УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИН И РАЗРЫВА ПЛАСТА

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, в частности, к устройствам для перфорации скважин с последующим проведением разрыва продуктивного пласта.
Известно устройство для перфорации скважин с присоединенным к нему корпусным генератором давления АСГ-105, в котором пороховой заряд размещен в стальном корпусе, являющемся камерой сгорания. Истечение пороховых газов происходит во внутреннее пространство скважины через конические сопла расположенные в корпусе. В момент перед разрывом пласта с помощью перфоратора простреливаются отверстия в обсадной колонне, соединяющие пласт с внутренней частью обсадной колонны (Термогазохимическое воздействие на малодебитные и осложненные скважины. Г.А.Чазов, В.И.Азаматов, С.В.Якимов, А.И.Савич. - М.: Недра, 1986, - 150 с.).
К недостаткам данного устройства следует отнести:
1. Ударное воздействие на крепь скважины;
2. Малую эффективность разрыва пласта пороховыми газами - давление в них при движении через перфорационные отверстия в пласт резко падает в отличие от жидкости и большая часть энергии взрыва теряется во внутреннем пространстве скважины;
3. При повторном применении будут создаваться не только новые трещины, но и повторно открываться уже образованные.
Известно устройство для перфорации скважин, состоящее из корпуса, в котором последовательно соединены и гидравлически связаны узел для создания давления, рабочая камера, горизонтальные цилиндры с размещенными в них пробойниками, каждый из которых имеет режущую и поршневую части. Узел для создания давления отделен от рабочей камеры разделительным поршнем (SU 1446974, 1986).
Недостатком данного устройства является малая глубина проникновения в пласт, определяемая величиной хода пробойника в горизонтальном цилиндре, что в ряде случаев недостаточно для создания надежной гидродинамической связи продуктивного пласта со скважиной.
Полезная модель направлена на безударную перфорацию и повышение эффективности последующего разрыва пласта.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для перфорации скважин и разрыва пласта состоит из последовательно соединенных и гидравлически связанных рабочей камеры и горизонтальных цилиндров с размещенными в них пробойниками, при этом над рабочей камерой размещен узел для создания давления, отделенный от рабочей камеры разделительным поршнем. Новым в устройстве является то, что в пробойниках выполнены сквозные каналы, сообщенные с рабочей камерой, а разделительный поршень снабжен клапаном, выполненным с возможностью открытия в конце рабочего хода.
Заявляемая конструкция устройства позволяет безударно перфорировать скважину и повысить эффективность последующего разрыва пласта за счет максимально возможного использования энергии, например, пороховых газов после первоначального разрыва пласта жидкостью, находящейся под разделительным поршнем, проводить разрыв продуктивного пласта многократно, последовательно переустанавливая устройство по всему его интервалу.
На представленном чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.
Устройство содержит узел 1 для создания давления с расположенным в нем пороховым зарядом 2 и разделительным поршнем 3 с клапаном 4. Рабочая камера 5 жестко соединена и гидравлически связана с горизонтальными цилиндрами 6, в которых установлены пробойники 7, имеющие сквозные каналы 8.
Устройство работает следующим образом.
После спуска устройства до подошвы продуктивного пласта поджигают пороховой заряд 2 в узле 1. Под действием пороховых газов разделительный поршень 3 с клапаном 4 приходит в движение и создает в гидравлически связанных с рабочей камерой 5 горизонтальных цилиндрах 6 избыточное давление жидкости. Под действием избыточного давления пробойники 7 с каналами 8 выходят из горизонтальных цилиндров 6 и безударно прорезают отверстия в обсадной колонне. Жидкость из рабочей камеры 5 проходит под избыточным давлением через каналы 8 в пробойниках 7, проникает в пласт и разрывает его, образуя трещину. В конце рабочего хода поршня 3, клапан 4, взаимодействуя своим торцом с перегородкой, разделяющей рабочую камеру 5 и горизонтальные цилиндры 6, открывается, и через гидравлическую часть горизонтальных цилиндров 6 и сквозные каналы 8 в пробойниках 7 в образовавшуюся трещину проникают пороховые газы и увеличивают ее. После срабатывания пробойники 7 возвращаются в исходное положение, например, путем подъема устройства и взаимодействия со стенками скважины их выполненной под углом поверхности.
Устройство перезаряжают и устанавливают выше созданной трещины на расчетную высоту, либо проворачивают на заданный угол на первоначальной глубине и процесс повторяют.