Струйный электрохимический перфоратор колонн скважин Советский патент 1993 года по МПК E21B43/11 

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано для перфорации обсадных колонн скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса электрохимического растворения металла обсадной колонны за счет использования энергии взаимодействия термореагентов при циркуляции электролита в зоне перфорации.

Цель достигается тем, что в струйном электрохимическом перфораторе колонн скважин, содержащем корпус из токонепроводящего материала, катоде каналами, выполненный в виде толстостенного чугунного стакана, и кабель, корпус выполнен с ниж- ним осевым каналом, а стакан установлен в корпусе кверху дном, причем по центру стакана укреплен алюминиевый стержень, а каналы катода выполнены в виде диффузоров, сужающиеся части которых соединены сквозными каналами с полостью скважины.

Установка по центру стакана (катода) алюминиевого стержня существенно интенсифицирует выделение в электролите водорода (в водном растворе соляной кислоты), который выделяется за счет экзотермиче- ского взаимодействия соляной кислоты и алюминия, Далее водород скапливается в перевёрнутом кверху дном стакане и струйными потоками истекает через каналы, ко- торые выполнены в виде диффузоров, Так как сужающиеся части этих диффузоров соединены сквозными каналами с полостью скважины, то струйные потоки водорода подсасывают свежие порции электролита, что .существенно повышает производительность процесса электрохимического растео- рения.. .На чертеже изображен предлагаемый перфоратор в разрезе.

Струйный электрохимический перфоратор колонн скважин содержит корпус 1 из токонепроводящего материала, катод 2, выполненный в виде стакана из чугуна, и кабель 3. Корпус 1 содержит наконечник 4, в котором выполнен нижний осевой канал 5. Стакан 2 (катод) установлен в корпусе 1 кверху дном, причем по центру стакана укреплен алюминиевый стержень 6. а каналы 7 катода выполнены в виде диффузоров, су- жающиеся части которых соединены сквозными каналами 8, кельцевой канавкой 9 и каналом 10 с полостью скважины, обсадная колонна 11 которой в процессе перфорации является анодом.

Принцип действия изобретения заключается в следующем.

Перфоратор на кабеле 3 опускают в скважину в интервал перфорации обсадной колонны, где заранее приготовлен раствор

электролита (например, водный раствор соляной кислоты). Электролит через каналы 5 л 1 поступают во внутреннюю полость като- да2.

Послеспуска перфоратора на необходимую глубину по кабелю 3 на алюминиевый стержень б и стакан 2 подается положительный электрический потенциал, а колонна 11 обсадных труб в данном случае подключается к отрицательной клемме источника тока (т.е. в данный момент времени алюминиевый стержень 6 по отношению к обсадной колонне 11 является анодом). За счет анодных процессов происходит разрушение окисной пленки на поверхности алюминиевого стержня 6 и начинается экзотермическое растворение алюминия и соляной кислоты, в результате которого интенсивно выделяется водород. После этого (т.е. после включения экзотермической реакции) по кабелю 3 на катод (стакан) 2 подают отрицательный электрический потенциал, а колонна 11 обсадных труб подключается к положительной клемме источника тока (т.е. служит анодом). Водород, который выделяется в результате экзотермическрй реакции, и катодный водород скапливаются внутри стакана 2 и через каналы 7 формируются в струйные потоки. Так как каналы 7 выполнены в виде диффузоров, то в них возникает разрежение, за счет которого электролит че- pqs каналы 10, 8 увлекается струей водорода и подается к внутренней стенке трубы обсадной колонны (т.е. в зону электрохимической перфорации). Таким образом обеспечивается подача струи электролита от катода к аноду, что при зазоре 10-20 мм между последними обеспечивает существенное повышение производительности процесса электрохимического растворения металла обсадной колонны.

Простота конструкции и технологии применения предлагаемого перфоратора, а также возможность его изготовления в мастерских предприятий по строительству и эксплуатации скважин предопределят кратчайший путь внедрения предлагаемого перфоратора в практику вскрытия продуктивных пластов.

Ф ор мула изобретения

Струйный электрохимический перфоратор колонн скважин, содержащий корпус из токонепроводящего материала, катод с каналами, выполненный в виде толстостенно- го чугунного стакана, и кабель, от л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса электрохимического растворения металла обсадной колон- ны за счет использования энергии взаимодействия термореагентов-при цирку

ляции электролита в зоне перфораций,стакана размещен алюминиевый стержень,

он снабжен алюминиевым стержнем, аа каналы катода выполнены в виде диффукорпус выполнен с нижним осевым капа-зоров. сужающиеся части которых соединелом, при этом стакан установлен в корпу-ны сквозными каналами с полостью

се кверху дном, причем вдоль оси5 скважины.

Использование: строительство сква жин. Перфоратор содержит корпус 1, выпол- ненный с нижним осевым каналом Б стакан 2, установленный в корпусе кверху одном. По цей- тру стакана укреплен алюминиевый стер-: жень 6. Перфоратор имеет катод, каналы которого выполнены в виде диффузоров, сужающиеся части которых соединены сквозными каналами 10, 9 и 8 с полостью скважины. 1 ил;/