Устройство для ориентирования перфоратора в скважине

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, к области бурения и эксплуатации скважин, а именно к устройствам для ориентирования гидравлических, гидромеханических перфораторов в наклонных скважинах с целью формирования направленных каналов в призабойной зоне пласта.
RU 2241823
Известен ориентированный стреляющий перфоратор (варианты), содержащий один или большее число кумулятивных зарядов, имеющих оболочку, корпус заряда и зарядную трубку [, МПК Е21В 43/119, опубл. 10.12.2004]. При этом одна или более составных частей перфоратора эксцентрично утяжелены, а у других одной или более составных частей эксцентрично удален или добавлен материал.
Известны модульный перфоратор с ориентируемым кумулятивными зарядами [см. например, описания изобретений к патентам RU №2241823, E21B 43/119, опубл. 27.11.2008; RU № 2280150, E21B 43/117, опубл. 20.07.2006; RU № 2440487, E21B 43/117, опубл. 15.06.2010].
Все указанные устройства имеют техническую ограниченность по применению в сочетании с иными перфораторами, за исключением кумулятивных (взрывных) перфораторов, существенным недостатком которых является высокая опасность их использования в нефтяных и газовых скважинах.
Наиболее близким к предлагаемому является комплекс для ориентированной щелевой перфорации обсаженных скважин [RU 39165 U1,  Е21В 43/114, опубл. 22.07.2004]. Известный комплекс включает устройство для щелевой перфорации, приспособление  для азимутального ориентирования режущего диска перфоратора в скважине, выполненного в виде посадочного узла, присоединенного нижним концом к устройству для щелевой перфорации, а верхним концом - к колонне насосно-компрессорных или буровых труб, и скважинный инклинометрический прибор, опущенный на геофизическом кабеле с возможностью ориентирования его относительно оси комплекса в посадочном узле строго определенным образом.
К причинам, препятствующим эффективному достижению технического результата известным комплексом, относятся: сложность метода ориентирования, предусматривающего вращение всей подвески насосно-компрессорных труб (НКТ) для принятия заданного положения щелевого перфоратора, а также привлечения дополнительного оборудования (геофизический подъемник с бригадой геофизиков, инклинометрический прибор), для спуска и подъема в скважину которого необходимы затраты времени и финансов.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства.
Технический результат – избежать необходимость вращения всей подвески НКТ при установке перфоратора.
Техническая задача достигается тем, что устройство содержит перфоратор, посадочный узел, содержащий центраторы, который присоединен к колонне насосно-компрессорых труб (НКТ), и приспособление для азимутального ориентирования рабочих органов перфоратора, отличающееся тем, что посадочный узел выполнен в виде разнесенных муфт, которые через подшипники соединены с перфоратором, при этом на муфтах выполнены центраторы, а приспособление для азимутального ориентирования рабочих органов перфоратора представляет собой гравитационный ориентатор, закрепленный на корпусе перфоратора.
Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- посадочный узел выполнен в виде разнесенных муфт;
- муфты через подшипники соединены с перфоратором;
- на муфтах выполнены центраторы;
- приспособление для азимутального ориентирования рабочих органов перфоратора представляет собой гравитационный ориентатор, закрепленный на корпусе перфоратора.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть выполнена на стандартном оборудовании, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемое устройство схематично изображено на рисунке.
В конструкции устройства может использоваться любой известный гидравлический, гидромеханический перфоратор.
В данном примере изображен гидравлический прокалывающий перфоратор с двумя диаметрально направленными прокалывающими инструментами.
Устройство, спускаемое на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), содержит пару муфт 1 и 2, на корпусах которых известным способом закреплены центраторы 3, выполненные, например, в виде плоских пружин, и гравитационный ориентатор (ГО) 4, размещаемый на перфораторе 5. ГО 4 может быть прикреплен к верхней и/или нижней части перфоратора любым известным способом, например при помощи резьбовых, штифтовых и шлицевых соединений и т.д. В данном примере он крепится при помощи хомута 6. Перфоратор 5 с прокалывающими инструментами 7 устанавливается между муфтами 1,2 и имеет свободу вращения вокруг своей оси за счет подшипников 8, размещенных в местах соединения перфоратора 5 и муфт 1,2. Центраторы 3 взаимодействуют с внутренней стенкой обсадной колонны 9, обеспечивая зазор муфтам 1,2. В качестве ГО 4 может быть использовано любое подходящее грузило, например свинцовая пластина и т. д. Между муфтой 1 и перфоратором 5 для исключения утечки рабочей жидкости при работе перфоратора 5 может размещаться кольцевое уплотнение, например сальник или манжета 10.
Устройство работает следующим образом.
Так как угол и направление наклона скважины в заданном интервале перфорации измерены и известны, то известно, как ГО 4 развернет перфоратор вокруг своей оси в данном участке скважины. Поэтому можно точно определить угол фиксации ГО 4 относительно прокалывающих инструментов 7 перфоратора 5. После определения места крепления ГО 4,  для того чтобы он своим эксцентриситетом под действием гравитационных сил занял крайнее нижнее положение равновесия по направлению наклона скважины, его фиксируют на корпусе перфоратора 5 хомутом 6. Затем устройство на НКТ спускают в скважину к заданному интервалу перфорации. После чего известным способом производят перфорацию обсадной колонны 9, формируя каналы в ПЗП в заданном направлении. По окончании формировании необходимого числа каналов устройство может быть извлечено из скважины.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет упростить конструкцию устройства и избежать необходимость вращения всей подвески НКТ при установке перфоратора.