УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПЕРФОРАЦИОННЫХ КАНАЛОВ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области вторичного вскрытия пласта созданием перфорационных каналов в скважине.
Известен перфоратор для скважины, содержащий корпус с камерой, выполненный в виде клина с пазами и соединенный сверху с канатом, цилиндр с поршнем, расположенные в корпусе так, что подпоршневая полость сообщается с внутренним пространством скважины, а надпоршневая полость - с камерой корпуса, расположенной выше цилиндра, опору с радиальными пазами, резцы, установленные с возможностью перемещения в пазы клина и радиальные пазы опоры, отличающийся тем, что камера выполнена сборной из верхней и нижней частей, соединенных концентрично с возможностью герметичного осевого перемещения навстречу друг другу, при этом наружная поверхность нижней части камеры дополнительно оснащена самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх, а верхняя часть камеры, сообщающаяся сверху с внутренним пространством скважины, дополнительно оснащена толкателем с конической поверхностью, прижимающей самоуплотняющуюся манжету к стенкам скважины в рабочем положении, причем опора в верхней части снабжена внутренней цилиндрической выборкой под клин и выполнена из расположенных сверху вниз конической, цилиндрической частей и упора, при этом опора дополнительно оснащена якорным узлом, расположенным на ее цилиндрической части с возможностью осевого перемещения и состоящим из подпружиненных внутрь плашек, выполненных с возможностью взаимодействия с конической частью опоры в рабочем положении и соединенных с втулкой, оснащенной поочередно расположенными на ее наружной поверхности пружинными и жесткими центраторами и направляющим штифтом, причем на наружной поверхности цилиндрической части опоры выполнены взаимодействующие с направляющим штифтом проточки, состоящие из осевых короткой и длинной частей соединенных каналом так, что при осевом возвратно-поступательном перемещении втулки относительно опоры направляющий штифт будет расположен в длинной и короткой осевых частях проточки поочередно (Патент на полезную модель №42060, опубл. 20.11.2004 г.).
Известно устройство для создания перфорационных каналов в обсадной колонне скважины по патенту на полезную модель РФ №68587, опубл. 27.11.2007 г. - прототип.
Устройство по прототипу содержит трубчатый корпус с размещенным на нем гидроцилиндром с хвостовиком и подпружиненным поршнем, выполненные с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно трубного корпуса. Поршень подпружинен вверх относительно гидроцилиндра и трубного корпуса, а снизу оснащен клиновым толкателем, взаимодействующим с резцедержателями с перфорационными резцами, которые размещены на конце хвостовика с возможностью радиального возвратно-продольного перемещения под действием клинового толкателя. Резцедержатель с резцом имеют гидромониторные каналы, сообщающиеся с переточными каналами клинового толкателя. Выше гидроцилиндра могут быть закреплены один или несколько дополнительных гидроцилиндров с дополнительными поршнями, которые соединены с поршнем и установлены так, что между трубным корпусом и дополнительными поршнями расположена кольцевая полость, сообщенная с надпоршневой полостью всех цилиндров. Трубный корпус разобщен глухой перегородкой, верхняя полость которого сообщена с кольцевой полостью, а нижняя - переточными отверстиями с подпоршневой полостью гидроцилиндра. Нижняя полость трубного корпуса выполнена также с возможностью взаимодействия с кольцевой полостью при перемещении подпружиненного поршня вниз.
Недостатком прототипа являются то, что формирование каналов в призабойной зоне пласта не представляется возможным, ввиду конструктивной особенности резцов устройства не позволяющей обеспечить выход струй рабочей жидкости через гидромониторы в пластдля намыва каверн. Так как при проколе обсадной трубы образуются два прямоугольных лепестковых отгиба, которые перекрывают гидромониторные каналы. Кроме того, устройство имеет достаточно сложную конструкцию.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности обработки продуктивного пласта при упрощении конструкции, снижении металлоемкости.
Технический результат достигается тем, что устройство для создания перфорационных каналов в скважине содержит корпус, образованный стенками гидроцилиндров, которые размещены друг за другом и соединены шток-поршнями с осевым каналом, последний сообщается переточными каналами с подпоршневыми полостями, возвратную пружину, опору с пазами, клин с пазами, по меньшей мере, два резца с гидромониторными каналами и резцедержателями, размещенными в пазах опоры, при этом, корпус образован заодно целое с клином и гидроцилиндрами и выполнен с возможностью жесткого соединения с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ), а гидромониторные каналы резца выполнены под углом к его боковым поверхностям и направлены в разные стороны.
В отличие от прототипа, в предлагаемом устройстве корпус образован заодно целое с клином и гидроцилиндрами и жестко соединен с колонной НКТ, что гарантирует надежность устройства и исключение его «заякоревания» при извлечении резцов из обсадной колонны. Гидромониторные каналы резцов направлены не в торцевую их часть, а под углом к их боковым поверхностям, что обеспечивает гарантированный выход струй рабочей жидкости в продуктивный пласт скважины для формирования каналов. Так же данное исполнение гидромониторных каналов в резцах позволяет охватить большую площадь продуктивного пласта за один цикл, формируя разнонаправленные (крестообразные) каналы.
На Фиг.1 изображено устройство с частичным продольным разрезом в транспортном положении.
На фиг.2 показано положение устройства в рабочем состоянии.
На Фиг.3 изображены гидромониторные каналы в резце.
Устройство содержит корпус 1, образованный стенками гидроцилиндров 2 и клина 3. Гидроцилиндры 2 состоят из соединенных между собой шток-поршней 4 и средоразделителей 5, в нижнем из которых установлена пружина возврата 6 и клапан 7. Шток - поршни 4 имеют осевой канал 8, который сообщается переточными каналами 9 с их подпоршневыми полостями 10 и переточными каналами 11, клина 3 с гидромониторными каналами 12. Клин 3 имеет пазы 13, в которых размещены два диаметрально расположенных резцедержателя 14, установленные в радиальных пазах 15 опоры 16, соединенной со шток - поршнями 4, тягами 17. На резцедержателях 14 размещены перфорационные резцы 18 с гидромониторными каналами 12. Для герметизации устройства все соединения конструкции снабжены уплотнениями.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Устройство на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) спускают в скважину к интервалу перфорации. Затем по НКТ подают под давлением рабочую жидкость, которая проходя по каналу 8 и переточным каналам 9 в подпоршневые полости 10, воздействует на шток-поршни 4, перемещая их вверх, сжимая пружину 6 и увлекая за собой через тяги 17 опору 16. Резцедержатели 14 с резцами 18 перемещаются по пазам 13 клина 3 и радиальным пазам 15 опоры 16 до касания стенок обсадной колонны 19. Шток-поршни 4 фиксируются относительно обсадной колонны 19, а корпус 1. «растягивая» колонну НКТ, перемещается вниз, раздвигая резцедержатели 14 с резцами 18, которые производят перфорацию стенок обсадной колонны 19. Как только шток-поршни 4 и резцедержатели 14 заняли верхнее положение, открывается клапан 7 за счет зацепления с нижним шток-поршнем, переточные каналы 11 клина 3 совмещаются с гидромониторными каналами 12 резцов 18 и. рабочая жидкость с большой скоростью устремляется в пласт, размывают цементный камень и прилегающую горную породу, образуя каверны в призабойной зоне пласта. После перфорации сбрасывают давление жидкости. При этом колонна НТК «сжимается», увлекая за собой корпус 1 с клином 3, вытаскивая резцы 18 из стенок обсадной колонны 19. Опора 16 посредством пружины 6 возвращается в исходное положение, увлекая резцедержатели 14 с резцами 18 в исходное транспортное положение. Затем приспускают устройство на расчетное расстояние, вновь поднимают давление рабочей жидкости и производят одновременную перфорацию обсадной колонны и формирование каналов. Цикл повторяют необходимое количество раз без извлечения устройства из скважины. После окончания формирования всех каналов в скважине прекращают подачу рабочей жидкости, давление сбрасывается до атмосферного, опора возвращается в исходное транспортное положение и устройство извлекают из скважины.
По необходимости в конструкции предлагаемого устройства может быть установлено любое необходимое количество гидроцилиндров и/или размещаемых на опоре резцедержателей с резцами. От количества гидроцилиндров зависит суммарная площадь поршней для создания необходимого усилия на врезание резцов, количество которых определяется требуемым числом каналов в скважине для вскрытия пласта за один цикл.
Использование простой, надежной и удобной в эксплуатации конструкции устройства позволит сократить время на обработку, существенно повысить эффективность вторичного вскрытия пластов и снизить материальные и финансовые затраты.