УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ ИЗ СКВАЖИН

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при вскрытии продуктивных пластов из скважин, армированных обсадными трубами, находящихся и бывших в эксплуатации.
Известно устройство для перфорации обсадной колонны и призабойной зоны пласта [1], включающее цилиндрический корпус, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, узел бурения, включающий вал привода подачи шпинделя и установленный на нем кулачок с винтовой канавкой и пальцем, бур в виде полых составных буровых колонн с фрезой на конце, кассеты с буровыми колоннами, механизм поворота узла бурения, механизм фиксации корпуса к стенке скважины, которое кроме того снабжено кинематическим узлом для обеспечения начала и окончания разворота узла бурения в скважине относительно очередных кассет, а узел бурения содержит кондуктор, корпус которого установлен соосно со шпинделем, кондукторной втулкой и резиновой мембраной для обеспечения сборки буровых колонн в процессе перфорации скважины.
Недостатком устройства является низкая надежность проведения перфорации в скважинах, находящихся и бывших в эксплуатации, вызванная тем, что при попадании фрезы в зону ранее перфорированного отверстия в обсадной колонне или каверны в затрубном пространстве из-за ненадежной фиксации резиновой мембраной фрезы и буровых колонн от перемещений в поперечном направлении происходит отклонение бура от направления сверления с последующей его поломкой.
Известно устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта сверлением [2], 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 размещенным в ней буром и буровыми втулками и подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, в котором узел бурения снабжен эластичной диафрагмой с центральным отверстием с диаметром меньшим, чем диаметр буровой втулки, синхронно вращающейся при работе с буром, а само устройство дополнительно снабжено блоком электроники.
Недостатком устройства также является низкая надежность проведения перфорации в скважинах, находящихся и бывших в эксплуатации, вызванная тем, что при попадании фрезы в зону ранее перфорированного отверстия в обсадной колонне или каверны в затрубном пространстве из-за ненадежной фиксации эластичной диафрагмой фрезы и буровых колонн от перемещений в поперечном направлении происходит отклонение бура от направления сверления с последующей его поломкой.
Известно устройство осуществляющее способ вскрытия продуктивного пласта из скважины [3]. Это устройство по технической сущности более близко к предлагаемой полезной модели и может быть применено в качестве прототипа.
Устройство включает сверлящий перфоратор, содержащий электронный блок, электропривод, узел фиксации, узел подачи бура с кондуктором, кассетник со встроенными кассетами, содержащими буровые стержни и бур, снабженный направляющими элементами, имеющими форму эллипса или выполненными в виде цилиндрических сегментов, расположенными на расстоянии друг от друга вдоль оси бура и развернутыми относительно друг друга на 90°.
Недостатком устройства является наличие устойчивого сверления только во время прохождения бура через стенку обсадной трубы, включая зону «старых» (ранее созданных) каналов, а также при отсутствии в цементном изолирующем слое непосредственно за стенкой обсадной трубы каверн, глубина которых превышает величину выхода бура за обсадную колонну в момент присоединения к буру следующего за ним стержня, и при отсутствии менее плотных областей в затрубном пространстве (см. фиг.2, 3). Поскольку в этом случае удержание бура кондуктором от перемещения в поперечном направлении производится только на участке прохождения через кондуктор направляющих элементов бура и не производится при прохождении через кондуктор стержня бура и подаваемых стержней, дальнейший процесс наращивания составного стержня осуществляется при отсутствии ограничения перемещения его в плоскости, перпендикулярной оси сверления, что приводит к снижению надежности процесса наращивания составного стержня. Кроме того, при наличии каверн, глубина которых превышает величину выхода бура за обсадную колонну, и при наличии менее плотных областей в затрубном пространстве не обеспечивается надежное наращивание бура из-за отсутствия упора и, следовательно, торможения бура от проворачивания в момент свинчивания подаваемого из кассеты стержня с буром и очередного стержня с уже сформированным ранее составным стержнем.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности вскрытия продуктивных пластов скважин независимо от попадания в зону сверления ранее созданных каналов, а также наличия каверн и менее плотных областей в затрубном пространстве.
Устройство для вскрытия продуктивных пластов из скважин, включающее сверлящий перфоратор, содержащий электронный блок, электропривод, узел фиксации перфоратора, бур, узел подачи бура, кондуктор и кассетник со встроенными кассетами, содержащими стержни, кондуктор, помещенный внутри корпуса кондуктора и вращающийся вместе с буром и составным стержнем, выполнен с внутренним диаметром, равным диаметру стержня бура и наращиваемых стержней, подаваемых из кассеты. Сам кондуктор снабжен узлами фиксации от проворачивания кондуктора внутри корпуса кондуктора и бура с подаваемыми из кассеты стержнями внутри кондуктора в момент наращивания бура.
Узлы фиксации от проворачивания кондуктора внутри корпуса кондуктора и бура с подаваемыми стержнями внутри кондуктора в момент наращивания бура могут быть выполнены в виде подпружиненных шариков, утопленных в тело кондуктора с его внутренней и наружной сторон, а в теле бура, подаваемых стержней и корпуса кондуктора при этом выполняются соответствующие пространственному расположению шариков углубления.
Узел фиксации от проворачивания кондуктора внутри корпуса кондуктора может быть выполнен и в виде подпружиненных шариков, утопленных в тело корпуса кондуктора, а в наружной стороне тела кондуктора выполняются соответствующие пространственному расположению шариков углубления.
Корпус кондуктора может быть дополнительно снабжен соосным кондуктору коробчатым упором, внутренние плоскости которого параллельны осям кондуктора и шпинделя узла подачи бура.
За счет того, что наращивание бура и удержание составного стержня от перемещения в поперечном направлении осуществляют внутри кондуктора на всем протяжении процесса формирования перфорационного канала, обеспечивается сохранение направления сверления при попадании бура в зону ранее созданных каналов перфорации в обсадной трубе, а также каверн и менее плотных областей в затрубном пространстве и тем самым исключается излом как самого бура, так и наращиваемого стержня.
Узлы фиксации от проворачивания кондуктора внутри корпуса кондуктора и бура с подаваемыми стержнями внутри кондуктора в момент наращивания бура обеспечивают надежное свинчивание всех элементов составного стержня в условиях отсутствия упора и, следовательно, торможения бура от проворачивания в момент свинчивания подаваемого из кассеты стержня с буром и очередного стержня с уже сформированным ранее составным стержнем.
Наличие соосного кондуктору коробчатого упора, являющегося составной частью корпуса кондуктора, с внутренними плоскостями параллельными осям кондуктора и шпинделя узла подачи бура дополнительно повышает надежность наращивания бура в моменты свинчивания подаваемых из кассеты стержней с буром и ранее сформированным составным стержнем за счет обеспечения более точной ориентации и исключения отклонения оси подаваемого из кассеты стержня от оси кондуктора в двух поперечных направлениях.
На прилагаемых чертежах изображено устройство для вскрытия продуктовых пластов из скважин: на фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - момент положения бура в кондукторе узла бурения в начале засверливания отверстия в обсадной трубе; на фиг.3 - момент начала присоединения стержня к буру в кондукторе; на фиг.4 - момент фиксации от проворачивания кондуктора и бура с подаваемыми из кассеты стержнями в момент наращивания бура; на фиг.5 - момент положения подаваемого из кассеты стержня в коробчатом упоре.
Устройство для вскрытия продуктивных пластов из скважины включает каротажный кабель 1, перфоратор 2, содержащий электронный блок 3, электропривод 4, узел 5 фиксации перфоратора, бур 6, узел 7 подачи бура, кондуктор 8, кассетник 9 со встроенными кассетами 10, содержащими стержни 11. Внутренний диаметр кондуктора 8, помещенного внутри корпуса 12 кондуктора и вращающегося вместе с буром 6 и составным стержнем, выполнен равным диаметру стержня бура 6 и подаваемых стержней 11 (см. фиг.2, 3). Кондуктор снабжен узлами 13 и 14 фиксации (см. фиг.4) от проворачивания кондуктора 8 внутри корпуса 12 кондуктора и бура 6 с подаваемыми из кассеты 10 стержнями 11 внутри кондуктора 8 в момент наращивания бура.
Узлы 13 и 14 фиксации от проворачивания кондуктора 8 внутри корпуса 12 кондуктора и бура 6 с подаваемыми стержнями 11 внутри кондуктора 8 в момент наращивания бура могут быть выполнены в виде подпружиненных шариков 15, утопленных в тело кондуктора 8 с его внутренней и наружной сторон, а в теле бура 6, подаваемых стержней 11 и корпуса 12 кондуктора при этом выполняются соответствующие пространственному расположению шариков 15 углубления 16 (см. фиг.4а).
Узел 14 фиксации от проворачивания кондуктора 8 внутри корпуса 12 кондуктора может быть выполнен и в виде подпружиненных шариков 15, утопленных в тело корпуса кондуктора 12, а в наружной стороне тела кондуктора 8 выполняются соответствующие пространственному расположению шариков 15 углубления 16 (см. фиг.46).
Корпус 12 кондуктора может быть дополнительно снабжен соосным кондуктору коробчатым упором 17, внутренние плоскости которого параллельны осям кондуктора 8 и шпинделя 18 узла 7 подачи бура (см. фиг.5).
На каротажном кабеле 1 в скважину опускают перфоратор 2 на заданную глубину. Подают напряжение питания на блок 3 электронный и электропривод 4, обеспечивая фиксацию перфоратора 2 в обсадной трубе 19 с помощью узла 5 фиксации перфоратора и включение режима перфорации (сверления) обсадной трубы 19 и затрубного пространства. Подают бур 6 к стенке обсадной трубы 19 для ее сверления с помощью узла 7 подачи бура через кондуктор 8. После каждого углубления буром 6 на длину его стержня из кассеты 10 автоматически подают стержень 11, который соединяется (свинчивается) в кондукторе 8 с составным стержнем бура 6, осуществляя наращивание длины составного стержня бура 6. При этом наращивают бур 6 и удерживают составной стержень от перемещения в поперечном направлении внутри вращающегося вместе с буром 6 и составным стержнем кондуктора 8 на всем протяжении процесса формирования перфорационного канала. Сам кондуктор 8 и бур 6 с подаваемыми из кассеты 10 стержнями 11 внутри кондуктора 8 с помощью узлов 13 и 14 фиксации фиксируют от проворачивания в момент наращивания бура 6.
Дополнительно подаваемые из кассеты 10 стержни 11 соосно кондуктору 8 и шпинделю 18 узла 7 подачи бура ориентируют в упоре 17, являющимся продолжением корпуса 12 кондуктора.
Таким образом, обеспечивается сохранение направления сверления при попадании бура в зону ранее созданных каналов перфорации в обсадной трубе, а также каверн и менее плотных областей в затрубном пространстве и исключается излом, как самого бура, так и наращиваемого стержня. Также обеспечивается надежное свинчивание всех элементов составного стержня в условиях отсутствия упора и, следовательно, торможения бура от проворачивания в момент свинчивания подаваемого из кассеты стержня с буром и очередного стержня с уже сформированным ранее составным стержнем.
Использование предлагаемой полезной модели позволит обеспечить надежное сверление перфорационных каналов на максимальную глубину проникновения загрязняющих коллектор пласта жидкостей и восстановление дебита нефти (газа) из скважин, находящихся и бывших в эксплуатации.
Источники информации:
Патент РФ №2238396, кл. Е21В 43/11, 2002 г.
Патент РФ №2232873, кл. Е21В 43/11, 2003 г.
Патент РФ №2244104, Кл. Е21В 43/11, 2003 г. - прототип