УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПЕРФОРАЦИОННЫХ КАНАЛОВ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области вторичного вскрытия пласта созданием перфорационных каналов в скважине.
В настоящее время для перфорации скважин широкое распространение получили высокоэффективные гидромеханические перфораторы многоразового использования, устанавливаемые в скважине на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ). Они могут иметь различные типы и формы механизмов прокалывания отверстий с гидромониторными каналами (EP 010346, 29.08.2008. RU 2487990, 20.07.2013. RU 2457318, 27.03.2012. RU 2403380, 10.11.2010. RU 2282714, 27.08.2006. RU 2247226, 27.02.2005. полезные модели RU 124921, 20.02.2013. RU 120702, 18.09.2012. RU 115002, 16.11.2011. RU 102676, 10.03.2011. RU 60132, 10.01.2007, RU 115407, 01.12.2011).
Наиболее эффективной является точечная перфорация, например, с использованием устройств, снабженных прокалывающими резцами, так как такая перфорация сохраняет колонну в рабочем состоянии, оставляя перемычки между перфорационными отверстиями. При этом скважина вскрывается в щадящем режиме, не накладывая дополнительных нагрузок, сохраняя фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов и обеспечение максимального значения коэффициента гидродинамического совершенства скважины - основного критерия оценки гидродинамической связи пласта со скважиной.
Известно устройство для создания перфорационных каналов в скважине прокалывающими перфораторами по заявке на изобретение от 19.02.2014 №2014106236, в котором толкатель узла прошивки отверстий выполнен конусообразной формы, рабочий орган имеет четыре пуансона, которые снабжены пробойниками.
Это устройство имеет следующий недостаток.
Так как рабочим органом являются не два, а минимум четыре пуансона то и расход рабочей жидкости возрастает, что в свою очередь требует более мощной насосной установки. Такие установки имеются не везде.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в уменьшении расхода рабочей жидкости, а также в снижении необходимого для пробивки отверстий давления рабочей жидкости.
Для достижения указанного технического результата в механизме узла прошивки отверстий предусматривается клапанный механизм. Это позволит использовать имеющееся насосное оборудование, не привлекая агрегаты повышенной мощности.
Заявленное устройство для создания перфорационных каналов в скважине содержит установленный на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) прокалывающий перфоратор, содержащий корпус, по меньшей мере в одной секции которого размещен гидропривод, содержащий гидроцилиндр со шток-поршнем, а в другой секции корпуса размещен механизм узла прошивки отверстий, состоящий из толкателя, установленного в верхней части и выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством взаимодействия со шток-поршнем гидроцилиндра, и рабочего органа, размещенного на опоре в нижней части секции с возможностью перемещения под воздействием давления рабочей жидкости, рабочий орган снабжен гидромониторными каналами, последние сообщены с системой подачи рабочей жидкости. Для создания перфорационных каналов в скважине в секции корпуса размещен механизм узла прошивки отверстий, в котором толкатель выполнен конусообразной формы, клинообразный конец которого обращен вниз, а рабочий орган выполнен в виде двух коротких и двух длинных пуансонов, расположенных в плоскостях, взаимно перпендикулярных друг другу, при этом точки поворота пуансонов располагается в одной плоскости, которая перпендикулярна оси движения толкателя, пуансоны снабжены пробойниками.
Толкатель соединен со шток-поршнем гидроцилиндра, подпоршневая полость гидропривода сообщена с гидромониторными каналами рабочего органа, сообщающихся с трубным пространством колонны насосно-компрессорных труб.
Механизм узла прошивки отверстий содержит размещенные в корпусе толкатель и рабочий орган, выполненные с возможностью взаимодействия друг с другом, толкатель выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством гидропривода, а рабочий орган выполнен с возможностью перемещения посредством давления рабочей жидкости, рабочий орган размещен на опоре и снабжен гидромониторными каналами, последние сообщены с системой для подачи рабочей жидкости, при этом толкатель выполнен конусообразной формы, клинообразный конец, которого обращен вниз, а рабочий орган выполнен в виде двух коротких и двух длинных пуансонов, которые расположены в плоскостях, взаимно перпендикулярных друг другу, а точки поворота пуансонов располагаются в одной плоскости, которая перпендикулярна оси движения толкателя, пуансоны снабжены пробойниками.
По мере перемещения толкателя сначала выдвигаются длинные пуансоны, а затем короткие. При возвращении в исходное положение толкателя пуансоны задвигаются с помощью возвратных пружин.
Для уменьшения расхода рабочей жидкости, а также для снижения необходимого для пробивки отверстий давления предусматривается клапанный механизм.
На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого клапанного механизма.
Клапанный механизм состоит из корпуса 2, который закрепляется на питающих патрубках 5 с клапанными отверстиями 10. Внутри корпуса 2 перемещается клапан 1, который под действием пружины 3 прижимается к основному рабочему механизму прокалывающего узла, при этом он опирается на возвратную пружину 6 пуансонов 7, 8. Возвратная пружина 6 находится в крайнем нижнем положении до того момента пока пуансоны 7,8 не завершат рабочий ход. При этом они будут находиться в максимально выдвинутом положении, что обеспечит прокол трубы. В этом положении конусный толкатель 9 находится в крайнем нижнем положении, а возвратная пружина 6 гидропривода в сжатом состоянии. В этот момент пружина 6 будет находиться в крайнем верхнем положении, при этом клапан переместится под действием своей пружины 3, и будут открыты клапанные отверстия 10 в питающих патрубках 5. Жидкость будет поступать через гибкие шланги 4 подачи жидкости в пуансоны 7, 8. При снятии давления произойдет возврат всех механизмов в исходное положение и отверстие клапанного узла перекроется.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Толкатель 9 совершает рабочий ход. Сначала выходят длинные пуансоны 8, а затем короткие 7. Все это время клапанный механизм перекрывает поступление рабочей жидкости к перфорационным каналам.
При этом расхода жидкости нет. А давление не превышает обычного используемого в предыдущих моделях перфораторов. Это позволит использовать имеющееся насосное оборудование, не привлекая агрегаты повышенной мощности.
В конце рабочего хода шток приводит в действие клапан 1, который открывается и подает жидкость в перфорационные каналы. Начинается промывка каверн. При этом давление не обязательно поднимать (из-за того, что количество отверстий в два раза больше, чем на аналогах). В этом случае несколько увеличится время промывки, а в случае увеличения давления до 160 атм время сократится.
Таким образом, устройство уменьшает расход рабочей жидкости, а также снижает необходимое для пробивки отверстий давление рабочей жидкости.