УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА СВЕРЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, применяемым при вторичном вскрытии продуктивных пластов сверлением до глубины проникновения фильтрата буровых, тампонажных и других загрязняющих пласт технологических жидкостей.
Известно устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта сверлением, включающее трубчатый корпус с размещенным в нем узлом бурения для вращения и подачи бура к стенке скважины, бур, выполненный в виде полого стержня с фрезой на конце, узел промывки бура, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, кассету с размещенными в ней буром и буровыми втулками для наращивания его и подвеску корпуса в виде каротажного кабеля. Фреза и буровые втулки (патрубки) имеют впадины, которые входят в зацепление с выступами на торце шпинделя и осуществляют подачу и вращение бура [1].
В данном устройстве при наращивании бура буровая втулка под действием сжатой пружины подается в кондуктор. При этом при попадании втулки в пространство между выступами шпинделя втулка может заклинить шпиндель, что приведет к поломке деталей устройства.
Недостатком известного устройства является низкая надежность.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели и взятым за прототип является устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта сверлением, включающее корпус с размещенным в нем узлом бурения, бур, выполненный в виде полого стержня, со сверлом на конце, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, кассету с размещенными в ней и поджатыми пружиной патрубками для наращивания бура, шпиндель с выступами на торце, взаимодействующими с пазами на торцах патрубков для осуществления вращения и подачи бура, кондукторную втулку, обеспечивающую соосность оси патрубка, наращивающего бур, с осью бура и шпинделя, а также подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, при этом в узле бурения выполнен отсек, в котором размещены кондукторная втулка, часть кассеты с патрубками для наращивания бура, конец шпинделя, взаимодействующий с буром, и конец бура, причем отсек посредством канала соединен с насосом и вместе с кондукторной втулкой, шпинделем, буром и кассетой герметически изолирован от остальных узлов устройства [2].
В данном устройстве, так же как и в аналоге, при наращивании бура буровая втулка, попадая в пространство между выступами шпинделя, может заклинить шпиндель, что приведет к поломке деталей устройства.
Недостатком известного устройства также является низкая надежность.
Технический результат - повышение надежности работы устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройство для вскрытия продуктивного пласта сверлением, включающее корпус с размещенным в нем узлом бурения, бур, выполненный в виде полого стержня со сверлом на конце, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, кассету с размещенными в ней и поджатыми пружиной патрубками для наращивания бура, шпиндель с выступами на торце, взаимодействующими с пазами на торцах патрубков для осуществления вращения и подачи бура, кондукторную втулку, обеспечивающую соосность оси патрубка, наращивающего бур, с осью бура и шпинделя, а также подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, при этом в узле бурения выполнен отсек, в котором размещены кондукторная втулка, часть кассеты с патрубками для наращивания бура, конец шпинделя, взаимодействующий с буром, и конец бура, причем отсек посредством канала соединен с насосом и вместе с кондукторной втулкой, шпинделем, буром и кассетой герметически изолирован от остальных узлов устройства, введены установленные на конце шпинделя с возможностью свободного вращения и перемещения по нему кольцо, а также упоры, ограничивающие крайние положения кольца на шпинделе при его движении в обе стороны.
Новым является то, что в устройство для вскрытия продуктивного пласта сверлением введены установленные на конце шпинделя с возможностью свободного вращения и перемещения по нему кольцо, а также упоры, ограничивающие крайние положения кольца на шпинделе при его движении в обе стороны.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство, опущенное на каротажном кабеле в зону продуктивного пласта; на фиг. 2 - положение кольца при рабочем ходе шпинделя с открытыми пазами; на фиг. 3 - положение кольца перед подачей патрубка при холостом ходе шпинделя в момент закрытия промежутков между выступами на торце шпинделя; на фиг. 4 - момент заклинивания шпинделя при попадании патрубка в промежуток между пазами.
Устройство содержит спускаемый в ствол скважины 1 на каротажном кабеле 2 корпус 3, в котором размещены взаимосвязанные механическими, гидравлическими и электрическими системами узел бурения 4, включающий бур 5, выполненный в виде наращиваемого патрубками 6 полого стержня со сверлом 7 на конце, соосный с буром 5 шпиндель 8 с элементами передачи вращения и подачи буру 5, выполненными в виде выступов 9, взаимодействующих с пазами патрубков 6; кондукторную втулку 10 для совмещения осей шпинделя 8 и бура 5 с осью патрубка 6 при наращивании бура. Для соединения между собой и сверлом 7 патрубки 6 имеют присоединительные элементы, выполненные, например, в виде резьбы. Патрубки 6 размещены в кассете 11, смонтированной в трубе 12, и поджаты пружиной 13. Кассета 11 расположена ниже узла бурения 4 и частично в нем. Конец шпинделя 8, часть кассеты 11 и кондукторная втулка 10 с очередным патрубком 6 для перемещения бура 5, а также часть бура 5 размещены в выполненном в узле бурения 4 отсеке 14 и герметически изолированы от остальных узлов устройства.
Узел промывки состоит из насоса (на чертеже не показан), соединенного каналом 16 с отсеком 14, размещенным в узле бурения 4.
Фиксацию корпуса 3 в стволе скважины 1 осуществляют механизмы фиксации 15. Привод механизмов устройства осуществляется электродвигателем 16, получающим электропитание по каротажному кабелю 2. На конце шпинделя 8 установлено с возможностью свободного вращения и перемещения по нему кольцо 17, а также упоры 18, ограничивающие крайние положения кольца 17 на шпинделе 8 при его движении в обе стороны. Кольцо 17 находится в контакте с кондукторной втулкой 10 и патрубком 6 и установлено таким образом, что в одном положении оно закрывает пространство между выступами 9, в другом открывает их для взаимодействия с пазами патрубков 6.
В качестве упора может быть использован установленное в канавке шпинделя 8 кольцо-замок 18, взаимодействующий с боковыми поверхностями проточки 19, выполненной на внутренней поверхности кольца 17.
Устройство работает следующим образом.
Опущенное в ствол скважины 1 на необходимую глубину после пуска электродвигателя 16 с наземного пульта управления (на чертежах не показан) устройство фиксируется механизмами фиксации 15. Одновременно начинают работать насос для подачи промывочной жидкости в отсек 14 и узел бурения 4. Шпиндель 8, перемещаясь возвратно-поступательно при рабочем ходе в сторону стенки ствола скважины, входит в зацепление со сверлом 7, которое просверливает вначале стенку ствола скважины 1, а затем углубляется в пласт. При обратном (холостом) ходе шпинделя 8 в кондукторной втулке 10 освобождается пространство для очередного патрубка 6, который подается туда под действием пружины 13. Далее шпиндель 8 входит в зацепление с патрубком 6 и ввинчивает его в сверло 7. Затем сверло 7 и патрубок 6, как одно целое, продолжают углубляться в пласт на рабочую длину одного патрубка 6. Процесс наращивания стержня бура 4 повторяется и продолжается до тех пор, пока в кассете 11 не останется ни одного патрубка 6.
При рабочем ходе шпинделя 8 в сторону стенки ствола скважины 1 силами трения о поверхность кондукторной втулки 10 и патрубка 6 кольцо 17 перемещается по шпинделю 8 и открывает выступы 9 для взаимодействия с пазами патрубков 6. При обратном (холостом) ходе шпинделя 8 кольцо 17 перемещается в обратном направлении и закрывает промежутки между выступами 9 на конце шпинделя 8, препятствуя попаданию в них патрубков 6 и исключая заклинивание шпинделя 8.
Промывочная жидкость в отсеке 14 находится под давлением. При холостом ходе шпинделя 8 промывочная жидкость нагнетается в полость бура 5 непосредственно из отсека 14, а при рабочем - через зазор между торцами выступов шпинделя 8 и пазов патрубка 6. Избыточное давление в отсеке не позволяет шламу проникать в его внутреннюю зону.
Колебания нагрузки при рабочем и холостом ходе влияют на характеристики тока, питающего электродвигатель 16, и регистрируются приборами, находящимися на поверхности земли. После того как в кассете 11 не останется ни одного патрубка 6, включается реверс электродвигателя 16, корпус 3 расфиксируется и извлекается из скважины 1.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность работы устройства.
Источники информации
1. Патент Российской Федерации №2232873 от 23.01.2003.
2. Патент Российской Федерации №98045 от 11.06.2010.