Устройство для создания перфорационных щелевых каналов Советский патент 1992 года по МПК E21B43/114 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, конкретно к вскрытию пласта спуска ее цементирования обсадной колонны труб.

Известно устройство для перфорации обсадных труб в нефтяной скважине 1J, представляющее собой удлиненный кожух, окружающий пуансон (пробойник), способный выдвигаться наружу и приводимый в действие гидроцилиндром. Этот пуансон предназначен для пробивки отверстий (перфорации) обсадных труб. Сопло для нагнетания жидкости смонтировано на гибком трубопроводе, который входит в отверстия, пробитые пуансоном, и производит разрушение грунта вокруг обсадных труб.

Конструктивное выполнение устройства сложно и ненадежно ввиду наличия гибкого трубопровода, который должен быть достаточно прочным и для формирования высокоскоростной струи после выдвижения в канал осложняет процесс, создавая при- хватоопэсную ситуацию, например, в случае обвала породы в размываемой полости.

Известно устройство 2 для создания перфорационных щелевых каналов, содержащее корпус с расположенным в полости, перпендикулярной к оси скважины, режущим инструментом с формообразующей поверхностью, приводимым в действие клином, отличающееся тем. что режущий инструмент выполнен в виде симметрично расположенных по отношению к оси скважины накатных роликов с дополнительной поверхностью, сопряженной у основания с формирующей частью накатного ролика.

Недостатком устройства являются недостаточная надежность работы устройства из-за крепления накатных роликов на осях (слом осей), малая глубина канала, созданного накатным роликом. Кроме того наличие нижнего клина создает аварийные ситуации

(перевернутый клин всегда опасен в скважине).

Известно устройство 3, принятое за прототип, содержащее корпус, режущий инструмент, выполненный в виде нескольких фрез, шарнирно связанных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещения.

Основные недостатки прототипа.

Сложность конструкции, включающей цилиндр с поршнем (тяговый механизм), систему рычагов, что приводит к большому количеству осей и проушин, В стесненных скважинных условиях не размещается такая

рычажная система с достаточной прочностью осей, проушин, соответствующей большим радиальным нагрузкам, необходимым для прокалывания стенки обсадной трубы, изготовленной из высокопрочных марок

стали.

Недостаточная глубина перфорационных каналов.

Неопределенность расположения последующих отверстий по отношению к первоначальному.

Наличие трех каналов связи устройства с поверхностью, двух колонн труб с кабелем.

Целью изобретения является повышения эффективности в работе за счет упрощения конструкции и увеличения глубины перфорационных каналов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит корпус с продольным

каналом и наклонными пазами, цилиндр с поршнем и регулирующий инструмент в виде резцов, шарнирно связанных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещения, причем поршень выполнен кольцевым, а в каждом резце выполнен продольный канал с возможностью гидравлической связи с каналом корпуса в крайнем верхнем положении резца.

Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что поршень выполнен кольцевым, в каждом резце выполнен продольно-поперечный канал с возможностью гидравлической связи и каналом корпуса в крайнем верхнем положении резца.

На фиг, 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - расположение фрез в крайнем верхнем положении на корпусе: на фиг. 3 - один из вариантов исполнения фрез в трех проекциях.

Устройство состоит из корпуса 1, выпол- ненного в виде клина, штока 2. резцов 3, вертикальной гидрокамеры, образованной кольцевым поршнем-толкателем 4, цилиндром 5 и штоком 2. Резцы 3 связаны с поршнем-толкателем 4 шарнирным соединением и могут перемещаться по пазам типа ласточкина хвоста корпуса 1. Имеется отверстие а в корпусе 1. Верхняя часть резцов в контакте с корпусом создает канал б. В самом резце имеется канал в. В стене штока 2 имеется радиальное отверстие 6, соединяющее центральный осевой канал штока 2 с камерой г.од поршнем 4. Центральный канал может перекрываться либо заглушкой 7, либо сбрасываемым клапаном 8. Пружина растяжения 9 взаимодействует с поршнем 4 и цилиндром 5 (крепление концов пружины не показано). На корпусных деталях снаружи имеются центрирующие ребра (не обозначены).

Устройство работает следующим обра- зом.

После спуска устройства на колонне труб(НКТ, бурильных) производят привязку устройства к разрезу известным способом и промывку скважины, после прекращения промывки сбрасывают клапан 8. Вновь закачивают жидкость, создают давление в трубах. Поршень-толкатель 4 перемещается вверх. Резцы 3 перемещаются одновременно вверх и в радиальном направлении до упора в стенки колонны и располагаются вначале ниже крайнего верхнего положения, показанного на фиг. 1. Через отверстия а жидкость поступает в затрубное пространство.

Не прекращая промывки талевой системой перемещают колонну труб с устройством возвратно-поступательно (вверх-зниз) на заданную величину с контролем нагрузок

по индикатору веса. При этом резцы одновременно углубляются в металл (стенку). Постепенно резцы, перемещаясь в осевом и радиальном направлениях, прорезают трубу и углубляются в цементное кольцо. После достижения резцами крайнего верхнего положения на корпусе 1, указанного на фиг. 1 и 2, жидкость поступает по каналам а, б, в, как по единому каналу. Высокоскоростная струя разрушает цементный камень и породу. Уменьшение показаний индикатора веса свидетельствует о полном прореззнии щелевых отверстий, увеличение является показанием достижения верха щели. Разгрузка - показание достижения низа щели.

Натяжение колонны труб при наличии давления в гидрокамере приводит к перемещению режущих элементов вверх с фрезерованием колонны обсадных труб, при уменьшении давления или полном прекра- щении нагнетания жидкости - к возврату, резцов в исходное транспортное положение под действием сил трения о трубы и усилия пружины 9.

После полного прорезания колонны и части цементного кольца расхаживание продолжают, высокоскоростная струя размывает щели на большую глубину. Резцы при этом выполняю1 роль направляющих в щелях.

Устройство может применяться также для выполкения операции по отрезанию обсадных колонн, когда требуется их извлечение, например, при ликвидации скважин. Для этого устройство враицэют трубками и создают давление в гидрокзмере устройства.

Формула изобретения

Устройство для создания перфорационных щелевых каналов, содержащее корпус с продольным каналом и наклонными пазами, цилиндр с поршнем и режущий инструмент в виде резцов, шарнирно связанных с поршнем и установленных в наклонные пазы корпуса с возможностью перемещения, о т- личающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет упрощения конструкции и увеличения глубины перфорационных каналов, поршень выполнен кольцевым, причем в каждом резце выполнен продольный канал с возможностью гидравлической связи с каналом корпуса в крайнем верхнем положении резца.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для перфорации скважин. Целью изобретения является повышение эффективности устройства в работе за счет упрощения конструкции и увеличения глубины перфорационных каналов. Устройство содержит корпус 1, шток 2, резцы 3 с отверстиями, гидравлическую камеру, образованную кольцевым поршнем 4, цилиндром 5 и штоком 2 Резцы 3 установлены с возможностью осевого перемещения по пазам типа ласточкина хвоста корпуса 1. В стенке штока 2 выполнено радиальное отверстие 6. Осевой канал штока 2 может перекрываться либо заглушкой 7, либо сбрасываемым клапаном 8. Устройство работает следующим образом. После спуска в скважину на колонне насосно-комп рессорных труб (НКТ) произ

р«г.З