Устройство для создания радиальныхКАНАлОВ B плАСТЕ Советский патент 1981 года по МПК E21B43/114 

1

Изобретение относится к оборудованию, используемому в нефтедобывающей промышленности для вскрытия пластов путем создания перфоращионных каналов большой протяженности в стен ке скважиныI обсаженной колонной. Изобретение также может найти применние в горнодобывающей промышленности .

Известно устройство для создания радиальных каналов в пласте вокруг скважины, включающие источник давления, рабочие колонны, отклонитель и гибкий шланг с насадкой. По мере разрушения породы струей жидкости, истакающей из насадки, гибкий шланг через отклонитель продвигают в глубь пласта, тюдавая рабочую колонну вниз Возврат гибкого шланга в исходное положение производят подъемом колонны 1.

Недостатком устройства является то, что для спуска и подъема рабочей колонны требуется специальный подъемный механизм, а также применение извеЬтных устройств в обсаженных скважинах невозможно, так как насадка на конце гибкого шланга не в состоянии прорезать отверстие достаточное для прохождения через него шланга.

Известно также устройство для создания радиальных каналов в пласте вокруг скважины, включающее источник давления, обсадную и расположенную в ней рабочую колонну, устья которых выполнены герметично, причем конец рабочей колонны снабжен отклонителем и гибким шлангом с насадкой. Нижняя часть рабочей колонны снабжена цилиндром, внутри которого установлен поршень, соединенный с гибким шлангсял, при этом надпоршневая и подпоршневая полости цилиндра сообщены соответственно с внутренними полостями рабочей и обсадной колонн. Выдвижение в пласт и возвращение в исходное положение гибкого шланга происходит автоматически. В первом случае - при подаче жидкости в рабочую колонну, во втором - в кольцевое пространство между обсадной и рабочей колонной C2J .

Недостатком этого устройства является то, что устройство невозможно применять в скважинах, обсаженных колонной, так как насадка на гибком шланге не в состоянии выработать в колонне отверстие, достаточное для прохождения гибкого шланга, а также то, что вьадвижение гибкого шланга с насадкой в пласт происходит сразу же после подачи жидкости в рабочую колонну, что может привести к поломкевьщвигающегося шланга, в результате его упора в стенку скважины. Цель устройства - обеспечение воз .(можности увеличения длины и диаметра каналов. Поставленная цель достигается тем что насадка, выполнена в виде сопла Коанда, а поршень установлен с возможностью фиксирования его в верхнем положении, и выполнен двухступенчатым, меньшая ступень которого размещена в осевом канале соединительной муфты, а надпорщневая полость больше ступени связана с полостью насоснокомпрессорных труб через обратный клапан. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2сопло Коанда, общий вид. В цилиндре 1 устанавливается двух ступенчать1й поршень 2, к которому жестко присоединена выдвигающаяся трубка 3 с насадкой 4-, выполненной в виде сопла Коанда, конец которого имеет торцовой сегментный выступ 5 ((фиг. 1)). Трубка 3 протянута через Отверстие в направлении б. Направление 6 при помощи переводника 7 соединяется с цилиндром 1. Поршень 2 фиксируется в верхнем положении пруж ной-замком 8, а надпоршневая А и под поршневая В полости устройства герметизуются посредством уплотнительно го кольца 9 устанавливаемого на порш не 2. Ступень меньшего диаметра порш .ня 2 входит в уплотнение 10, располо женное в соединительной муфте 11, посредство м которой устройство крепится к колонне насосно-компрессорны труб 12. Соединительная муфта оборудована обратным клапаном 13, для отвода жидкости из полости А в момент возвращения поршняв верхнее паложение. Устройство работает следующим образом. На колонне насосно-компрессорных труб 12, оно спускается в скважину и устанавливается в необходимом для перфорирования интервале. Нагнетая гидроабразивную смерь через устройство, струя жидкости, истекаемая из насадки 4, котораяпредставляет собой сопло Коанда, загибается в сто рону торцового сегментноговыступа 5 на ее конце, в результате чего под действием реактивной силы конец трубки 3 отклоняется в сторону, противоположную направлению истечения струи жидкости. Угол загиба струи зависит от скорости истечения струи из насадки 4, и постоянно изменяется |Эа счет пульсирунждей подачи применяе мого насосного оборудования. Постоян но изменяющийся угол загиба струи приводит в колебательное движение конец трубки 3, котЬрая только верхним концом жестко закреплена в поршне 2. Такое колебание конца трубки 3 дает возможность струе жидкости, стекаемой из насадки 4, охватить большую площадь обрабатываемой поерхности на стенке обсадной колонны, что способствует образованию отверстия в стенке обсадной колонны достаточного для продвижения через него трубки 3 с насадкой 4. Амплитуда колебаний конца- трубки 4 в момент выработки отверстия в колонне ограничивается диаметром отверстия в направлении 6, через которое она протянута. С целью предупреждения преждевременного выдвижения трубки 3 с насадкой 4 из устройства, поршень 2 в верхнем крайнем положении удерживается пружиной-замком 8 до окончательной выработки отверстия в обсадной колонне. А так как срыв пружины-замка 8 происходит при создании на нее усилия всего в 300 кг/см , поршень выполнен двухступенчатым, причем диаметр меньшей ступени, которая герметизируется в соединительной муфте 11 посредством уплотнительного кольца 10 и воспринимает все давление жидкости в начальный период работы устройства, подбирается таким образом, чтобы в случае создания на насадке 4 перепада давления, необходимого для эффективного разрушения металла обсадной колонны, на пружину-замок 8 передавалось усилие меньше усилия ее срыва. По истечении времени достаточного для образования отверстия в обсадной колонне, увеличивая давление/ нагнетаемой гидроабразивной смеси, добиваются достижения усилия на пружину замок 8, достаточного для ее срыва, в ре-, зультате чего поршень.2 начинает двигаться вниз, а трубка 3с насадкой 4 выдвигаться в пласт через образованное в обсадной колонне отверстие. По мере выдвижения трубки 3 с насадкой 4 из направления б, амплитуда колебания ее свободного конца постоянно увеличивается, что способствует более эффективному разрушению породы, увеличению глубины и, в особенности, объема вырабатываемого в пласте канала. После полного вьадвижения рабочей трубки 3 с насадкой 4 в пласт/ обратной пролмвкой возвращают поршень 2 в исходное положение, причем для вытеснения жидкости из надпоршневой полости А в момент поступления ступени меньшего диаметра поршня 2 S уплотнение 10, расположенное в соединительной муфте 11, открывается обратный клапан 13 и жидкость выталкивается в колонну насосно-компрессорных /труб 12. Затем устройство перемещают в новый интервал и ппоизводят работу аналогичным способом.