Устройство для создания радиальных каналов в пласте Советский патент 1982 года по МПК E21B43/114 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ РАДИАЛЬНЫХ КАНАЛОВ В ПЛАСТЕ

1

Изобретение относится к оборудованию, используемому в нефтедобывающей промышленности для вскрытия пластов путем создания перфорационных каналов большой протяженности в стенке скважины, обсаженной колонной, и может найти применение в горнодобываюш,ей промышленности.

Известно устройство для разрушения горных пород, содержашее насосно-компрессорную трубу, гибкую трубку и сопло. Канал гибкой трубки выполнен эксцентрично относительно оси трубки. По мере нагнета НИН рабочей жидкости по насосно-компрессорным трубам, в сечении гибкой трубки возникает изгибаюший момент за счет смещения оси канала трубки относительно оси трубки. В результате изгиба трубка прижимается к стенке скважины и производит разрушение породы. 1.

Недостатком данного устройства является то, что его невозможно применять в скважинах, обсаженных колонной, так как в результате пульсирующей работы насосных агрегатов, амплитуда колебаний конца гибкой трубки будет высокой, что не позволит сконцентрировать струю жидкости на стенке обсадной колонны в одну точку и выработать в ней отверстие, достаточное для проникновения трубки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для создания радиальных каналов в пласте, включающее корпус, направление с каналом и жестко связанный с выдвигающейся в пласт рабочей трубкой с насадкой, на конце двухступенчатый поршень, установленный с возможностью фиксирования его в верхнем положении, меньшая ступень кото10рого размещена в осевом канале соединительной муфты с перегородкой, а надпоршневая полость большей ступени связана с полостью насосно-компрессорных труб через обратный клапан.

15

При нагнетании гидроабразивной жидкости через устройство происходит колебание конца трубки, ограничивающееся диаметром отверстия направления, в результаjg те чего струя жидкости охватывает большую площадь обрабатываемой поверхности на стенке обсадной колонны, что способствует образованию отверстия достаточного для продвижения через него рабочей трубки с насадкой на конце вглубь пласта 2.

Однако известное устройство может эффективно работать лишь на небольших глубинах, так как эффективность его работы в основном зависит от энергии пульсации струи на конце насадки, которая находится в прямой зависимости от пульсируюш,ей подачи жидкости наземным насосным оборудованием. В случае применения устройства на больших глубинах, эффективность его работы снижается, так как происходит полное или частичное падение пульсации жидкостного потока на конце насадки вследствие податливости насосно-компрессорных труб при достаточной их длине.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства на больших глубинах и увеличение плошади вырабатываемых в обсадной колонне отверстий.

Эта цель достигается тем, что наружная выходная часть канала направления выполнена в виде диффузора, причем насадка в рабочем положении образует с диффузором сопла Коанда.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, разрез; на фиг. 2 - насадка в нижнем положении; на фиг. 3 - насадка в верхнем положении.

В корпусе 1 устанавливается двухступенчатый поршень 2, к которому жестко присоединена выдвигающаяся в пласт рабочая трубка 3 со стандартной насадкой 4 на конце. Трубка 3 протянута через канал в направлении 5, выход которого имеет расширение 6, выполненное в виде диффузора.

Насадка 4 в рабочем положении попеременно образует с диаметрально противоположными торцами расширения сопла Коан да (фиг. 2 и 3). Направление 5 при помоши переводника 7 соединяется с корпусом 1. Поршень 2 фиксируется в верхнем положеНИИ пружиной-замком 8, а надпоршневая А и подпоршневая Б полости устройства герметизируются посредством уплотнительного кольца 9, устанавливаемого на поршне 2. Ступень меньшего диаметра поршня 2 входит в уплотнение 10, расположенное в соединительной муфте 11, посредством которой устройство крепится к колонне насосно-компрессорных труб 12. Соединительная муфта 11 оборудована обратным клапаном 13 для отвода жидкости из полости А в момент возвращения поршня 2 в верхнее положение.

Устройство работает следующим образом.

На колонне насосно-компрессорных труб 12 оно спускается в скважину и устанавливается в необходимом для перфорирования интервале. В исходном положении насадка 4 под действием упругости рабочей трубки 3 прижата к нижней стороне канала направления 5, где, взаимодействуя с нижним торцом расширения 6 (фиг. 2), она образует первое сопло Коанда. При нагнетании гидроабразивной смеси через устройство.

струя жидкости, истекаемой из насадки 4, загибается в сторону нижнего торца расширения 6 направления 5, в результате чего под действием реактивной силы трубки 3 отклоняется в противоположную сторону и прижимается к верхней стороне канала направления 5, где насадка, взаимодействуя с верхним торцом расширения 6 направления 5 (фиг. 3), образует второе сопло Коанда. В таком положении насадки 4 струя жидкости загибается в сторону верхнего торца расширения 6, и под действием реактивной силы конец трубки.3 отклоняется к нижнему торцу расширения 6, после чего цикл повторяется вновь. Такое колебание конца трубки 3 дает возможность струе жид, кости, истекаемой из насадки 4, охватить большую площадь обрабатываемой поверхности на стенке обсадной колонны, что будет способствовать образованию отверстия в стенке обсадной колонны, достаточного для продвижения через него трубки 3 с насадкой 4. С целью предупреждения преждевременного выдвижения трубки 3 с насадкой 4 из устройства, поршень 2 в верхнем крайнем положении удерживается пружинойзамком 8 до окончательной выработки отверстия в обсадной колонне. По истечении времени, достаточного для образования отверстия в обсадной, колонне, увеличивая давление нагнетаемой гидроабразивной смеси, добываются достижения усилия на пружину-замок 8, достаточного для ее срыва, в результате чего поршень 2 начинает двигаться вниз, а трубка 3 с насадкой 4 выдвигается в пласт через образованное в обсадной Колонне отверстие. После полного выдвижения рабочей трубки 3 в пласт, обратной промывкой возвращают поршень 2 в исходное положение, причем для вытеснения жидкости из надпоршневой полости А в момент поступления ступени меньшего диаметра поршня 2 в уплотнение 10, расположенное в соединительной муфте 11, открывается обратный клапан 13, и жидкость выталкивается в колонну насосно-компрессорных труб 12. Затем устройство перемешают в новый интервал и производят работу аналогично.

Использование устройства в нефтепромысловой практике дает возможность одной и той же насадкой перфорировать обсадную колонну и образовывать в пласте глубокие радиальные каналы, что позволит значительно увеличить площадь фильтрации вырабатываемых каналов и, вследствие снижения фильтрационного сопротивления призабойной зоны пласта, увеличить дебит скважины. Кроме того, устройство работоспособно на любой глубине и эффективность его работы не зависит от степени пульсации прокачиваемой жидкости.

Формула изобретения

Устройство для создания радиальных каналов в пласте, включающее корпус, на