Устройство стабилизации траектории канала при глубокой сверлящей перфорации
Полезная модель относится к горному делу, в частности к устройствам, предназначенным для перфорации нефтегазовых скважин, оборудованных обсадными трубами. Устройство содержит корпус с расположенными в нем технологическими окнами и опорой крепления, гидравлический контур прижатия перфоратора к стенке скважины с гидроцилиндром прижатия, направляющую для бура. Направляющая для бура шарнирно установлена в корпусе и состоит из жесткой части, имеющей криволинейный, прямолинейный участки, и возвратной пружины. В прямолинейном участке направляющей размещен бур, состоящий из фрезы и жесткой трубки, соединенной с гибким полым валом. Жесткая трубка (стабилизатор) выполняет функцию стабилизации траектории канала сверления. Длина трубки составляет не менее 3-4 диаметров фрезы. Прямолинейный участок направляющей трубки расположен под острым углом к оси перфоратора с возможностью изменения этого угла за счет поворота вокруг оси шарнира. На наружной, относительно оси перфоратора, криволинейной части направляющей расположен фиксатор, а сама направляющая служит в качестве прижимного узла. Гибкий полый вал установлен с возможностью перемещения внутри возвратной пружины, соединенной одним концом с криволинейным участком направляющей для бура, а другим - с опорой крепления. Техническим результатом является обеспечение относительно прямолинейной траектории сверления канала и повышение надежности работы.
Полезная модель относится к горному делу, в частности к устройствам, предназначенным для перфорации нефтегазовых скважин, оборудованных обсадными трубами.
Известен узел стабилизации траектории канала сверлящего скважинного перфоратора, включающий бур в виде полого стержня с фрезой на конце. Стержень бура выполнен в виде составных патрубков с соединительными элементами на концах, размещенных в кассетах и подаваемых к узлу подачи бура с помощью делителя. Устройство имеет механизм прижатия корпуса к стенке скважины (см. патент РФ 
2182961 от 27.05.2002).
Недостатком известного узла является сложность и недостаточная эксплуатационная надежность конструкции стержня бура, вследствие наличия нескольких составных элементов (патрубков).
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является узел стабилизации траектории канала сверлящего перфоратора, содержащий корпус с расположенными в нем технологическими окнами и опорой крепления, гидравлический контур прижатия перфоратора к стенке скважины с гидроцилиндром прижатии, шток которого оснащен пятой с размещенной на нем пружиной, гибкий полый вал, бур с фрезой, криволинейную направляющую для бура, фиксатор (см. патент РФ 2243363 от 27.12.2004). Данное устройство принято за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели - корпус с расположенными в нем технологическими окнами и опорой крепления; гидравлический контур прижатия перфоратора к стенке скважины с гидроцилиндром прижатия; гибкий полый вал; бур с фрезой; фиксатор; возвратная пружина; направляющая для бура, имеющая криволинейный участок.
Недостатком известного узла, принятого за прототип, является невозможность обеспечения прямолинейного направления сверления канала при глубокой перфорации из-за недостаточной жесткости гибкого вала.
Задачей полезной модели является обеспечение относительно прямолинейной траектории сверления канала и повышение надежности работы.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном устройстве стабилизации траектории канала при глубокой сверлящей перфорации, содержащем корпус с расположенными в нем технологическими окнами и опорой крепления, гидравлический контур прижатия перфоратора к стенке скважины с гидроцилиндром прижатия, гибкий полый вал, бур с фрезой, фиксатор, возвратную пружину, направляющую для бура, имеющую криволинейный участок, направляющая для бура шарнирно установлена в корпусе и дополнительно снабжена прямолинейным участком, расположенным под острым углом к оси перфоратора с возможностью изменения этого угла, при этом бур размещен в прямолинейном участке и содержит жесткую трубку, выполняющую функцию стабилизации траектории канала сверления, соединенную одним концом с фрезой, а другим - с гибким полым валом, причем длина жесткой трубки составляет не менее 3-4 диаметров фрезы, возвратная пружина одним концом соединена с криволинейным участком направляющей для бура, а другим - с опорой крепления, при этом гибкий полый вал установлен с возможностью перемещения внутри возвратной пружины, а криволинейный участок направляющей для бура использован в качестве прижимного узла.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - направляющая для бура шарнирно установлена в корпусе и дополнительно снабжена прямолинейным участком; прямолинейный участок расположен под острым углом к оси перфоратора с возможностью изменения этого угла; бур размещен в прямолинейном участке и содержит жесткую трубку, выполняющую функцию стабилизации траектории канала сверления; жесткая трубка соединена одним концом с фрезой, а другим - с гибким полым валом; длина жесткой трубки составляет не менее 3-4 диаметров фрезы; возвратная пружина одним концом соединена с криволинейным участком направляющей для бура, а другим - с опорой крепления; гибкий полый вал установлен с возможностью перемещения внутри возвратной пружины; криволинейный участок направляющей для бура использован в качестве прижимного узла.
Отличительные признаки в сочетании с известными позволяют обеспечить относительно прямолинейную траекторию сверления канала и повысить надежность работы устройства.
Жесткая трубка (стабилизатор), соединенная одним концом с фрезой, другим - с гибким полым валом и размещенная в прямолинейном участке направляющей, при сверлении в продуктивном пласте будет обеспечивать стабилизацию прямолинейной траектории канала.
Благодаря расположению прямолинейного участка направляющей трубки под острым углом к оси перфоратора жесткая трубка (стабилизатор), может иметь длину не менее 3-4 диаметров фрезы (при диаметре фрезы, равном, например, 30 мм), что обеспечивает относительно прямолинейную траекторию канала сверления.
Наклон прямолинейного участка, например, в 45° относительно оси перфоратора, обеспечивает отход канала от ствола скважины на расстояние, примерно равное L/1,4. При длине канала (L), например, равной 1,0 м, отход от ствола скважины соответствует 0,7 м, что позволяет пройти основную часть закольматированной при бурении призабойной зоны и, за счет пересечения продуктивного пласта под острым углом, вовлечь в работу все проницаемые пропластки ограниченным количеством каналов.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство (рабочее положение), на фиг.2 - вид А-А.
Устройство стабилизации траектории канала при глубокой сверлящей перфорации содержит корпус 1 с шарнирно установленной в нем направляющей для бура. Направляющая для бура состоит из жесткой части, имеющей криволинейный 2, прямолинейный 3 участки, и возвратной пружины 4. В прямолинейном участке 3 направляющей размещен бур, состоящий из фрезы 5 и жесткой трубки 6, соединенной с гибким полым валом 7. Жесткая трубка (стабилизатор) 6 выполняет функцию стабилизации траектории канала сверления. Длина трубки 6 составляет не менее 3-4 диаметров фрезы 5. Прямолинейный участок 3 направляющей трубки 6 расположен под острым углом к оси перфоратора с возможностью изменения этого угла за счет поворота вокруг оси шарнира 8. На наружной, относительно оси перфоратора, криволинейной 2 части направляющей расположен фиксатор 9, а сама направляющая служит в качестве прижимного узла (фиг.2). Гибкий полый вал 7 установлен с возможностью перемещения внутри возвратной пружины 4. Возвратная пружина 4 выполняет роль части направляющей для гибкого полого вала 7. Возвратная пружина 4 одним концом соединена с криволинейным 2 участком направляющей для бура, а другим - с опорой крепления 10, расположенной в корпусе 1. В корпусе 1 выполнены два технологических окна 11, 12. Окно 11 предназначено для выдвижения криволинейного участка 2 жесткой части направляющей с фиксатором 9 за пределы корпуса 1 и зацепления фиксатором 9 с обсадной колонной 13. Второе окно 12 предназначено для пропуска бура. Устройство содержит гидравлический контур прижатия перфоратора с гидроцилиндром прижатия 14 и штоком 15.
Устройство работает следующим образом.
При достижении перфоратором заданной глубины гидронасосом (на чертежах не показан) создается давление, которое через гидроцилиндр 14 выдвигает шток 15 и, преодолевая сопротивление пружины 4, за счет поворота жесткой части направляющей вокруг оси шарнира 8 через окно 11 прижимает фиксатор 9 к стенке обсадной колонны 13. После фиксации перфоратора проводится сверление обсадной колонны 13 и продуктивного пласта через окно 11 вращением и осевой подачей гибкого полого вала 7 с подачей промывочной жидкости от насоса (на чертежах не показан) через гибкий полый вал 7 и бур, состоящий из стабилизатора 6 и фрезы 5, имеющей проточные каналы. После окончания перфорации гибкий полый вал 7 со стабилизатором 6 и фрезой 5 поднимается в исходное положение, стравливается давление в гидроцилиндре 14 и под действием пружины 4 бур возвращается в транспортное положение.
Устройство стабилизации траектории канала при глубокой сверлящей перфорации, содержащее корпус с расположенными в нем технологическими окнами и опорой крепления, гидравлический контур прижатия перфоратора к стенке скважины с гидроцилиндром прижатия, гибкий полый вал, бур с фрезой, фиксатор, возвратную пружину, направляющую для бура, имеющую криволинейный участок, отличающееся тем, что направляющая для бура шарнирно установлена в корпусе и дополнительно снабжена прямолинейным участком, расположенным под острым углом к оси перфоратора с возможностью изменения этого угла, при этом бур размещен в прямолинейном участке и содержит жесткую трубку, выполняющую функцию стабилизации траектории канала сверления, соединенную одним концом с фрезой, а другим - с гибким полым валом, причем длина жесткой трубки составляет не менее 3-4 диаметров фрезы, возвратная пружина одним концом соединена с криволинейным участком направляющей для бура, а другим - с опорой крепления, при этом гибкий полый вал установлен с возможностью перемещения внутри возвратной пружины, а криволинейный участок направляющей для бура использован в качестве прижимного узла.
