устройство для механической перфорации скважин

Формула изобретения

1. Устройство для механической перфорации скважин, включающее корпус с каналами для подвода рабочей жидкости под давлением, помещенные в корпусе рабочие поршни и прокалывающие узлы, смонтированные на рабочих поршнях, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным поршнем с штоком, установленным в корпусе с возможностью восприятия давления рабочей жидкости, и пружиной, размещенной под поршнем, а диаметры дополнительного поршня D_п, штока d_ш и рабочих поршней D_р.п. выполнены с соотношениями

D_п:d_ш:D_р.п. (1,5 10):1:(1 6).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочие поршни с прокалывающими узлами расположены с одной стороны корпуса.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус ниже крайнего нижнего положения поршня выполнен с отверстиями.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен с заливочными отверстиями, размещенными выше верхней кромки дополнительного поршня в его крайнем нижнем положении.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поршень с штоком и корпус в их зоне выполнены с циркуляционными каналами для поступления рабочей жидкости к рабочим поршням.

6. Устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что прокалывающий узел выполнен с циркуляционными каналами для соединения полости корпуса с заколонным пространством.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочие поршни соединены с штоком гибкой связью.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шток или поршень выполнены с обратными клапанами, размещенными в циркуляционном канале.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к перфорации нефтяных и газовых скважин и более конкретно, к механической перфорации.

Известно устройство для механической перфорации скважин, включающее корпус и помещенный в нем узел сверления [1]

Недостатком устройства является сложность его конструкции, низкая производительность, отказы в работе.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для механической перфорации скважин, включающее корпус с каналами для подвода рабочей жидкости под давлением, помещенные в корпусе рабочие поршни и прокалывающие узлы, смонтированные на рабочих поршнях [2]

Недостатком этого устройства является его низкая производительность.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Это достигается тем, что устройство для механической перфорации скважин, включающее корпус с каналами для подвода рабочей жидкости под давлением, помещенные в корпусе рабочие поршни и прокалывающие узлы, смонтированные на рабочих поршнях, снабжено дополнительным поршнем со штоком, установленным в корпусе с возможностью восприятия давления рабочей жидкости и пружиной, размещенной под поршнем, а диаметры дополнительного поршня D_п, штока d_ш и рабочих поршней D_р.п выполнены с соотношениями:

D_п d_ш D_р.п (1,5-10):1:(1-6).

Кроме того, рабочие поршни с прокалывающими узлами расположены с одной стороны корпуса; корпус ниже крайнего нижнего положения выполнен с отверстиями; корпус выполнен с заливочными отверстиями, размещенными выше верхней кромки дополнительного поршня в его крайнем нижнем положении; поршень со штоком и корпус в их зоне выполнены с циркуляционными каналами для наступления рабочей жидкости к рабочим поршням; прокалывающий узел выполнен с циркуляционными каналами для соединения полости корпуса с внешним пространством; рабочие поршни соединены со штоком гибкой связью; шток или поршень выполнены с обратными клапанами, размещенным в циркуляционном канале.

На чертеже, где изображен продольный разрез устройства, а также продольный разрез скважины.

Устройство содержит корпус 1, рабочие поршни 2, расположенные с одной стороны корпуса 1, смонтированные на них прокалывающие узлы 3, каналы для подвода рабочей жидкости 4, дополнительный поршень 5, соединенный со штоком 6, пружину 7, сквозные отверстия 8 в корпусе 1 в зоне нижней части пружины 7, сквозные заливочные отверстия 9 в корпусе 1 в зоне нижнего положения поршня 5, сквозные циркуляционные каналы 10 в прокалывающих узлах 3, в поршне 5, в штоке 6 и соответствующие им каналы 11 в корпусе 1, гибкую связь 12, соединяющую рабочие поршни 2 со штоком 6. В верхнем узле 3 выполнены подводящие каналы 10, а в нижнем инструменте 3 выполнены отводящие каналы 10. В поршне 5 установлен клапан 18. Соотношение диаметров поршней 5 и 2 по отношению к диаметру штока 6 выполнено преимущественно в соотношении

D_п: d_ш D_р.п (1,5-10):1:(1-6)

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускают в скважину 13 на насосно-компрессорной трубе (НТК) 14, по НКТ подают от устья скважины 13 жидкость 15 под давлением, воздействуют на дополнительный поршень 5 и перемещают его вниз до упора, одновременно перемещая шток 6 и сжимая пружину 7, штоком 6 повышают давление жидкости и воздействуют ею на рабочий поршень 2, перемещая их и инструменты 3 для выполнения перфорации. После окончания перфорации выпускают жидкость из НКТ 14 в скважину 13 через сквозные отверстия 9, поршень 5 со штоком 6 возвращается в исходное положение пружиной 7, для чего через отверстия 8 пропускают жидкость из скважины 13 в зону под поршень 5. За счет создания в канале 4 разрежения штоком 6 возвращают рабочие поршни 2 с прокалывающими узлами 3 также в исходное положение.

При выполнении каналов 10 и 11 в узлах 3 поршня 5, штоке 6, корпусе 2 выполняют размыв перфорационных каналов 16 в нефтяном пласте 17, увеличивая их сечение и длину. В этом случае каналы 9 можно не выполнять или уменьшить их сечение. Процесс размыва осуществляют после опускания поршня 5, штока 6, поршней 2 и крайнее нижнее положение. В этом положении жидкость под давлением из НКТ 14 поступает через указанные каналы 10 и 11 в перфорационный канал 16, размывая его. При этом через верхний инструмент 3 жидкость входит в перфорационный канал 16, а через нижний инструмент 3 выходит из канала 16 в скважину 13. После окончания размыва перфорационного канала 16 подачу жидкости по НТК 14 прекращают и возвращают поршень 5 и шток 6 с помощью пружины 7 в исходное положение. При этом шток 6 перемещает гибкую связь 12 и с ее помощью поршни 2 также перемещаются в исходное положение. Одновременно поршни 2 перемещаются за счет создания разрежения в канале 4 после закрытия поршнем 2 канала 11. Улучшение возврата поршней 5 обеспечивается также обратной подачей жидкости под давлением и установкой обратного клапана 18.

После перемещения рабочих поршней 2 и 4 и штока 6 в исходное положение устройство готово повторить описанную операцию в следующем цикле.