УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА СВЕРЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, применяемым при вторичном вскрытии продуктивных пластов сверлением до глубины проникновения фильтрата буровых, тампонажных и других, загрязняющих пласт технологических жидкостей и более.
Известен сверлящий скважины перфоратор, включающий корпус, внутри которого размещены узлы вращения и подачи бура, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, бур, выполненный в виде полого стержня с фрезой (сверлом) на конце, механизм прижатия корпуса к стенке скважины, кассету с размещенными в ней патрубками для наращивания бура, и узел промывки для подачи промывочной жидкости в зону разрушения породы буром [1].
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и низкая надежность в работе из-за неэффективной промывки обрабатываемого отверстия.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для вскрытия продуктивных пластов сверлением, включающее корпус с размещенным в нем узлом бурения для вращения и подачи бура, бур, выполненный в виде полого стержня с фрезой (сверлом) на конце, узел промывки бура с насосом и каналом, соединяющим насос через отверстие в шпинделе с буром, механизмы фиксации корпуса, кассету с размещенными в ней буром и буровыми втулками (патрубками) для наращивания, причем кассета частично размещена в узле бурения с возможностью обеспечения соосности осей шпинделя, бура и буровой втулки, а узел бурения снабжен эластичной диафрагмой [2].
Недостатком известного устройства является низкая надежность в работе, заклинивание бура, опасность поломки инструмента из-за недостаточной интенсивности промывки от шлама зоны обработки.
Недостаток обусловлен тем, что промывочная жидкость подается в бур через отверстие в шпинделе, поэтому неизбежна ее утечка в месте соединения шпинделя и буровой втулки и полное прекращение подачи жидкости в полость бура в момент наращивания бура очередной втулкой (патрубком).
Технический результат - повышение надежности работы устройства путем непрерывной подачи промывочной жидкости в полость бура.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для вторичного вскрытия продуктивного пласта сверлением, включающим корпус с размещенным в нем узлом бурения, бур, выполненный в виде полого стержня, со сверлом на конце, узел промывки бура, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, кассету с размещенными в ней и поджатыми пружиной патрубками для наращивания бура, шпиндель с выступами на торце, взаимодействующими с пазами на торцах патрубков для осуществления вращения и подачи бура, кондукторную втулку, обеспечивающую соосность оси патрубка, наращивающего бур, с осью бура и шпинделя, а также подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, в узле бурения выполнен отсек, в котором размещены кондукторная втулка, часть кассеты с патрубками для наращивания бура, конец шпинделя, взаимодействующий с буром, и конец бура, причем отсек посредством канала соединен с насосом, и вместе с кондукторной втулкой, шпинделем, буром и кассетой герметически изолирован от остальных узлов устройства.
Выступы на торце шпинделя могут быть выполнены выше глубины пазов на патрубках и при взаимодействии образуют зазор между их торцами для прохода промывочной жидкости в полость стержня бура.
Новым является то, в узле бурения выполнен отсек, в котором размещены кондукторная втулка, часть кассеты с патрубками для наращивания бура, конец шпинделя, взаимодействующий с буром, и конец бура, причем отсек посредством канала соединен с насосом, и вместе с кондукторной втулкой, шпинделем, буром и кассетой герметически изолирован от остальных узлов устройства.
Выступы на торце шпинделя могут быть выполнены выше глубины пазов на патрубках и при взаимодействии образуют зазор между их торцами для прохода промывочной жидкости в полость стержня бура.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 изображено устройство, опущенное на каротажном кабеле в зону продуктивного пласта; на фиг.2 - часть узла бурения с размещенными в отсеке рабочими органами.
Устройство содержит спускаемый в ствол скважины 1 на каротажном кабеле 2 корпус 3, в котором размещены взаимосвязанные механическими, гидравлическими и электрическими системами узел бурения 4, включающий бур 5, выполненный в виде наращиваемого патрубками 6 полого стержня со сверлом 7 на конце, соосный с буром 5 шпиндель 8 с элементами передачи вращения и подачи буру 5, выполненными, например, в виде выступов 9, взаимодействующих с пазами патрубков 6; кондукторную втулку 10 для совмещения осей шпинделя 8 и бура 5 с осью патрубка 6 при наращивании бура. Для соединения между собой и сверлом 7 патрубки 6 имеют присоединительные элементы, выполненные, например, в виде резьбы. Патрубки 6 размещены в кассете 11, смонтированной в трубе 12 и поджаты пружиной 13. Кассета 11 расположена ниже узла бурения 4 и частично в нем. Рабочий конец шпинделя 8, часть кассеты 11 и кондукторная втулка 10 с очередным патрубком 6 для перемещения бура 5, а также часть бура 5, размещены в выполненном в узле бурения 4 отсеке 14 и герметически изолированы от остальных узлов устройства.
Узел промывки состоит из насоса 15, соединенного каналом 16 с отсеком 14, размещенным в узле бурения 4.
Фиксацию корпуса 3 в стволе скважины 1 осуществляют механизмы фиксации 17. Привод механизмов устройства осуществляется электродвигателем 18, получающим электропитание по каротажному кабелю 2. Чтобы обеспечить постоянную подачу промывочной жидкости из отсека 14 в полость бура 5, выступы 9 на шпинделе 8 выполнены выше глубины пазов на патрубках 6, и при взаимодействии между их торцами образуется зазор для прохождения промывочной жидкости.
Устройство работает следующим образом.
Опущенное в ствол скважины 1 на необходимую глубину после пуска электродвигателя 18 с наземного пульта управления (на чертежах не показан) устройство фиксируется механизмами фиксации 17. Одновременно начинают работать насос 15 для подачи промывочной жидкости и узел бурения 4. Шпиндель 8, перемещаясь возвратно-поступательно, входит в зацепление со сверлом 7, которое просверливает вначале стенку ствола скважины 1, а затем углубляется в пласт. При обратном ходе шпинделя 8 в кондукторной втулке 10 освобождается место для очередного патрубка 6, который подается туда под действием пружины 13. Далее шпиндель 8 входит в зацепление с патрубком 6 и ввинчивает его в сверло 7. Затем сверло 7 и патрубок 6, как одно целое, продолжают углубляться в пласт на рабочую длину одного патрубка 6. Процесс наращивания стержня бура 4 повторяется и продолжается до тех пор, пока в кассете 11 не останется ни одного патрубка 6.
Промывочная жидкость в отсеке 14 находится под давлением. При холостом ходе шпинделя 8 промывочная жидкость нагнетается в полость бура 5 непосредственно из отсека 14, а при рабочем - через зазор между торцами шпинделя 8 и патрубка 6. Избыточное давление в отсеке не позволяет шламу загрязнять его внутреннюю зону.
Колебания нагрузки при рабочем и холостом ходе влияют на характеристики тока, питающего электродвигатель 18, и регистрируются приборами, находящимися на поверхности земли. После того, как в кассете 11 не останется ни одного патрубка 6, включается реверс электродвигателя 18, корпус 3 расфиксируется и извлекается из скважины 1.
Заявляемое решение позволяет повысить надежность работы устройства путем непрерывной подачи промывочной жидкости в полость бура.
Источники информации:
1. Патент Российской Федерации №2182961, МПК Е21В 43/11, 1999 г.
2. Патент Российской Федерации №2232873, МПК Е21В 43/11, 2003 г.