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. Полезная модель направлена на повышение надежности вскрытия продуктивных пластов скважин независимо от попадания в зону сверления ранее созданных каналов, также наличия каверн и менее плотных областей в затрубном пространстве. Полезная модель включает каротажный кабель 1 и сверлящий перфоратор 2, содержащий электронный блок 3, электропривод 4, узел 5 фиксации перфоратора, бур 6, узел 7 подачи бура, кондуктор 8 и кассетник 9 со встроенными кассетами 10, содержащими стержни 11. Внутренний диаметр кондуктора 8 выполнен равным диаметру стержня бура 6 и стержней 11, подаваемых из кассеты 10. Кондуктор снабжен узлами 13 и 14 фиксации 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 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. 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. 1 н. и 3 з.п.ф., 5 ил.

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

1. Устройство для вскрытия продуктивных пластов из скважин, включающее сверлящий перфоратор, содержащий электронный блок, электропривод, узел фиксации перфоратора, бур, узел подачи бура, кондуктор, кассетник со встроенными кассетами, содержащими буровые стержни, отличающееся тем, что внутренний диаметр кондуктора, помещенного в корпус кондуктора и вращающегося вместе с буром и составным стержнем, выполнен равным диаметру стержня бура и подаваемых из кассеты стержней, а сам кондуктор снабжен узлами фиксации от проворачивания кондуктора внутри корпуса кондуктора и составного стержня внутри кондуктора в момент наращивания бура.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узлы фиксации кондуктора и составного стержня выполнены в виде подпружиненных шариков, утопленных в тело кондуктора с его внутренней и наружной стороны, а в теле фрезы бура, составных стержней и корпуса кондуктора выполнены соответствующие пространственному расположению шариков углубления.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что узел фиксации кондуктора выполнен в виде подпружиненных шариков, утопленных в тело корпуса кондуктора, а в наружной стороне тела кондуктора выполнены соответствующие пространственному расположению шариков углубления.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус кондуктора дополнительно снабжен соосным кондуктору коробчатым упором, внутренние плоскости которого параллельны оси кондуктора и шпинделя.