подаче рабочей жидкости часть ее попадает через основные радиальные каналы в полость эластичной трубки и герметизирует зону гидроразрыва. Другая часть попадает в дополнительные радиальные каналы и перемещает поршни Поршни раздвигают сегменты кольца и открывают торцевые каналы выхода рабочей жидкости Происходит разрыв горной породы 2 ил