УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, применяемым при вторичном вскрытии продуктивных пластов.
Известно режущее устройство для образования выреза вблизи скважины, пересекающей подземный пласт, содержащее рычаг пилы, шарнирно соединенный с корпусом с возможностью поворота между первым положением, в котором рычаг пилы расположен по существу параллельно продольной оси корпуса, и вторым положением, в котором рычаг пилы расположен в направлении от продольной оси корпуса, бесконечную цепь, снабженную режущими элементами и окружающую рычаг пилы, и приводное средство, заставляющее цепь обегать вокруг рычага пилы, приводное средство содержит гидравлический двигатель, подвижно установленный внутри корпуса с возможностью в ответ на прилагаемое к нему гидравлическое давление перемещаться вдоль корпуса вместе с поворачивающим механизмом, заставляя тем самым рычаг пилы поворачиваться во второе положение, и имеется пружинный механизм, заставляющий рычаг пилы поворачиваться обратно в первое положение при отсутствии гидравлического давления на двигатель (патент на изобретение RU №2137912, опубл. 20.09.1999 г.).
К недостатку известного устройства следует отнести низкую надежность. Указанный недостаток проявляются в том, что из-за вертикальных перемещений устройства в скважине, вызываемых растяжением насосно-компрессорных труб под действием давления закачиваемой рабочей жидкости, в связи с отсутствием фиксирующего приспособления корпуса к стенке скважины, произойдет разрушение режущего элемента и самой цепи, что приведет к аварии.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта механической обработкой, включающее корпус с размещенным в нем узлом бурения, в котором установлен привод для вращения и подачи бурового приспособления, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, при этом, буровое приспособление в устройстве выполнено в виде шины и кинематически связанной с узлом бурения, звездочки на ее конце, соединенном с ползуном, связанным с узлом бурения и установленным в направляющих, прикрепленных к корпусу и расположенных вдоль него, причем вокруг шины расположен гибкий рабочий орган, а в шине выполнен продольный направляющий паз, в котором размещена каретка, установленная на оси, прикрепленной к корпусу (патент на изобретение RU №2322572, опубл. 20.04.2008 г.) - прототип.
Недостатком данного устройства являются то, что из-за его конструктивных особенностей площадь пропила небольшая. Однако, для увеличения притока нефти или газа из продуктивного пласта в скважину путем последующего гидроразрыва продуктивного пласта с закреплением полученных, трещин проппантом, требуется наибольшая площадь вскрытия продуктивного пласта. Это обусловлено тем, что пласты «рвутся» не просто под воздействием на них давления жидкости, а усилием, приложенным к данному пласту: F=PS, где F - усилие (кг.с), Р - давление (МПа), S - площадь (см2).
Технической задачей полезной модели является увеличение площади вскрытия пласта.
Техническая задача решается тем, что заявляемое устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта, включает корпус с размещенным в нем приводом для вращения и подачи бурового приспособления, последнее выполнено в виде шины с гибким рабочим органом, в шине выполнен продольный направляющий паз, шина снабжена ведущей звездочкой, буровое приспособление кинематически связано с приводом, корпус снабжен механизмом для фиксации к стенке ствола скважины, при этом буровое приспособление шарнирно закреплено на корпусе, направляющий паз снабжен ползуном, выполненным с возможностью перемещения внутри паза, в корпусе установлена винтовая пара, винт которой кинематически связан с приводом, а гайка соединена с ползуном.
Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:
- буровое приспособление шарнирно закреплено на корпусе;
- направляющий паз снабжен ползуном, выполненным с возможностью перемещения внутри паза;
- в корпусе дополнительно установлена винтовая пара, состоящая из винта и гайки;
- гайка винтовой пары соединена с ползуном, перемещающимся в пазу шины.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Заявляемое устройство может быть изготовлено на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».
На Фиг.1 схематично изображено устройство в процессе работы. На Фиг.2 схематично изображена площадь пропила, обеспечиваемого устройством по прототипу, обозначенной буквой «Д» и заявляемого устройства, обозначенного буквой «Г». Сформированный канал заявляемого устройства обозначен цифрой 19.
Устройство содержит спускаемый на геофизическом кабеле 1 корпус 2, в котором размещены механизмы фиксации 3 корпуса 2 к внутренней стенке эксплуатационной колонны 18, электропривод 4, редуктор 5 с выходными валами 6 и 7. Вал 6, через шестерню 8 и 9 соединен с ведущей звездочкой 10 бурового приспособления 11 шарнирно закрепленного осью 12 на корпусе 2. Буровое приспособление 11 выполнено в виде шины 13. Вокруг шины 13 с ведущей звездочкой 10 находится замкнутый гибкий рабочий орган 14, выполненный в виде алмазированной или армированной твердосплавными пластинами цепи, (на Фиг.1 показана условно), в шине 13 выполнен продольный направляющий паз 15, в котором установлен ползун 16, соединенный с гайкой 17. Гайка 17 установлена на валу 7, выполненного в виде винта, образуя винтовую пару.
Устройство работает следующим образом. Устройство спускают в скважину к интервалу перфорации на геофизическом кабеле 1.
Затем к нему подают ток и срабатывают механизмы фиксации 3, фиксируя корпус 2 с внутренней стенкой эксплуатационной колонны 18. Одновременно приводится в действие электродвигатель электропривода 4, вращающий момент от которого, через редуктор 5 и выходной вал 6 передается через шестерню 8 и 9 ведущей звездочке 10 и рабочему органу 14 бурового приспособления 11. В то же время вращается вал 7 (выполненный в виде винта), который приводит в движение гайку 17, соединенную с ползуном 16, которой перемещается поступательно вдоль оси устройства, по направляющему продольному пазу 15 шины 13 к оси 12, на которой закреплен один конец бурового приспособления 11. Взаимодействие рабочей поверхности направляющего продольного паза 15 и ползуна 16 позволяет отклонить другой ее конец в сторону стенки эксплуатационной колонны 18, постепенно изменяя положение шины 13 с гибким рабочим органом 14 бурового приспособления 11 из продольного положение в поперечное относительно ствола скважины. При этом рабочий орган 14 бурового приспособления 11 врезается сначала в стенку эксплуатационной колонны 18 и далее в горную породу за ней, образуя канал 19 (Фиг.2).
Возвращение в исходное положение бурового приспособления 11, происходит следующим образом. Включают реверс на электродвигателе электропривода 4. Вал 7, вращаясь в обратную сторону, перемещает гайку 17 и соединенный с ней ползун 16 вниз, при этом буровое приспособление 11 возвращается в исходное транспортное положение. Затем выключают электропривод 4 и механизм фиксации 3 так же возвращается в исходное положение.
После окончания работы, устройство перемещают на следующий интервал перфорации. Цикл повторяют.
Заявляемая полезная модель позволяет увеличить площадь вскрытия пласта, за счет изменения радиуса пропила.