RU156338U1 - Устройство для создания перфорационных каналов в скважине - Google Patents

Abstract

1. Устройство для создания перфорационных каналов в скважине, содержащее корпус, соединенный с насосно-компрессорными трубами, пробойник, который установлен в корпусе с возможностью перемещения в радиальном направлении в результате создания давления рабочей жидкости, мультипликатор с камерами низкого и высокого давления для преобразования давления рабочей жидкости, снабженный поршнем с возвратной пружиной, в корпусе выполнены рабочие каналы, отличающееся тем, что по оси камеры высокого давления установлена трубка, жестко закрепленная в корпусе, торец трубки сведен на конус, на поверхности которого выполнены окна, поршень снабжен полым плунжером, который имеет возможность перемещения относительно трубки, для этого нижняя часть плунжера заведена в конусную часть трубки, в поршне и плунжере выполнен переточный канал, в верхней части которого установлен клапан, при этом рабочими каналами соединены полость под пробойником с камерой высокого давления, и, соответственно, гидромониторный канал пробойника с полостью трубки.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в верхней части корпуса установлен дополнительный клапан.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для вторичного вскрытия пласта созданием перфорационных отверстий в эксплуатационных колоннах.

Известно устройство для перфорации скважин, раскрытое в RU 60132 U1, МПК E21B 43/114, (10.01.2007), которое содержит корпус с размещенным в его цилиндрической полости поршнем, который соединен с насосно-компрессорными трубами (НКТ), два пробойника, каждый из которых имеет один промывочный канал, фиксаторы, предназначенные для удержания устройства на необходимом уровне перфорации, при этом пробойник установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении посредством соответствующего силового цилиндра, сообщенного с цилиндрической полостью корпуса с возможностью обеспечения перемещения пробойников в результате создания давления рабочей жидкости в цилиндрической полости корпуса под действием веса подвески НКТ.

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа является устройство, содержащее корпус, соединенный с насосно-компрессорными трубами (НКТ). Пробойники установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении в результате создания давления рабочей жидкости. Мультипликатор для преобразования давления рабочей жидкости выполнен в виде установленных последовательно цилиндров, поршень последнего из которых по ходу кинематически связан с гидравлическим распределителем потока с возможностью его переключения для передачи давления рабочей жидкости для перемещения пробойников и прокола колонны, а также возврата их в исходное положение. Пробойники установлены в цилиндрах, имеющих штоковую и бесштоковую полости, а гидравлический распределитель соединен с ними каналами с возможностью поочередного соединения их с мультипликатором и с внутренней полостью колонны. Пробойники могут быть размещены по окружности корпуса равномерно с угловым смещением. Технический результат состоит в увеличении простоты конструкции перфоратора при обеспечении гарантированного возврата пуансонов за счет использования гидравлического распределителя потока, а также в создании необходимого и достаточного усилия для формирования отверстий в эксплуатационных колоннах различной твердости и толщины стенок (патент на полезную модель РФ №92088, опубл. 10.03.2010 г.).

Недостатком прототипа является то, что при подаче рабочей жидкости в безштоковые полости цилиндров прокалывающих элементов (пробойники, пуансоны) возникает риск того, что эти элементы в определенный момент не вернутся до конца в исходное транспортное положение, т.к. насос, подающий эту жидкость в прибор, перекачивает ее из межколонного пространства скважины (работает на циркуляции) и эта жидкость содержит механические примеси (цемент, горная порода, песок), поступающие в нее при гидромониторной обработке призабойной зоны пласта (ПЗП) при размыве каверн. Соответственно все частицы не выйдут через гидромониторный канал и будут накапливаться в безштоковых полостях цилиндров. Так же механические примеси могут в любой момент вывести из строя распределитель потока, т.к. судя по чертежу и описанию, он золотникового типа, а в подобных клапанах для их работы допускаются размер частиц не превышающий 120 микрон. Все это может привести к заякореванию прибора в скважине, т.е. приводить к аварийной ситуации.

Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности устройства.

Достигаемый при этом технический результат - увеличение времени работы устройства без поломок.

Техническая задача достигается тем, что заявляется устройство для создания перфорационных каналов в скважине, которое содержит корпус, соединенный с насосно-компрессорными трубами (НКТ), пробойник, который установлен в корпусе с возможностью перемещения в радиальном направлении в результате создания давления рабочей жидкости, мультипликатор с камерами низкого и высокого давления для преобразования давления рабочей жидкости, снабженный поршнем с возвратной пружиной, в корпусе выполнены рабочие каналы, причем по оси камеры высокого давления установлена трубка, жестко закрепленная в корпусе, торец трубки сведен на конус, на поверхности которого выполнены окна, поршень снабжен полым плунжером, который имеет возможность перемещения относительно трубки, для этого нижняя часть плунжера заведена в конусную часть трубки, в поршне и плунжере выполнен переточный канал, в верхней части которого установлен клапан, при этом рабочими каналами соединены полость под пробойником с камерой высокого давления, и соответственно гидромониторный канал пробойника с полостью трубки.

В верхней части корпуса может быть установлен дополнительный клапан, который обеспечивает дополнительную надежность эксплуатации.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:

- по оси камеры высокого давления установлена трубка, жестко закрепленная в корпусе;

- торец трубки сведен на конус, на поверхности которого выполнены окна;

- поршень снабжен полым плунжером, который имеет возможность перемещения относительно трубки;

- нижняя часть плунжера заведена в конусную часть трубки;

- в поршне и плунжере выполнен переточный канал;

- в верхней части переточного канала установлен клапан;

- рабочими каналами соединены полость под пробойником с камерой высокого давления, и соответственно гидромониторный канал пробойника с полостью трубки.

Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».

Полезная модель может быть выполнена на стандартном оборудовании, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».

На Фиг. 1 показано положение устройства перед работой, на Фиг. 2 - в процессе работы.

Устройство содержит трубчатый корпус 1 соединенный с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) через муфту 2, в которой схематично изображен клапан 3, для заполнения при спуске и слива при подъеме скважинной жидкости в НКТ. В верхней части корпуса 1 установлен мультипликатор 4, в виде преобразователя давления с камерами низкого давления 5 (Фиг. 2), над поршнем 6 и камерой высокого давления 7, под плунжером 8 заполненной маслом для обеспечения движения поршня 6. Возврат поршня 6 с плунжером 8 в исходное положение обеспечивает пружина 9. Также в поршне 6 и плунжере 8 выполнен переточный канал 10 со встроенным клапаном 11 (изображен схематично). В переточном канале 10 плунжера 8 размещена полая трубка 12, которая жестко закрепленная в корпусе 1. Торец полой трубки 12 сведен на конус, на поверхности которого выполнены окна 13. Так же в нижней части корпуса 1 установлены пробойники 14, выполненные в виде поршня 15 с острием 16. В пробойнике 14 выполнен гидромониторный канал 17. Полость под поршнем 15 соединена с камерой высокого давления 7 рабочим каналом 18 для подачи масла, а гидромониторный канал 17 пробойника 14 соединен с полостью трубки 12 рабочим каналом 19 для подачи рабочей жидкости.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Устройство соединяют с колонной НКТ муфтой 2 и спускают в скважину к интервалу перфорации. Затем по НКТ подают под давлением рабочую жидкость, срабатывает клапан 3, 11 и поршень 6 начинает перемещаться вдоль оси прибора, сжимая пружину 9. Под плунжером 8, в камере 7 создается высокое давление, кратное разницы площадей поршня 6 и плунжера 8. Масло из камеры 7, перетекая под давлением по рабочему каналу 18 в полость под поршнем 15 пробойника 14, воздействует на него, перемещая поршень 15 в радиальном направлении от оси устройства. Острие 16 пробойников 14 прокалывает эксплуатационную колонну 20. Как только поршень 6 с плунжером 8 дошли до конца, клапан 11, упираясь в конус трубки 12 открывается. Рабочая жидкость устремляется, через окна 13, через переточный канал 10 в полость трубки 12, далее по рабочему каналу 19 для подачи рабочей жидкости и гидромониторному каналу 17 за эксплуатационную колонну 20. При этом на устье скважины на манометре наблюдается скачек давления, что свидетельствует о проколе эксплуатационной колонны 20. Струи рабочей жидкости размывают цементный камень и прилегающую горную породу, образуя каверны.

После формирования каверн, давление рабочей жидкости сбрасывают до гидростатического и поршень 6 с плунжером 8, за счет пружины 9 возвращается в исходное положение. При этом в камере высокого давления 7 и полости под поршнем 15 пробойников 14 происходит разряжение, за счет которого пробойники 14, так же втягиваются назад.

Затем устройство перемещают на расчетное расстояние и повторяют цикл по перфорации эксплуатационной колонны 20 с одновременной гидромониторной обработкой пласта, необходимое количество раз, без извлечения устройства из скважины. После обработки всех интервалов в скважине, прекращают подачу рабочей жидкости, давление сбрасывают и устройство извлекают из скважины.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет исключить попадание каких либо механических примесей в прибор, что увеличивает время работы устройства без поломок.

Claims (2)

1. Устройство для создания перфорационных каналов в скважине, содержащее корпус, соединенный с насосно-компрессорными трубами, пробойник, который установлен в корпусе с возможностью перемещения в радиальном направлении в результате создания давления рабочей жидкости, мультипликатор с камерами низкого и высокого давления для преобразования давления рабочей жидкости, снабженный поршнем с возвратной пружиной, в корпусе выполнены рабочие каналы, отличающееся тем, что по оси камеры высокого давления установлена трубка, жестко закрепленная в корпусе, торец трубки сведен на конус, на поверхности которого выполнены окна, поршень снабжен полым плунжером, который имеет возможность перемещения относительно трубки, для этого нижняя часть плунжера заведена в конусную часть трубки, в поршне и плунжере выполнен переточный канал, в верхней части которого установлен клапан, при этом рабочими каналами соединены полость под пробойником с камерой высокого давления, и, соответственно, гидромониторный канал пробойника с полостью трубки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в верхней части корпуса установлен дополнительный клапан.

Images