УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛУБОКИХ ПЕРФОРАЦИОННЫХ КАНАЛОВ В ОБСАЖЕННОЙ СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к области нефтяной и газовой промышленности, в частности к оборудованию для вскрытия продуктивных пластов путем вырезки перфорационных окон в стенках обсадной колонны скважины.
Известно устройство для глубокой перфорации обсаженных скважин, в котором к низу колонны труб, например НКТ, жестко крепят перфорационное устройство, состоящее из механизма вращения гибкого вала в виде забойного гидравлического двигателя, выходной вал которого соединен с гибким валом, имеющим проточный канал и режущую головку /1/. После достижения заданного интервала, колонну труб крепят на устье скважины, а перфорационное устройство жестко фиксируют в стволе скважины. В колонну труб подают промывочную жидкость, которая проходит через винтовой забойный двигатель и проточный канал, в результате чего обеспечивается вращение гибкого вала с режущей головкой и с одновременной подачей на нее промывочной жидкости. Двигатель выполнен с возможностью герметичной посадки в кольцевое уплотнение.
Недостатком известного устройства является то, что в силу своих конструктивных особенностей оно не может создавать перфорационные каналы необходимой глубины.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для бурения глубоких перфорационных каналов в обсаженной скважине, включающее спускаемый на трубах на заданную глубину корпус с направляющей (криволинейным каналом) и гидравлический двигатель, полость которого сообщается с полостью разрушающего инструмента, состоящего из гибкого вала, снабженного разрушающей головкой (режущим инструментом) /2/. Винтовой гидравлический двигатель соединен с гидроприводом, состоящим из полых ведущего и ведомого валов, выполненных с возможностью вращения и продольного перемещения последнего внутри ведущего до посадки в гнездо ведущего
вала. Момент вращения от ведущего вала к ведомому валу передается посредством подпружиненного храпового механизма. Ведомый вал гидропривода соединен с гибким валом и режущим инструментом.
Требуемая глубина разрушения обсадной колонны определяется длиной продольного перемещения ведомого вала гидропривода от верхней точки до посадки его утолщения в гнездо.
Известное устройство позволяет создавать каналы необходимой глубины за счет использования гидропривода подачи инструмента, который обеспечивает приложение заданной нагрузки на разрушающий инструмент, а также передачу момента и нагрузки с предохранением инструмента от перегрузки и с индикацией окончания формирования перфорационного канала.
Недостатком известного устройства является то, что гидропривод подачи инструмента, используемый в известном устройстве для создания каналов требуемой длины, усложняет конструкцию устройства и уменьшает его надежность.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности и упрощения конструкции устройства.
Поставленная задача решается тем, что устройство для получения глубоких перфорационных каналов в обсаженной скважине, содержащее закрепленный на колонне насосно-компрессорных труб корпус с криволинейным каналом, гидравлический двигатель и гибкий вал, соединенный с режущим инструментом, содержит механизм нагружения, включающий стержень с установленными на нем пружиной сжатия и стаканом с диаметрально расположенными в нем пазами, при этом пружина сжатия зафиксирована одним концом от перемещения, а другим концом упирается в стакан. Стакан выполнен с возможностью продольного перемещения и соединен с гибким валом, а стержень - с выходным валом гидравлического двигателя, при этом на стержне в зоне соединения его с выходным валом гидравлического двигателя выполнены радиальные каналы для отвода рабочей жидкости в полость корпуса.
Корпус устройства выполнен составным: из направляющей (трубчатой) части и цилиндрической, которые соединены между собой посредством резьбового соединения. Длина пазов в стакане определяет глубину разрушения обсадной колонны.
В качестве гидравлического двигателя используют винтовой забойный двигатель.
Наличие в заявляемом устройстве механизма нагружения, выполненного в виде стержня, с расположенными на нем пружиной сжатия и стаканом с диаметрально расположенными пазами, а пружина сжатия упирается одним концом в стакан, который перемещается вдоль стержня, позволяет обеспечить осевое усилие при фрезеровании окна, необходимое для каждого конкретного инструмента, и, тем самым, снизить нагрузку на инструмент, повышая его надежность.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображено заявляемое устройство в работе, общий вид;
на фиг.2 - механизм нагружения;
на фиг.3 вид А фиг.2
Устройство для получения глубоких перфорационных каналов в обсаженной скважине включает спускаемый на колонне насосно-компрессорных труб (на чертеже не показана) составной корпус, представляющий собой направляющую 1 (трубчатую часть), соединенную посредством резьбы с цилиндрической частью 2 с криволинейным каналом 3. В верхней части направляющей 1 выполнено углубление для установки в него гидравлического двигателя 4, например винтового забойного двигателя. Винтовой забойный двигатель 4 опускают во внутрь колонны насосно-компрессорных труб на колтюбинговой трубе вместе с механизмом нагружения 5, гибким валом 6 и режущим инструментом 7 для фрезерования окна в обсадной колонне 8. Механизм нагружения 5 включает в себя стержень 9, на котором установлены пружина сжатия 10 и стакан 12. Пружина сжатия 10 верхним концом упирается в торец стержня 9, а нижним - в торец стакана 12. Стакан 12 выполнен с возможностью продольного перемещения
по стержню 9 и имеет на боковых поверхностях диаметрально расположенные пазы 13, в которые входит штифт 11, расположенный в отверстии стержня 9. Требуемая глубина разрушения обсадной колонны определяется длиной продольного перемещения режущего инструмента 7, которая определяется длиной пазов 13, выполненных в стакане 12. Механизм нагружения 5 соединен с винтовым забойным двигателем 4 с помощью внутренней резьбы, выполненной на стержне 9. В зоне соединения стержня 9 с выходным валом винтового забойного двигателя 4 в стержне 9 выполнены радиальные каналы 14 для отвода рабочей жидкости, которая по кольцевому зазору между направляющей 1 и механизмом нагружения 5, между криволинейным каналом 3 и гибким валом 6 подается к режущему инструменту 7.
Устройство для получения глубоких перфорационных каналов в обсаженной скважине работает следующим образом.
В скважину в зону предполагаемой перфорации на колонне насосно-компрессорных труб опускают составной корпус, включающий направляющую 1 и цилиндрическую часть 2 с криволинейным каналом 3.
В полость НТК на колтюбинговой трубе опускают винтовой забойный двигатель 4, механизм нагружения 5, связанный с гибким валом 6, и режущим инструментом 7. При спуске пружина сжатия 10 механизма нагружения 5 находится в разжатом состоянии до тех пор, пока режущий инструмент 7 не пройдет через направляющую 1 и криволинейный канал 3 цилиндрической части 2 корпуса и не упрется в стенку обсадной колонны 8. В этот момент пружина сжатия 10 начинает сжиматься и сжимается до тех пор, пока винтовой забойный двигатель 4 не опустится в посадочное место направляющей 1. После установки винтового забойного двигателя 4 в направляющей 1 с устья скважины по колтюбинговой трубе подают рабочую жидкость, и выходной вал винтового забойного двигателя 4 начинает вращаться, приводя во вращение режущий инструмент 7. В процессе фрезерования пружина сжатия 10, стремясь разжаться, толкает вниз стакан 12, гибкий вал 6 и режущий инструмент 7. Под действием пружины сжатия 10 стакан 12 перемещается по стержню 9 до тех пор, пока
внутренняя поверхность паза 13 не упрется в штифт 11. При этом осевое усилие, прикладываемое к режущему инструменту 7, определяется силой сжатия пружины 10. Величина продольного перемещения режущего инструмента 7 ограничена длиной пазов 13 стакана 12.
При вращении выходного вала винтового забойного двигателя 4 жидкость выходит из него и по радиальным каналам 14, выполненным в стержне 9 и через кольцевой зазор между направляющей 1 корпуса и стержнем 9, и далее через криволинейный канал 3 в цилиндрическом корпусе 2 поступает к режущему инструменту 7.
После окончания процесса фрезерования окна в обсаженной скважине винтовой забойный двигатель 4 вместе с механизмом нагружения 5, гибким валом 6 и режущим инструментом 7 извлекается из скважины. В полость колонны НКТ опускают гидромониторное сопло на рукаве высокого давления и производят операцию по размыванию перфорационного канала.
Источники информации, принятые к рассмотрению при составлении заявки:
1. Патент РФ №2190089, МПК7 Е21В 43/112, опубл. 2002.09.27
2. Патент РФ №2255196, МПК7 Е21В 7/08, Е21В 43/112, опубл. 2005.06.27