SU1668640A1 - Устройство дл перфорации скважины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности, в частности к устройствам дл  перфорации нефт ных и газовых скважин. Целью изобретени   вл етс  повышение качества вскрыти  путем увеличени  глубины и площади поперечного сечени  вскрываемого в пласте канала, а также обеспечение возможности регулировани  режима резани . Устройство дл  перфорации скважины содержит корпус 1, дисковую фрезу 2, установленную в корпусе с возможностью вращени  и перемещени  в сторону обсадной колонны. Устройство содержит механизмы подачи и привода 3 фрезы 2, гибкий полый вал 4, установленный с возможностью вращени  и взаимодействи  с механизмом привода 3 и фрезой 2. С гибким полым валом св зана зубчата  шестерн  5. С корпусом 1 и механизмом подачи фрезы св заны спиральные возвратные пружины 6, 7. Фреза 2 имеет зубчатый венец 8 и образует с зубчатой шестерней 5 пару с внутренним зацеплением. Механизм подачи фрезы выполнен в виде струйного истекател  9 с тангенциально размещенными соплами. На глубине перфорации в устройство подаетс  рабоча  жидкость и устройство прижимаетс  к стенке скважины. Одновременно механизм привода 3 через гибкий вал 4, зубчатую шестерню 5 и зубчатый венец 8 приводит во вращение фрезу 2. За счет реактивной силы струй, истекающих из сопел, струйный истекатель 9 поворачиваетс  и осуществл ет подачу фрезы 2. После окончани  процесса перфорации подачу жидкости прекращают и спиральные пружины 6 и 7 возвращают фрезу 2 в транспортное положение. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности и предназначено дл  перфорации нефт ных и газовых скважин.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества вскрыти  путем увеличени  глубины и площади поперечного сечени  вскрываемого в пласте канала, а также обеспечение возможности регулировани  режима резани .

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на Ф4иг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на Фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3;на фиг. 6-устройство в процессе работы, разрез.

Устройство дл  перфорации скважины содержит корпус 1 с элементом дл  св зи с колонной насосно-компрессорных труб (не показан), режущий элемент, выполненный в виде дисковой фрезы 2. Фреза 2 установлена в корпусе 1 в плоскости, перпендикул рной его оси, с возможностью вращени  и перемещени  в сторону обсадной колонны. Устройство содержит средство дл  прижати  корпуса 1 к зоне перфорации и механизмы 3 подачи и привода фрезы 2. Устройство включает также гибкий полый вал 4, установленный с возможностью вращени  и взаимодействи  с механизмом 3 привода фрезы 2 и самой фрезой. По гибкому полому валу подаетс  рабоча  жидкость к механизму подачи фрезы. С гибким полым валом св зана зубчата  шестерн  5, установленна  в плоскости фрезы эксцентрично ее оси. С корпусом 1 одними концами св заны спиральные возвратные пружины 6 и 7, другие концы которых св заны с механизмом подачи фрезы. Фреза 2 имеет зубчатый венец 8 на внутренней поверхности и образует с зубчатой шестерней 5 пару с внутренним зацеплением.

Механизм подачи фрезы выполнен в виде струйного истекател  9, который установлен соосно с зубчатой шестерней 5. Струйный истекатель 9 жестко св зан с фрезой 2

и имеет возможность поворачиватьс  вместе с ней вокруг оси зубчатой шестерни 5. Струйный истекатель оснащен соплами 10, размещенными тангенциально относительно оси вращени .

Кроме того, в верхней части вала зубчатой шестерни 5 выполнена осева  цилиндрическа  полость с радиальными отверсти ми 11, через которые рабоча  жидкость из гибкого вала 4 попадает в полость струйного истекател . Фреза 2 посажена с возможностью вращени  на втулки 12 и 13. Втулка 12 жестко св зана со струйным истекателем 9, а втулка 13 - с втулкой 14, насаженной на вал зубчатой шестерни 5,

Таким образом, втулки 12 и 13, на которые посажена фреза 2, имеют возможность поворачиватьс  вместе с ней вокруг эксцентричной оси, совпадающей с осью зубчатой шестерни 5. На внешней поверхности фрезы 2 размещены режущие элементы 15. Средство дл  прижати  корпуса к зоне перфорации содержит поршень 16 с возвратной пружиной 17.

Устройство работает следующим обраэом .

После окончани  спуска на колонне труб в скважину устройство устанавливаетс  в требуемом месте по длине ствола. При этом поршень 16 пружиной 17 отжат во

внутреннюю полость корпуса 1, т.е. находитс  в транспортном положении. После установки устройства в требуемом месте по длине ствола включаетс  подача промывочной жидкости. За счет возникновени 

перепада давлени  внутри насосно-комп- рессорной трубы и в затрубном кольцевом пространстве поршень 16 выдвигаетс  к стенке скважины и затем отжимает устройство в противоположном направлении. Одновременно механизм 3 привода через

гибкий вал 4, зубчатую шестерню 5 и зубчатый венец 8 приводит во вращение дисковую фрезу с режущими элементами 15.

За счет рактивных сил струй жидкости, с большой скоростью истекающих из сопел 10, струйный истекатель 9 поворачивает вокруг своей оси жестко сочлененные с ним втулки 12 и 13. В результате, вокруг этой же оси поворачиваетс , а затем и прижимаетс  к разрушаемой стенке, и дискова  фреза. Усилие прижати  к стенке обсадной колонны или скважины пропорционально расходу жидкости, т.е., в случае использовани  гидравлического забойного двигател , пропорционально вращающему моменту на режущей кромке фрезы, что позвол ет изменением расхода жидкости регулировать эффективность и скорость фрезеровани  разрушаемой стенки (так ка синхронно измен ютс  и сила прижати , и максимальный крут щий момент на фрезе) в зависимости от твердости и других физико-механических свойств последней.

Сменой сопел 10 струйного истекател  9 дополнительно регулируетс  и взаимо- св зь между моментом фрезеровани  и усилием прижати  фрезы к стенке обсадной колонны или скважины. Часть жидкости через отверсти  с большим гидравлическим сопротивлением попадает на зубь  тестер- ни и колеса в зоне контакта, омыва  и увеличива  их долговечность.

После окончани  процесса перфорации подача жидкости прекращаетс , поршень 16 пружиной 17 возвращаетс  в исходное транспортное положение, а дискова  фреза с зубчатым венцом 8 спиральными пружинами 6 и 7 возвращаетс  в исходное положение , после чего устройство перемещают в продольном направлении на требуемую величину шага вскрыти  (шага перфорации ) и поворачивают, при необходимости, на заданный угол. Затем процесс повтор ют сначала. Во избежание заклинивани  фрезы в канале колонну труб с устройством на нижнем конце после прекращени  подачи жидкости проворачивают,

Claims (2)

1.Устройство дл  перфорации скважины , содержащее корпус с элементом дл  св зи с колонной насосно-компрессорных труб, режущий элемент, выполненный в виде дисковой фрезы, установленной в корпусе в плоскости, перпендикул рной его оси, с возможностью вращени  и перемещени  в сторону обсадной колонны, средство дл  прижати  корпуса к зоне перфорации и механизмы подачи и привода фрезы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества вскрыти  путем увеличени  глубины и площади поперечного сечени  вскрываемого в пласте канала, оно снабжено гибким полым валом, установленным с возможностью вращени  и взаимодействи  с механизмом привода фрезы и фрезой, зубчатой шестерней, св занной с гибким валом и установленной в плоскости фрезы эксцентрично ее оси, спиральными возвратными пружинами, одни концы которых св заны с корпусом, а другие - с механизмом подачи фрезы, причем фреза имеет зубчатый венец на внутренней поверхности и образует с зубчатой шестерней пару с внутренним зацеплением .

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  регулировани  режима резани , механизм подачи фрезы выполнен в виде установленного со- осно с зубчатой шестерней с возможностью взаимодействи  с фрезой и одновременного поворота относительно оси зубчатой шестерни струйного истекател  с соплами , ориентированными тангенциально его оси.

W

Фиг. 5 9

Фиг,2

8-8

Фиг А

11

Фиг. 6