УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПЕРФОРАЦИОННЫХ КАНАЛОВ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области вторичного вскрытия пласта созданием перфорационных каналов в скважине.
Известно устройство для создания перфорационных каналов в обсадной колонне скважины по патенту на полезную модель RU 68587, oп. 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 является невысокий гидромониторный эффект при формировании каналов в призабойной зоне пласта вследствие недостаточной энергии струи для намыва каверны, т.к. конструктивные особенности устройства не позволяют обеспечить герметичность между каналами клина и резцедержателем, что приводит к значительным потерям рабочей жидкости, поступающей в гидромониторы. Также при внедрении резцов в обсадную колонну с одновременным выходом через них рабочей жидкости блокируется вынос размытой породы и цементного камня в ствол скважины, необходимый для процесса формирования каверн. Кроме того, устройство имеет достаточно сложную конструкцию.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание простого и надежного устройства, обеспечивающего повышение эффективности обработки продуктивного пласта при снижении металлоемкости и материальных затрат.
Технический результат достигается тем, что устройство для создания перфорационных каналов в обсадной колонне скважины содержит корпус, клин с пазами, по меньшей мере, два размещенные друг за другом гидроцилиндра с подпружиненными поршнями и, по меньшей мере, два резца, установленные в пазах своей опоры и клина с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения, согласно полезной модели, клин и стенки гидроцилиндров выполнены заодно целое и образуют корпус устройства. Поршни соединены штоком и выполнены с осевыми и переточными каналами, сообщающимися с подпоршневыми полостями гидроцилиндров и гидромониторами, которые установлены в корпусе над каждым резцом, а шток соединен с опорой резцов.
Заявляемая полезная модель поясняется на примере выполнения устройства, снабженного двумя гидроцилиндрами и двумя резцами, с сопровождающим чертежом его общего вида.
Устройство содержит корпус 1, образованный стенками гидроцилиндров 2, 3 и хвостовиком в виде клина 4 с пазами 5, в которых размещены два противоположно направленных резца 6, установленные в радиальных пазах 7 опоры 8. Поршни 9 и 10 соединены между собой штоком 11 и имеют осевой канал 12, сообщающийся с подпоршневыми полостями 13 и 14 гидроцилиндров посредством переточных каналов 15. Над поршнем 10 размещена пружина сжатия 16, а глухой конец 17 штока 11 пропущен через клин 4 и соединен с опорой 8. В корпусе 1 над резцами 6 в одной с ними вертикальной плоскости установлены гидромониторы 18, сообщающиеся с подпоршневой полостью 13 гидроцилиндра 3. Все подвижные соединения конструкции снабжены уплотнениями.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Устройство на колонне насосно-компрессорных труб спускают в скважину к интервалу перфорации. Затем по НКТ подают рабочую жидкость, которая проходя по каналам 12 и 15 в подпоршневые полости 13 и 14, воздействует на поршни 9 и 10, перемещая их вверх, сжимая пружину 16 и увлекая за собой через шток 11 опору 8. В результате этого резцы 6 перемещаются по пазам 5 клина 4 и радиальным пазам 7 опоры 8 до касания стенок обсадной колонны 19. После этого поршни 9 и 10 фиксируются относительно обсадной колонны 19, а корпус 1, «растягивая» колонну НКТ, перемещается вниз, раздвигая резцы 6, которые производят перфорацию стенок обсадной колонны 19. После перфорации давление жидкости сбрасывают. При этом колонна НТК «сжимается», увлекая за собой корпус 1 с клином 4, вытаскивая резцы 6 из стенок обсадной колонны 19, опора 8 посредством пружины 16 возвращается в исходное положение, увлекая резцы 6 в исходное транспортное положение. Затем приспускают устройство на расчетное расстояние и вновь поднимают давление рабочей жидкости. При этом одновременно производится перфорация обсадной колонны 19 и формирование каналов рабочей жидкостью, выходящей через гидромониторы 18 в ранее проперфорированные отверстия в обсадной колонне 19. Струи рабочей жидкости размывают цементный камень и прилегающую горную породу, образуя каверны в призабойной зоне пласта. Цикл повторяют необходимое количество раз без извлечения устройства из скважины. После окончания формирования каналов в скважине прекращают подачу рабочей жидкости, давление сбрасывается до атмосферного, резцы возвращаются в исходное транспортное положение и устройство извлекают из скважины.
По необходимости в конструкции предлагаемого устройства может быть увеличено количество устанавливаемых друг за другом гидроцилиндров и/или размещаемых в опоре резцов. 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. Эта возможность устройства способствует сокращению времени на обработку и повышению эффективности вскрытия продуктивного пласта.
Простая, надежная и удобная в эксплуатации конструкция устройства, существенно повышающая эффективность вторичного вскрытия пластов, позволит сократить материальные и финансовые затраты.