устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта механической обработкой

Формула изобретения

1. Устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта механической обработкой, включающее корпус с размещенным в нем узлом бурения для вращения и подачи бурового приспособления, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, отличающееся тем, что буровое приспособление в устройстве выполнено в виде шины и кинематически связанной с узлом бурения звездочки на ее конце, соединенном с ползуном, связанным с узлом бурения и установленным в направляющих, прикрепленных к корпусу и расположенных вдоль него, причем вокруг шины расположен гибкий рабочий орган, а в шине выполнен продольный направляющий паз, в котором размещена каретка, установленная на оси, прикрепленной к корпусу.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий рабочий орган выполнен в виде алмазированной цепи или алмазированного каната, либо в виде армированной твердосплавными пластинами цепи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, применяемым при вторичном вскрытии продуктивных пластов механической обработкой до глубины проникновения фильтрата буровых, тампонажных и других загрязняющих пласт технологических жидкостей.

Известна баровая машина для разработки прочных и мерзлых грунтов, содержащая рабочий орган в виде цепи, привод рабочего органа в виде звездочки, опорную шину и гидроцилиндр для подачи рабочего органа [1].

Ее недостатком при использовании в стесненных условиях ствола скважины является большая площадь пропила и большое усилие для поворота рабочего органа.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта сверлением [2].

Оно содержит трубчатый корпус с размещенным в нем узлом бурения для вращения и подачи бурового приспособления, которое выполнено в виде полого стержня с фрезой на конце, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, кассету с размещенными в ней буром и буровыми втулками для наращивания его в процессе бурения, подвеску в виде каротажного кабеля, а также блок управления.

Недостатком данного устройства является то, что оно не может осуществлять процесс бурения непрерывно, так как периодически необходимо наращивать буровое приспособление по мере проходки на длину одной втулки. Велика вероятность заклинивания бурового приспособления из-за трудности удаления грунта из бурового канала по мере увеличения глубины сверления. Трудно извлекать буровое приспособление из скважины после выполнения бурения, поэтому после завершения бурения его оставляют в канале.

Технический результат - осуществление непрерывности процесса бурения, возможность извлечения бурового приспособления из скважины, исключение заклинивания приспособления, уменьшение площади пропила и усилия для поворота рабочего органа.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для вторичного вскрытия продуктивного пласта механической обработкой, включающем корпус с размещенным в нем узлом бурения для вращения и подачи бурового приспособления, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины и подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, буровое приспособление выполнено в виде шины и кинематически связанной с узлом бурения звездочки на ее конце, соединенном с ползуном, связанным с узлом бурения и установленным в направляющих, прикрепленных к корпусу и расположенных вдоль него, причем вокруг шины расположен гибкий рабочий орган, а в шине выполнен продольный направляющий паз, в котором размещена каретка, установленная на оси, прикрепленной к корпусу. Гибкий рабочий орган может быть выполнен в виде алмазированной цепи или алмазированного каната, либо в виде армированной твердосплавными пластинами цепи.

Новым является то, что буровое приспособление выполнено в виде шины и кинематически связанной с узлом бурения звездочки на ее конце. Шина и звездочка соединены с ползуном, установленным в направляющих, прикрепленных к корпусу вдоль его оси. Ползун связан с узлом бурения для осуществления подачи бурового приспособления. Вокруг шины расположен приводимый в движение звездочкой рабочий орган. В шине выполнен продольный направляющий паз, в котором размещена каретка, установленная на оси, прикрепленной к корпусу. Гибкий рабочий орган может быть выполнен в виде алмазированной цепи или алмазированного каната, либо в виде армированной твердосплавными пластинами цепи.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено устройство, опущенное на каротажном кабеле в зону продуктивного пласта (схематическое изображение); на фиг.2 - рабочий орган, выполненный в виде цепи; на фиг.3 - рабочий орган, выполненный в виде каната; на фиг.4 схематично изображена площадь пропила при резании баровой машиной и заявляемым устройством.

Устройство содержит спускаемый на каротажном кабеле 1 корпус 2, в котором размещены взаимосвязанные механическими, гидравлическими и электрическими системами узел бурения 3 для вращения и подачи бурового приспособления 4, узел промывки (не показан), верхний механизм фиксации 5 и нижний механизм фиксации 6 корпуса 2 к стенке ствола скважины 7 с заякоривающими элементами 8, электропривод 9, блок электроники 10, электрически связанный с системой контроля процесса бурения и регистрации результатов на компьютере (компьютер не показан).

Буровое приспособление 4 выполнено в виде шины 11. На одном конце шины установлена звездочка 12, кинематически связанная с узлом бурения 3, червячной парой 13. Вал 14 звездочки 12 находится в ползуне 15, направляющие 16 которого прикреплены к корпусу 2, расположены вдоль его оси и выполнены в виде ходового винта. Червяк 17 также установлен вдоль корпуса 2 и имеет длину нарезанной части, соответствующую ходу ползуна 15.

В шине 11 выполнен продольный направляющий паз. В пазу размещена каретка 18, установленная на оси 19, прикрепленной к корпусу 2. Вокруг шины 11 со звездочкой 12 находится замкнутый гибкий рабочий орган 20, который может быть выполнен в виде алмазированной цепи или алмазированного каната, либо в виде армированной твердосплавными пластинами цепи.

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускают в скважину на каротажном кабеле 1 в интервал продуктивного пласта 21 и с наземного пульта управления к электродвигателю электропривода 9 по кабелю 1 подают питание, запуская его в работу.

Вращение электропривода 9 передается узлу бурения 3 и далее кинематически связанной с ним приводной звездочке 12 и рабочему органу 20 бурового приспособления 4, одновременно осуществляется подача шины 11. Выполнение червяка 17 длиной, соответствующей ходу ползуна 15, обеспечивает кинематическую связь червячной пары 13 при перемещении ползуна 15.

Одновременно приводятся в действие верхний и нижний механизмы фиксации 5-6, и заякоривающие элементы 8, прижимаясь к стенке ствола скважины 7, фиксируют устройство в неподвижном состоянии. Одновременно начинает работать насос узла промывки рабочего органа от породы (узел промывки и насос не показаны).

Движение подачи передается через шину 11 от ползуна 15. Ползун 15 двигается по направляющим 16 и вместе с ним перемещается вдоль корпуса 2 конец шины 11.

Взаимодействие рабочей поверхности направляющего продольного паза шины 11 и каретки 18 позволяет отклонить другой ее конец в сторону стенки ствола скважины 7, постепенно изменяя положение шины 11 и рабочего органа 20 бурового приспособления 4 с вертикального на горизонтальное. При этом рабочий орган 20 бурового приспособления 4 врезается сначала в стенку ствола скважины 7 и далее в породу продуктивного пласта 21, образуя канал 22.

После завершения процесса вскрытия продуктивного пласта включается реверс подачи и буровое приспособление 4 возвращается в исходное положение. Затем выключается электропривод 9 и механизмы фиксации 5, 6 освобождают заякоривающие элементы 8. После этого устройство извлекают из скважины для дальнейшего использования.

Процесс бурения продуктивного пласта контролируется через пульт управления и блок электроники 10 и регулируется на компьютере.

На фиг.4 поясняется уменьшение площади пропила при работе заявляемого устройства по сравнению с площадью пропила при работе баровой машины [1] при одинаковой глубине канала. Буквами а-ж отмечены конечные положения рабочего органа баровой машины и заявляемого устройства; буквами б, в, г, д, е - промежуточные положения рабочего органа заявляемого устройства. Площади пропила устройств заштрихованы в разные стороны. Стрелками обозначено направление движения рабочего органа баровой машины и заявляемого устройства.

Источники информации

1. Политехнический словарь под редакцией Ишлинского. М.: Советская энциклопедия, 1989 г.

2. Патент Российской Федерации №2232873, Е21В 43/11, БИ №20, 2004 г.