RU20539U1 - Устройство для гидроабразивной щелевой винтовой перфорации скважин - Google Patents

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОАБРАЗИВНОЙ ЩЕЛЕВОЙ ВИНТОВОЙ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для перфорирования скважин гидроабразивной струей направленного действия.

Известно глубинное устройство для вертикальных перемещений гидроперфоратора, содержащее корпус, соединенный с насоснокомпрессорной трубой, и дифференциальный полый шток с кольцевыми проточками-на его внешней поверхности и четырьмя-соплами (насадками), установленными на его нижней части, расположенными в одной диаметральной плоскости (авт.свид. СССР №1106897, Е21В 43/114, опубл. 1984). Сопла ориентированы друг относительно друга под углом 90°. В кольцевом пространстве между корпусом и штоком находится разделительная втулка с установленным в ней обратным клапаном, выполненным в виде тарелки. Тарелка и верхняя часть штока с проточками образуют кольцевой зазор, изменяющийся дискретно при перемещении штока. Полости, расположенные по обе стороны от разделительной втулки, заполнены вязкой жидкостью. Между тарелкой и поверхностью штока на участке между проточками образован капиллярный зазор, а на участке проточки - микрозазор. Нагнетаемая в корпус рабочая жидкость истекает из него через сопла и одновременно перемещает поршень со штоком вдоль оси корпуса. При прохождении через тарелку верхней части штока без проточки, образуется капиллярный зазор и происходит медленное опускание подвижной системы за счет медленного перетока вязкой жидкости по капиллярном} зазору. При прохождении через тарелку верхней части штока с кольцевой проточкой образуется микрозазор и происходит быстрое опускание подвижной системы. Таким образом, в колонне обсадных труб и стенках

МПК7Е21В43/114

скважины прорезаются прерывистые вертикальные щели по числу участков штока, не имеющих проточек.

Недостаток указанного устройства состоит в низком качестве вскрытия пластов вследствие быстрого смыкания вертикальных щелей под действием горизонтальных смещений породы, что снижает продуктивность скважины. Кроме того, четыре щели, прорезаемые в обсадной трубе в одной диаметральной плоскости, нарущают ее прочность, что ведет к ее деформированию.

Известно также устройство для перемещения гидроперфоратора, содержащее корпус, с прикрепленным к нему полым щтоком для подачи рабочей жидкости, четыре сопла, установленные ярусно на корпусе по два сопла в каждом ярусе, гидроподъемник, автоматический регулятор движения и поворотные щайбы (авт.свид. СССР № 692987, Е21В 43/114), опубл. 1979). Расположением поворотных шайб параллельно оси скважины обеспечивается возможность поступательного перемещения корпуса, при котором производится нарезка вертикальных щелей в стенках скважины. Расположением поворотных шайб наклонно к оси скважины обеспечивается возможность перемещения корпуса с одновременным совмещением поступательного и вращательного движений, в результате чего производится нарезка винтовых щелей в стенках скважины.

Наиболее близким к предлагаемому является, принятое за прототип, известное скважинное устройство перфорационного вскрытия пластов (полезная модель РФ .№ 10775, Е21В 43/00, опубл. 1999). Устройство содержит корпус (пескоструйный перфоратор) с соплами, установленными вокруг его продольной оси одним ярусом. Корпус закреплен на конце полого щтока, соединенного вторым концом с насосно-компрессорной трубой. Шток установлен в цилиндрическом корпусе и связан с ним посредством механизма поступательно-вращательного перемещения, содержащего гидравлический двигатель, направляющую втулку со спиральными пазами в ее стенках, щипы, прикрепленные к штоку и установленные в спиральных пазах направляющей

втулки, и пружинный возвратный механизм. В рабочем положении корпус с соплами совершает поступательно-вращательные движения вдоль оси цилиндрического корпуса, в результате чего в стенках скважины прорезаются винтовые щели под действием высоконапорных струй рабочей жидкости.

Устройство-прототип, также как и выщеописанное устройство, не обеспечивает высокого качества вскрытия пластов и высокой продуктивности скважины.

Задача полезной модели состоит в том, чтобы повысить качество вскрытия пластов и продуктивность скважины.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для гидроабразивной щелевой винтовой перфорации скважин, содержащем корпус, соединенный с насосно-компрессорной трубой, сопла, установленные вокруг продольной оси корпуса по меньшей мере одним ярусом, и механизм поступательно-вращательного перемещения корпуса, согласно полезной модели в одном ярусе установлены три сопла, ориентированные друг относительно друга под углом близким к 120°.

Размещением в одном ярусе трех сопел достигнута возможность одновременного прорезания трех винтовых щелей в обсадной трубе и стенках скважины, что повышает качество вскрытия продуктивных пластов за счет увеличения их проницаемости. Винтовые щели обладают высокой устойчивостью против смыкания под действием как вертикальных, так и горизонтальных нагрузок, что повышает продуктивность скважины.

Ориентированием сопел друг относительно друга под углом близким к 120° обеспечена возможность прорезания винтовых щелей в трех разных направлениях, что улучшает качество вскрытия продуктивных слоев при их разном расположении и способствует повышению притока текучих сред к скважине.

Сушность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено устройство для гидроабразивной щелевой винтовой перфорации скважин в первом варианте конструктивного исполнения, вид сбоку с

разрезом; на фиг.2 - сечение А-А; на фиг.З - устройство для гидроабразивной щелевой винтовой перфорации скважин во втором варианте конструктивного

исполнения, вид сбоку с разрезом.

Устройство для гидроабразивной щелевой винтовой перфорации скважин в первом варианте конструктивного исполнения содержит корпус 1 с соплами 2, установленными вокруг продольной оси 3 одним ярусом. Устройство во втором варианте конструктивного исполнения содержит корпус 4 с соплами 2, установленными вокруг продольной оси 3 двумя ярусами. В каждом ярусе установлены три сопла 2, ориентированные друг относительно друга под углом 120°. Корпус 1, 4 соединен с подвижной насосно-компрессорной трубой 5, сообщающейся с неподвижной насоснокомпрессорной трубой 6. Между подвижной 5 и неподвижной 6 насоснокомпрессорными трубами установлен механизм 7 поступательновращательного перемещения. В нижней части корпуса 1, 4 установлен шаровой клапан 8.

Работает устройство следующим образом.

Гидроабразивная жидкость, подаваемая под давлением в неподвижную насосно-компрессорную трубу 6, далее проходит через подвижную насоснокомпрессорную трубу 5 в корпус 1, 4 и истекает из корпуса 1, 4 струями через сопла 2. Шаровой клапан 8 при этом закрыт. В первом варианте конструктивного исполнения устройства истечение гидроабразивной жидкости происходит тремя струями, лежащими в одной диаметральной плоскости и направленными друг относительно друга под углом 120°, во втором варианте конструктивного исполнения устройства - шестью струями, лежащими в двух диаметральных плоскостях по три струи в каждой плоскости, также направленными друг относительно друга под углом 120°. В процессе истечения струй подвижную насосно-компрессорную трубу 5, вместе с прикрепленным к ней корпусом 1, 4, перемещают по винтовой линии посредством механизма 7 поступательно-вращательного перемещения. При этом в обсадной колонне (на чертеже не показана) и продуктивном пласте

прорезаются винтовые щели, через которые подтекает добываемая жидкая или газообразная среда к скважине. Винтовые щели снижают напряжения в призабойной зоне и обладают высокой стойкостью против смыкания под действием вертикальных и горизонтальных нагрузок. После поворота корнуса 1, 4 на заданный угол и прорезания винтовых щелей определенной длины переставляют устройство по длине скважины в новое положение и прорезают новые винтовые щели. Для уменьшения числа перестановок и ускорения процесса щелевой перфорации скважины используют корпус 4 с двумя рядами ярусно расположенных сопел 2, что позволяет одновременно прорезать шесть винтовых щелей в двух диаметральных плоскостях. Отработавшая гидроабразивная жидкость сливается по затрубному пространству. Для промывки сопел и затрубного пространства направление подачи гидроабразивной жидкости меняют на противоположное, при этом шаровой клапан 8 открывается.

Claims (1)

1. Устройство для гидроабразивной щелевой винтовой перфорации скважин, содержащее корпус, соединенный с насосно-компрессорной трубой, сопла, установленные вокруг продольной оси корпуса по меньшей мере одним ярусом, и механизм поступательно-вращательного перемещения корпуса, отличающееся тем, что в одном ярусе установлены три сопла, ориентированные друг относительно друга под углом, близким к 120^o.