УСТРОЙСТВО МЕХАНИЧЕСКОЙ ЗОНДОВОЙ ПЕРФОРАЦИИ

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи и может быть использована для вторичного вскрытия продуктивных пластов обсаженных скважин.
Известно устройство формирования глубоких каналов в обсаженной скважине, которое может быть использовано для неабразивных горных пород. Устройство включает спускаемый на трубах до требуемой глубины корпус с направляющей и кольцевым уплотнением гидропривода и спускаемый на грузонесущем кабеле внутри труб и проходящий через кольцевое уплотнение гидравлический двигатель, соединенный с полым гибким валом снабженным режущей головкой, используемых для получения отверстия в обсадной колонне и канала в неабразивной горной породе. Для фиксации корпуса устройства в обсадной колонне используется стопорное устройство [Патент РФ №2190089].
Недостатки устройства следующие:
1. Нагрузка на гибкий вал и разрушающую головку зависит не только от давления в колонне труб, но и от веса грузонесущего кабеля, а также степени его натяжения. Последние два параметра взаимосвязаны и с трудом поддаются регулировке с поверхности.
2. В процессе работы при незафиксированном корпусе двигателя, вследствие собственных колебаний двигателя и различного направления перемещения двигателя в кольцевом уплотнении и изогнутого гибкого вала, может произойти разгерметизация уплотнения гидропривода и, как следствие, остановка вращения двигателя, а возникающий реактивный момент будет вращать его и весь инструмент в противоположную сторону.
3. Отсутствует механизм предохранения вала от перегрузки, которая может возникнуть при заклинке режущей головки и гибкого вала частицами выбуренной породы, что может привести к слому вала.
4. Устройство не обеспечивает контроль за окончанием процесса бурения перфорационного канала, что может привести к получению канала глубиной меньшей заданной или работе вхолостую.
5. Вследствие растяжения труб и их взаимодействия со стенками скважины, перемещения труб на поверхности могут не соответствовать перемещениям корпуса, поэтому перемещение корпуса с поверхности колонной труб не позволяет получить равномерно расположенные каналы.
Известно также устройство для бурения глубоких перфорационных каналов в абразивных горных породах, включающее блок сверления, состоящий из гидравлического двигателя и сверла, блок бурения, состоящий из гибкого вала и долота, и поршневой гидропривод (Патент Канады СА №2238782).
Устройство спускают на трубах на требуемую глубину, заякоривают, а разрушение обсадной колонны производят вращением сверла гидравлическим двигателем с продольным перемещением при помощи поршня. Затем производят втягивание сверла в исходное положение, перемещение блока сверления вниз и установку на его место блока бурения, в котором соединенное с гибким валом долото позиционируется соосно с полученным отверстием в обсадной колонне. Производят бурение канала в горной породе с промывкой вращением гибкого вала, снабженного долотом, гидравлическим двигателем с поршневым гидроприводом продольного перемещения. После окончания бурения втягивают гибкий вал с долотом в корпус устройства и перемещают блоки бурения и сверления вверх в исходное положение. Все операции по сверлению и бурению осуществляются семью последовательными циклами нагнетания и сброса давления на устье скважины, воздействующими на клапаны блока управления, запрограммированного на определенную последовательность операций и выдающего гидравлические сигналы на соответствующие исполнительные механизмы.
Для получения каждого последующего канала освобождают якорь, перемещают колонну в требуемое положение и вновь заякоривают.
Данное устройство принято нами за прототип.
Устройство имеет следующие недостатки:
1. Ввиду того, что возврат сверла и гибкого вала с долотом осуществляется по командам с поверхности подачей и снятием избыточного давления при отсутствии информации у оператора о достижении сверлом и долотом заданной глубины сверления и бурения, может произойти сверление обсадной колонны на глубину, меньшую заданной. Так как для бурения применяется специализированное долото, оно может не обеспечить разрушение обсадной колонны.
2. Для замены сверла и долота необходимо поднять и спустить на трубах устройство, что требует значительных затрат времени.
3. Для получения каждого перфорационного канала необходимо произвести позиционирование корпуса перемещением колонны труб, что не позволяет на больших глубинах получать равномерно расположенные по пласту каналы.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы.
Указанная задача решается тем, что в устройстве механической зондовой перфорации включающем башмак со стопорным устройством разрушающий элемент, гибкий вал, привод разрушающего элемента и насос, согласно полезной модели, привод выполнен в виде безконтактного электродвигателя с размещенными на роторе постоянными магнитами, а насос установлен между
приводом и гибким валом, при этом вал электродвигателя соединен с валом насоса.
На фиг. изображен продольный разрез устройства.
Устройство механической зондовой перфорации включает в себя специальный «башмак» 1 с внутренним каналом 2, шпонкой 3 и стопорным устройством 4, электродвигатель 5 с геофизическим кабелем 6, насос 7, гибкий полый вал 8 и разрушающий инструмент 9. «Башмак» 1 устанавливается на нижнем конце насосно-компрессорных труб 10.
Бурение перфорационных каналов осуществляется следующим образом. Специальный «башмак» 1 со стопорным устройством 4 соединяется с нижним концом насосно-компрессорных труб НКТ и спускается в скважину на заданную глубину перфорации. С помощью стопорного устройства 4 «башмак» фиксируется от радиальных перемещений в эксплуатационной (обсадной) колонне. Затем внутрь НКТ спускается на геофизическом кабеле 6 компоновка, состоящая из электродвигателя 5, насоса 7, гибкого полого вала 8 и разрушающего инструмента 9. После входа разрушающего инструмента 9 в «башмак» 1 включается электродвигатель 5, который приводит во вращение вал насоса 7, соединенный с валом электродвигателя (на чертеже не показан) и разрушающий инструмент 9. Скважинная жидкость, находящаяся между НКТ и эксплуатационной колонной, поступает на прием насоса 7 и подается через полый вал 8 к разрушающему инструменту 9. Бурение перфорационного канала осуществляется за счет постепенного опускания в скважину электродвигателя 5 на заданную глубину. По мере углубления разрушающего инструмента 9 в горную породу, выходящая из разрушающего инструмента 9 жидкость направляется в кольцевое пространство между наружной поверхностью гибкого вала 8 и стенкой образованного в горной породе отверстия. Далее, из кольцевого пространства, насыщенная выбуренной породой жидкость попадает в скважину, где выбуренная порода выпадает в осадок на дно скважины. По окончании бурения электродвигатель 5 отключается и извлекается на поверхность вместе с насосом, гибким валом и разрушающим инструментом.
Для бурения дополнительных перфорационных каналов на заданной глубине необходимо повернуть НКТ на некоторый угол и повторить операции по бурению.
Для бурения дополнительных перфорационных каналов на другой глубине необходимо установить «башмак» 1 на заданной глубине и повторить операции по бурению.