Устройство для глубокой перфорации стенок обсаженной скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B43/11 

нии. Трубка 7 шарнирно связана с поршнем 11 привода подачи. Устройство снабжено якорем, шарнирно связанным с приводом подачи. Устройство работает следующим образом. После спуска в скважину на интер- вал перфорации в колонну нэсосно-комп- рессорных труб (НКТ) подают промывочную жидкость, создают перепад давления на поршне 11, за счет которого последний, перемещаясь вниз, приводит в действие якорь и прижимает режущую головку 5 к стенке скважины. Глубинный двигатель 2 через гибкий вал 4 вращает режущую головку 5, а

тороидальная трубка 7 прижимает ее к стенке скважины в процессе сверления обсадной колонны. После достижения тороидальной трубкой 7 крайнего положения подача режущей головки продолжается за счет осевого перемещения вала глубинного двигателя и перемещения гибкого вала 4 вдоль направляющей тороидальной трубки 7. После завершения перфорации давления в НКТ сбрасывают и якорь. Гибкий вал 4 с режущей головкой 5 и тороидальной трубкой 7 возвращаются пружинами в транспортное положение. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для перфорации нефтяных и газовых скважин. Целью изобретения является повышение надежности устройства в работе путем увеличения жесткости системы режущая головка - гибкий вал и обеспечения возможности повышения осевой нагрузки на головку в момент сверления стенки обсадной колонны. Устройство содержит корпус 1 с глубинным двигателем 2, связанным гибким валом 4 с режущей головкой 5. Гибкий вал 4 размещен в направляющей 7, выполненной в виде тороидального обрезка трубки, установленной с возможностью перемещения вдоль собственной осевой ли(Л С Х| 4 О VI XI л ,&

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для вскрытия продуктивных нефтяных и газовых горизонтов в обсаженных скважинах.

Известен стреляющий перфоратор 1.

Недостатком этого перфоратора является малая глубина дренажного канала, который образуется после прострела.

Наиболее близким к предлагаемому яв- яяется устройство для сверления радиальных каналов в стенке ствола скважины, содержащее глубинный двигатель и гибкий вал с режущей головкой 2.

Недостатком известного устройства яв- ляется малая жесткость системы режущая головка - гибкий вал и, как следствие, низкая надежность устройства в работе. Кроме того, низкие допустимые сжимающие нагрузки на гибкий вал, а также ограничен- ность радиуса изгиба вала затрудняет процесс забуривания радиального канала, особенно в жесткой стенке обсадной трубы и при забуривании под углом к поверхности трубы, а также при бурении радиального канала в случае высокой твердости пород продуктивного горизонта,

Целью изобретения является повышение надежности устройства в работе путем увеличения жесткости системы режущая го- ловка - гибкий вал и обеспечение возможности повышения осевой нагрузки на головку в момент сверления стенки обсадкой колонны. Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для глубо- кой перфорации стенок обсаженной скважины, содержащем корпус с глубинным двигателем, гибкий вал с режущей головкой, направляющую в виде изогнутого отрезка трубы, привод подачи гибкого вала и якорь,

согласно изобретению, направляющая выполнена в виде тороидального сектора с радиусом изгиба, большим наружного диаметра корпуса, и установлена с возможностью опоры режущей головки в торец направляющей и перемещения последней вдоль собственной осевой линии за пределы корпуса, при этом направляющая шарнирно связана с приводом подачи.

На чертеже показано устройство, продольный разрез.

Устройство для глубокой перфорации стенок обсаженной скважины содержит корпус 1, в котором размещены глубинный погружной двигатель 2 с валом 3, соединенным через гибкий вал 4 с режущей головкой 5, снабженной направляющей ее продольного перемещения. Верхняя часть гибкого вала 4 размещена внутри пружины 6, а нижняя - в изогнутом тороидальном отрезке трубки 7 направляющей режущией головки 5. Трубка 7 жестко закреплена на наружной образующей кольцевого сектора 8, к внутренней образующей которого прикреплена втулка подшипника, выполненного е виде кольцевого сектора (как вариант, внутренняя образующая выполнена в виде втулки подшипника), а неподвижная обойма 9 этого подшипника закреплена в корпусе 1. Центр вращения подшипника находится вне корпуса 1. Кольцевой сектор 8 через двухшарнирное звено 10 сочленен с поршнем 11 привода подачи гибкого вала 4 с режущей головкой 5 с помощью кольцевого диска 12, размещенного между этим поршнем и возвратной пружиной 13 с упором 14. Противоположный от двигателя 2 нижний конец тороидальной трубки 7 одновременно снабжен кольцевой шайбой (на фигуре не показано), являющейся осевой опорой режущей головки 5. Для фиксации в скважине устройство снабжено якорем, включающим шарнирно сочлененный с кольцевым сектором 8 цилиндр 15 с подпружиненным упругим элементом сжатия 16 плунжером 17, шарнирно связанным с поворачивающимся вокруг неподвижной оси 18 трехшарнир- ным звеном 19, на третьем плече которого также шарнирно размещен башмак 20 от- жатия устройства от внутренней стенки об- садной трубы 21 и заякоривания его в зоне сверления перфорационного канала.

Устройство работает следующим образом.

После спуска в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и подачи в колонну наземным насосом промывочной жидкости над поршнем 11 привода подачи гибкого вала 4 с режущей головкой 5. например за счет перепада давления, в гидродви- гателе 2 создается избыточное давление, В результате поршень с кольцевым диском 12 перемещается вниз, а двухшарнирное звено 10, принуждая кольцевой сектор 8 проворачиваться в неподвижной обойме 9, приводит в движение башмак 20 якоря, который связан с сектором 8 через систему цилиндр 15 с подпружиненным плунжером 17 - трехшарнирное звено 19. При этом происходит отжатие устройства от стенки обсадной колонны в здне сверления перфорационного канала. Но поскольку при отжа- тии пружина 16 сжимается, то при последующем перемещении поршня 11 вниз тороидальная трубка 7 прижимает к обсадной трубе 21 размещенную на ее торце режущую головку 5, приводимую во вращение через гибкий вал 4 валом 3 двигателя 2. Глубина внедрения тороидальной трубки 7 в перфорационный канал зависит от ха-

рахтеристики перфорируемого пласта. При сверлении перфорационных каналов в пластах с высокой твердостью пород, где необходимо поддержание высокой нагрузки на режущую головку 5, тороидальная трубка 7 внедряется в канал на максимально возможную величину. При сверлении в мягких породах глубина внедрения тороидальной трубки 7 ограничивается стенкой обсадной колонны и иногда толщиной цементного камня, а дальнейшее внедрение режущей головки 5 в пласт происходит уже за счет выдвижения гибкого вала 4 из трубки 7 при одновременном сжатии пружины 6. Но при этом жесткий вал 3 двигателя 2 выполняется составным (на фигуре не показано). Глубина внедрения тороидальной трубки 7 в пласт может быть ограничена с помощью специального регулятора (на фигуре не показан).

Формула изобретения Устройство для глубокой перфорации стенок обсаженной скважины, содержащее корпус с глубинным двигателем, гибкий вал с режущей головкой, направляющую в виде изогнутого отрезка трубы, привод подачи гибкого вала и якорь, отличающееся тем, что, с целью увеличения жесткости системы режущая головка - гибкий вал и обеспечения возможности повышения осевой нагрузки на головку в момент сверления стенки обсадной колонны, направляющая выполнена в виде тороидального сектора с радиусом изгиба, большим наружного диаметра корпуса и установлена с возможностью опоры режущей головки в торец направляющей и перемещения последней вдоль собственной осевой линии за пределы корпуса, при этом направляющая шарнирно связана с приводом подачи.