устройство для щелевой перфорации обсадной колонны

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАЦИИ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ, содержащее корпус с выдвижным режущим инструментом в виде накатного ролика с осью и одним или несколькими режущими дисками с формообразующей поверхностью, подпружиненную консоль, связанную с осью накатного ролика и установленную с возможностью осевого перемещения, и узел связи корпуса с колонной насосно-компрессорных труб, отличающееся тем, что устройство снабжено опорными роликами, размещенными в противоположной стороне от накатного ролика, гидроцилиндром, поршень которого подпружинен и соединен с подпружиненной консолью, и установленной на подпружиненной консоли гидромониторной насадкой, гидравлически связывающей полость колонны насосно-компрессорных труб с внешним пространством и ориентированной на рабочую зону формообразующей поверхности накатного ролика в его рабочем положении, при этом корпус против гидроцилиндра выполнен с дросселирующими отверстиями, сообщающими подпоршневое пространство гидроцилиндра с внешним пространством, а против накатного ролика с пазом под ось накатного ролика.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии продуктивных пластов, т.е. при перфорации обсадной колонны.

Известно устройство, содержащее корпус и режущий инструмент с формообразующей поверхностью, клин, при этом режущий инструмент выполнен в виде накатных роликов [1] Недостатком устройства является невысокая надежность выдвижения его роликов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для щелевой перфорации обсадной колонны, содержащее корпус с выдвижным режущим инструментом в виде накатного ролика с осью и одним или несколькими режущими дисками с формообразующей поверхностью, подпружиненную консоль, связанную с осью накатного ролика и установленную с возможностью осевого перемещения, и узел связи корпуса с колонной насосно-компрессорных труб [2] Недостатком этого устройства является возможность разрушения накатного ролика при гидравлических ударах во время спуско-подъемных операций.

Достигается это тем, что устройство для целевой перфорации обсадной колонны, содержащее корпус с выдвижным режущим инструментом в виде накатного ролика с осью и одним или несколькими режущими дисками с формообразующей поверхностью, подпружиненную консоль; связанную с осью накатного ролика и установленную с возможностью осевого перемещения, и узел связи корпуса с колонкой насосно-компрессорных труб, снабжено опорными роликами, размещенными в противоположной стороне от накатного ролика, гидроцилиндром, поршень которого подпружинен и соединен с подпружиненной консолью, и установленной на подпружиненной консоли гидромониторной насадкой, гидравлически связывающей полость колонны насосно-компрессорных труб с внешним пространством и ориентированной на рабочую зону формообразующей поверхности накатного ролика в его рабочем положении, при этом корпус против гидроцилиндра выполнен с дросселирующими отверстиями, сообщающими поршневое пространство гидроцилиндра с внешним пространством, а против накатного ролика с пазом под ось накатного ролика.

На фиг.1 показано устройство в транспортном положении; на фиг.2 то же, в рабочем положении; на фиг.3 разрез по А-А на фиг.1.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором находится подпружиненный поршень 2 с гидравлическими каналами 3,4 и гидромониторной насадкой 5. Поршень 2 кулисой 6 соединен с осью 7 накатного ролика 8, который заключен между пластинами 9. Между этими же пластинами расположены опорные ролики 10 и 11. С корпусом 1 соединен дополнительный гидроцилиндр 12, состоящий из подпружиненного поршня 13, соединенного штоком через сальниковое уплотнение с поршнем 2. В корпусе гидроцилиндра 12 имеется дроссельное отверстие 14. Когда прибор работает в обсадной колонне 15, он управляется шаром 16. Дополнительный гидроцилиндр 12 в верхней части имеет резьбу для подсоединения насосно-компрессорных труб (НКТ) 17.

Устройство работает следующим образом. На колонне НКТ оно спускается в скважину к месту перфорации. Возникающие при спуске резкие колебания давления промывочной жидкости компенсируются благодаря тому, что заполнившая подпоршневое пространство цилиндра 12 промывочная жидкость дросселируется через отверстие в его корпусе 14, препятствуя резкому перемещению поршня 13, который соединен с поршнем 2, в результате чего предотвращаются резкие перемещения последнего, следовательно, выдвижение и поломка накатного ролика во время спуска инструмента.

Установив устройство в скважине против интервала перфорации, бросают шар 16 и создают в НКТ давление, одновременно осуществляя возвратно-поступательное движение всей колонны НКТ. При этом поршень 13 и 2 вместе перемещаются вниз толкая через кулису 6 ось накатного ролика 8, которая перемещаясь в пазу корпуса выдвигает ролик до контакта со стенкой обсадной трубы 15. Возникающий перепад давления при истечении жидкости из насадки 5 обуславливает радиальное усилие на ролик 8. Так как подпоршневое пространство гидроцилиндра 12 имеет гидравлическую связь с затрубным пространством, то этот же перепад давления будет создавать такое же усилие и на поршень 13. Благодаря тому, что оба поршня соединены между собой, осевое усилие, передаваемое на ось ролика 8, будет удваиваться. Это позволяет выполнять перфорацию при более низком давлении в НКТ, что благоприятно сказывается на их износ.

При возвратно-поступательном движении ролик вдавливается в стенку обсадной трубы, образуя щель. Когда ролик выйдет за пределы обсадной колонны, тогда в трубах создается повышенное давление и реализуется гидромониторный эффект струи жидкости, которая, размывая цементное кольцо и горную породу, формирует перфорационный канал. Для прекращения операции останавливают прокачку жидкости. При этом давление в НКТ исчезает и под действием пружин оба поршня возвращаются в исходное положение, выводя из щели накатной ролик 8. После этого устройство поднимают на поверхность.