Категории

Сверлящая перфорация скважин

Вторичное вскрытие продуктивных пластов

Сверлящая перфорация

Способы перфорации скважин

Техника перфорации скважин

Кумулятивная перфорация осуществляется стреляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов. Прострел преграды достигается за счет сфокусированного взрыва. Такая фокусировка обусловлена коняческой формой поверхности заряда ВВ, облицованной тонким металлическим покрытием (листовая медь толщиной 0,6 мм). Энергия взрыва в виде тонкого пучка газов - продуктов облицовки пробивает канал. Кумулятивная струя приобретает скорость в головной части до 6 - 8 км/с и создает давление на преграду до 0,15 - 0,3 млн. МПа. При выстреле кумулятивным зарядом в преграде образуется узкий перфорационный канал глубиной до 350 мм и диаметром в средней части 8 - 14 мм. Размеры каналов зависят от прочности породы и типа перфоратора.

Все кумулятивные перфораторы имеют горизонтально расположенные заряды и разделяются на корпусные и бескорпусные. Корпусные перфораторы после их перезаряда используются многократно. Бескорпусные - одноразового действия. Однако разработаны и корпусные перфораторы одноразового действия, в которых легкий корпус из обычной стали используется только лишь для герметизации зарядов при погружении их в скважину.

Ленточные перфораторы намного легче корпусных, однако их применение ограничено величинами давления и температуры на забое скважины, так как их взрывной патрон и детонирующий шнур находятся в непосредственном контакте со скважинной жидкостью. В ленточном перфораторе заряды смонтированы в стеклянных (или из другого материала ), герметичных чашках, которые размещены в отверстиях длинной стальной ленты с грузом на конце. Вся гирлянда спускается на кабеле. Обычно при залпе лента полностью не разрушается, но для повторного использования не применяется. Головка, груз, лента после отстрела извлекаются на поверхность вместе с кабелем. К недостаткам бескорпусных перфораторов надо отнести невозможность контролирования числа отказов, тогда как в корпусных перфораторах такой контроль легко осуществим при осмотре извлеченного из скважины корпуса.

Кумулятивные перфораторы нашли самое широкое распространение. Подбирая необходимые ВВ, можно в широких диапазонах регулировать их термостойкость и чувствительность к давлению и этим самым расширить возможности перфорации в скважинах с аномально высокими температурами и давлениями. Однако получение достаточно чистых с точки доения фильтрации, и глубоких каналов в породе остается актуальной проблемой и до сих пор. В этом отношении определенным шагом вперед было осуществление пескоструйной перфорации, которая позволяет получить достаточно чистые и глубокие перфорационные каналы в пласте.

Существует четыре способа перфорации: пулевая, торпедная, кумулятивная, пескоструйная.

Первые три способа перфорации осуществляются на промыслах геофизическими партиями с помощью оборудования, имеющегося в их распоряжении. Поэтому детально техника и технология этих видов перфорации первыми тремя способами изучается в курсах промысловой геофизики. Пескоструйная перфорация осуществляется техническими средствами и службами нефтяных промыслов. При пулевой перфорации в скважину на электрическом кабеле спускается стреляющий пулевой аппарат, состоящий из нескольких (8 - 10) камор - стволов, заряженных пулями диаметром 12,5 мм. Каморы заряжаются взрывчатым веществом (ВВ) и детонаторами. При подаче электрического импульса происходит залп. Пули пробивают колонну, цемент и внедряются в породу.

Существует два вида пулевых перфораторов:
- перфораторы с горизонтальными стволами. В этом случае длина стволов мала и ограничена радиальными габаритами перфоратора;
- перфораторы с вертикальными стволами с отклонителями пуль на концах для придания полету пули направления, близкого к перпендикулярному по отношению к оси скважины.

Устройство корпусного кумулятивного перфоратора ПК-105ДУ
1) - взрывной патрон; 2) - детонирующий шнур; 3) - кумулятивный заряд; 4) - электропровод.

Пулевой перфоратор ПБ-2 собирается из нескольких секций. Вдоль секции просверлено два или четыре вертикальных канала, пересекающих каморы с ВВ, стволы которых заряжены пулями и закрыты герметизирующими прокладками. Верхняя секция - запальная имеет два запальных устройства. При подаче по кабелю тока срабатывает первое запальное устройство и детонация распространяется по вертикальному каналу во все каморы, пересекаемые этим каналом. В результате почти мгновенного сгорания ВВ давление газов в каморе достигает 2 тыс. МПа, под действием которых пуля выбрасывается.

Происходит почти одновременный выстрел из половины всех стволов. При необходимости удвоить число прострелов по второй жиле кабеля подается второй импульс и срабатывает вторая половина стволов от второго запального устройства. В этом перфораторе масса заряда ВВ одной каморы мала и составляет 4-5 г, поэтому пробивная способность его невелика. Длина образующихся перфорационных каналов составляет 65 - 145 мм (в зависимости от прочности породы и типа перфоратора). Диаметр канала 12 мм.

Устройство пулевой перфоратор с вертикально-криволинейными стволами ПВН-90

На рисунке показан пулевой перфоратор с вертикально-криволинейными стволами ПВН-90. При вертикальном расположении стволов объем камер и длина стволов больше.

Одна камера отдает энергию взрыва сразу двум стволам. Масса ВВ в одной каморе достигает 90 г. Давление газов в каморах здесь ниже и составляет 0,6 - 0,8 тыс. МПа, но действие их более продолжительное. Это позволяет увеличить начальную скорость вылета пули и пробивную способность перфоратора. Длина перфорационных каналов в породе получается 145 - 350 мм при диаметре около 20 мм. В каждой секции перфоратора имеются четыре вертикальных ствола, на концах которых сделаны плавные желобки  -  отклонители. Пули, изготовленные из легированной стали, для уменьшения трения в отклонителях покрываются медью или свинцом. Выстрел из всех стволов происходит практически одновременный, так как все каморы с ВВ сообщаются огнепроводным каналом. В каждой секции два ствола направлены вверх и два вниз. Это позволяет компенсировать реактивные силы, действующие на перфоратор.

Торпедная перфорация осуществляется аппаратами, спускаемыми на кабеле и стреляющими разрывными снарядами диаметром 22 мм. Внутренний заряд ВВ одного снаряда равен 5 г. Аппарат состоит из секций, в каждой из которых имеется по два горизонтальных ствола. Снаряд снабжен детонатором накольного типа. При остановке снаряда происходит взрыв внутреннего заряда и растрескивание окружающей горной породы. Масса ВВ одной камеры - 27 г. Глубина каналов по результатам испытаний составляет 100 - 160 мм, диаметр канала - 22 мм. На 1 м длины фильтра обычно делается не более четырех отверстий, так как при торпедной перфорации часты случаи разрушения обсадных колонн.

Торпедная и пулевая перфорация применяются ограниченно, так как все больше вытесняются кумулятивной перфорацией.

Перфораторы спускаются на кабеле (имеются малогабаритные перфораторы, опускаемые через НКТ), а также перфораторы, спускаемые на насосно-компрессорных трубах. В последнем случае инициирование взрыва производится не электрическим импульсом, а сбрасыванием в НКТ резинового шара, действующего как поршень на взрывное устройство. Масса ВВ одного кумулятивного заряда составляет (в зависимости от типа перфоратора) 25 - 50 г.

Максимальная толщина вскрываемого интервала кумулятнвным перфоратором достигает 30 м, торпедным  - 1 м, пулевым - до 2,5 м. Это является одной из причин широкого распространения кумулятивных перфораторов.

Рассмотрим устройство корпусного кумулятивного перфоратора ПК-105ДУ, нашедшего широкое распространение. Электрический импульс подается на взрывной патрон 1, находящийся в нижней части перфоратора. При взрыве детонация передается вверх от одного заряда к другому по детонирующему шнуру 2, обвивающему последовательно все заряды.

Корпусные перфораторы позволяют простреливать интервал до 3,5 м за один спуск, корпусные одноразового действия - до 10 м и бескорпусные или так называемые ленточные - до 30 м.

Устройство ленточного кумулятивного перфоратора ПКС105
1) - головка перфоратора; 2) - стальная лента; 3) - детонирующий шнур; 4) - кумулятивный заряд; 5) - взрывной патрон; 6) - груз.

                             Содержание
01. Освоение нефтяных скважин после бурения.
02. Основные схемы эксплуатационного забоя скважин.
03. Снижение проницаемости нфтяного пласта после бурения.
04. Снижение  проницаемости нфтяного пласта при перфорации.
05. Техника перфорации скважин. Виды скважинных перфораторов.
06. Гидропескоструйная перфорация. Схема обвязки оборудования.
07. Гидроразрыв пласта. Схема обвязки оборудования.
08. Вызов притока. Методы и условия вызова притока.
09. Способ вызова притока поршневанием.
10. Компрессорный способ вызова притока.
11. Восстановление проницаемости призабойной зоны пласта.
12. Расчет формулы вызова притока.
13. Исследования при освоение скважин.

Источник: http://oil-ecn.ru/perforatory.html

Способ глубокой сверлящей перфорации скважин и устройство для его осуществления

Сверлящий перфоратор

Cтраница 2


В скважинах, где перфорация сверлящими перфораторами применялась для первоначального вскрытия, сравнивать ее эффективность с другим видом ( например, кумулятивным) не представляется возможным.  [16]


Щадящая перфорация, предусматривающая высверливание отверстий сверлящим перфоратором, не приводит к нарушениям колонны и цементного камня, но ф-фективность этого вида перфорации снижена за счет малого выхода сверла. Это не позволяет обеспечить обэа-зование канала в пласте достаточной глубины.  [18]

По 6 скважинам НГДУ Туймазанефть получены данные применения сверлящих перфораторов, разработанных ВНИИГИС. Динамика работы скважин после вскрытия не отличалась от скважин, вскрытых кумулятивным способом.  [19]

По 6 скважинам НГДУ Туймазанефть получены данные применений сверлящих перфораторов, разработанных ВНИИГИС. Динамика работы скважин после вскрытия не отличалась от скважин, вскрытых кумулятивным способом.  [20]

Интервалы сверлящей перфорации, выполненной перфоратором ПС-112 и новыми сверлящими перфораторами, не выделяются ни одним из ранее известных отечественных дефектоскопов электромагнитного и магнитного типа. Дефектоскоп ЭМДС-С уверенно выделяет интервалы сверлящей перфорации и отдельные отверстия, если они расположены не ближе 10 см друг от друга. На рис. 7 приведены кривые зондов малых дефектов по скв. Отверстия сверлящей перфорации четко фиксируются характерными аномалиями кривых дефектоскопии.  [21]

По 6 скважинам НГДУ Туимазанефть получены данные о применении перфорации сверлящими перфораторами.  [22]

В период с 01.01.81 по 15.11.85 гг. проведена дополнительная перфорация сверлящими перфораторами новых интервалов в скважинах, которые были вскрыты ранее кумулятивной перфорацией. Получен прирост добычи нефти по 8 скважинам в количестве 37201 т, который оценивается как дополнительная фактическая добыча по сравнению с ранее полученной добычей за предыдущий год.  [23]

При введении объекта в эксплуатацию производится перфорация обсадной колонны напротив продуктивного пласта сверлящим перфоратором. С помощью па-кера, установленного между верхними и нижними отверстиями МОП, затрубное пространство между пакерующими модулями промывается и подвергается интенсифицирующей обработке. Затем пакер извлекается на поверхность. Скважина осваивается и вводится в эксплуатацию. Очистка ПЗП может производиться и импло-зионным воздействием.  [24]


В период с 01.01.81 г. по 15.11.85 г. была проведена дополнительная перфорация сверлящими перфораторами новых интервалов в скважинах, ко го-рые были вскрыты ранее кумулятивной перфорацией.  [26]

Для вскрытия пластов в скважинах, обсаженных колоннами диаметром 5 и 6, используются модернизированные сверлящие перфораторы типа ПС-112М и ПС-112 / 70, разработанные ВНИИГИС и в настоящее время выпускаемые различными российскими фирмами и предприятиями ВПК. В последние годы они оснащены поворотным устройством.  [27]


По данным УНИ процент выноса образцов обсадной колонны составил 86, а цементного камня - 39, Применение сверлящих перфораторов для этой цели может стать хорошим средством контроля качеств.  [29]

В дальнейшем при переходе на невзрывные методы вторичного вскрытия пласта КТП могут также выполнять вторичное вскрытие пласта ( например сверлящими перфораторами) и контроль освоения скважин геофизическими методами.  [30]



Страницы:      1    2    3

Источник: http://www.ngpedia.ru/id254875p2.html

когалымнефтегеоФизика

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Обеспечивает повышение эффективности перфорации. По способу в заданный интервал скважины спускают устройство для перфорации с гибким валом и режущим инструментом. Прижимают и фиксируют устройство к стенке скважины. Передают вращение гибкому валу и при ограниченном осевом перемещении притормаживают его движение. Увеличивают продольную жесткость гибкого вала. Увеличивают радиус искривления гибкого вала. При рабочих режимах осевой подачи и стабильного вращения приторможенного вала осуществляют перфорацию. Устройство содержит корпус с продольным фигурным пазом и радиальным каналом с проточкой. В продольном фигурном пазе размещен выдвижной гибкий отклонитель. В гибком отклонителе и радиальном канале помещены гибкий вал с режущим инструментом. В корпусе устройства закреплен ступенчатый кондуктор. Устройство также содержит узел прижатия и фиксации устройства к стенке скважины, узел торможения гибкого вала с тормозными колодками, одна из которых является подвижной, и приводом прижатия этих колодок к наружной поверхности гибкого вала. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию для создания перфорационных каналов большой протяженности, например за пределы зоны кольматации, при вторичном вскрытии пластов в скважинах.

Известно устройство для глубокой сверлящей перфорации скважины, включающее закрепленный на насосно-компрессорных трубах (НКТ) корпус с криволинейным направляющим каналом, механизм осевого перемещения полой гибкой штанги с режущей головкой на ее конце, механизм ее вращения, линию подачи рабочей жидкости от насосного агрегата, якорь, механизм вырезки окна. Соосный с осью корпуса участок криволинейного направляющего канала для размещения в нем штанги выполнен в виде цилиндрической полости, в которой размещен полый жесткий вал механической связи. Механизм вырезки окна в обсадной колонне состоит из узла осевого перемещения гибкого вала с режущим инструментом на конце и механизма вращения гибкого вала. Механизм вращения гибкого вала гидравлически связан через полость НКТ с насосным агрегатом (см., например, пат. РФ N2236564, 20.09.2004, МКИ Е21В 43/112).

По данному патенту обеспечивают за один спуск устройства в скважину формирование требуемого количества перфорационных каналов в пласте без подъема и замены режущего инструмента на поверхность.

Однако сверление колонны и горной породы снижает надежность работы, усложняет конструкцию. Криволинейный направляющий канал с малым радиусом ограничен габаритами и конструкцией устройства, возникают большие знакопеременные нагрузки на гибкий вал и режущий инструмент, кроме того, сверление под углом приводит к разрушению режущего инструмента и гибкого вала.

Известны способ перфорации обсаженной скважины и устройство для его осуществления, где режущий инструмент устанавливают радиально стенке обсадной трубы, инструменту сообщают вращение и осевую подачу, при которой дополнительно создают усилие сжатия в направлении, обратном направлению сверления. Устройство содержит цилиндрический корпус и гибкую штангу с режущим инструментом, для осевого перемещения штанги служит криволинейная направляющая. Устройство также содержит механизм подачи и механизм вращения штанги. Штанга выполнена составной из втулок со сквозными отверстиями и вкладышей, вставленных во втулки с зазором и возможностью предотвращения осевого смещения относительно втулки. Каждый вкладыш вставлен одновременно в две соседние втулки, через которые пропущен трос, подпружиненный упругим элементом сжатия (см., например, пат. РФ N2109129, 20.04.1998, МКИ Е21В 43/11).

По данному патенту повышается эффективность перфорации за счет увеличения глубины и диаметра перфорационного канала.

Недостатком известного решения является сложный технологический процесс, связанный с заменой режущего инструмента из-за его поломки. Последнее неизбежно ввиду автоколебательных процессов в гибком валу, ведущих к его скручиванию и заклиниванию режущего инструмента.

Известен способ перфорации скважины, включающий спуск в скважину на НКТ устройства с режущим инструментом на конце гибкого вала, его стопорение в стволе скважины в заданном интервале, сверление каналов режущим инструментом посредством вращения и осевого перемещения, подачу рабочей жидкости на механизмы вращения с одновременной промывкой (см., например, пат. РФ N2190089, 27.09.2002, МКИ Е21В 43/112).

По данному способу обеспечивают повышение эффективности перфорации за счет повышения скорости сверления каналов, уменьшения износа режущего инструмента, сохранения коллекторских свойств пласта.

Недостатками способа являются снижение надежности работы из-за автоколебаний гибкого вала, возникающих при крутящем моменте, что приводит к разрушению гибкого вала и режущего инструмента, большие временные затраты, т.к. спуск перфоратора осуществляют на НКТ, низкая эксплутационная надежность.

Известно устройство для сверления горизонтальных каналов в продуктивном пласте, спускаемое на геофизическом кабеле и включающее корпус, имеющий возможность прижатия к стенке скважины в заданном интервале, электродвигатель, редуктор с выходным валом, кинематически связанный с ведущим полым валом, отклонитель в виде опорных роликов, направляющую втулку, механизм индикации перемещения гибкого вала. Гибкий вал с режущим инструментом расположен внутри полого вала. Осевое усилие, создаваемое давлением, через манжету и муфту передается на гибкий вал и режущий инструмент, совершается вращательное и поступательное движение. Режущий инструмент выдвигается по направляющей втулке в горизонтальном направлении и высверливает перфорационные каналы в обсаженных скважинах. Устройство снабжено упорной лапой, баллоном с разделяющим его на две полости золотниковым клапаном, верхняя полость заполнена воздухом, нижняя - маслом и соединена со всасывающей линией масляного насоса, кинематически связанного с выходным валом редуктора. Реактивная сила, возникающая от усилия подачи на гибкий вал, компенсируется силой прижатия лапы, поэтому во время сверления корпус будет прижат к колонне, чем обеспечивается стабильная работа гибкого вала (см., например, пат. РФ N2235194, 27.08.2004, МКИ Е21В 43/11).

Данное устройство позволяет повысить надежность и сократить затраты на изготовление и эксплуатацию.

Однако гибкий вал по своей природе обладает пружинным эффектом в осевом и радиальном направлении, что приводит к появлению скачкообразных нагрузок, разрушающих гибкий вал и режущий инструмент при сверлении неоднородных сред. Повышенные нагрузки на гибкий вал также создаются в криволинейном отклонителе в месте максимального искривления гибкого вала при его переходе из осевого положения в радиальное. Увеличение радиуса искривления гибкого вала в прототипе ограничено габаритами прибора. Перечисленные отрицательные эффекты приводят к быстрому разрушению гибкого вала и режущего инструмента и более того, невозможности сверления перфорационных каналов глубокого проникновения.

Задачей изобретения является уменьшение вероятности разрушения гибкого вала и режущего инструмента, увеличение срока их службы, повышение эффективности способа и надежности работы устройства.

Технический результат заключается в стабилизации процесса сверления неоднородных сред за счет снижения крутильных колебаний гибкого вала с режущим инструментом и пиковых (скачкообразных), знакопеременных циклических нагрузок, приводящих к разрушению режущего инструмента и гибкого вала.

Технический результат достигается тем, что по способу глубокой сверлящей перфорации скважины в заданный интервал скважины спускают устройство для перфорации, которое выполняют в виде корпуса с продольным фигурным пазом и радиальным каналом с проточкой, выдвижного гибкого отклонителя, с помещенным в нем гибким валом с режущим инструментом в нижней части, узла торможения нижней части гибкого вала и узла прижатия и фиксации устройства к стенке скважины, после чего прижимают и фиксируют устройство к стенке скважины, передают вращение гибкому валу и при ограниченном осевом перемещении притормаживают движение гибкого вала в нижней части в зоне режущего инструмента, увеличивают продольную жесткость гибкого вала за счет его скручивания до рабочей жесткости, тем самым устраняют крутильные колебания гибкого вала и при увеличении осевого усилия на гибкий вал увеличивают радиус его искривления, затем при рабочих режимах осевой подачи и стабильного вращения приторможенного вала осуществляют перфорацию неоднородной среды скважины.

Необходимый технический результат достигается также и тем, что устройство для глубокой сверлящей перфорации скважины включает корпус с продольным фигурным пазом и радиальным каналом с проточкой, образующими ограничительные поверхности корпуса, выдвижной гибкий отклонитель, размещенный в продольном фигурном пазе с возможностью его выдвижения за пределы продольного паза до стенки скважины и увеличения радиуса искривления гибкого вала, гибкий вал с режущим инструментом в нижней части, помещенные в гибком отклонителе и радиальном канале, ступенчатый кондуктор, закрепленный в корпусе устройства на выходе радиального канала, узел прижатия и фиксации устройства к стенке скважины, узел торможения гибкого вала с тормозными колодками, одна из которых является подвижной, размещенными в проточке радиального канала в непосредственной близости от ступенчатого кондуктора, и приводом прижатия этих колодок к наружной поверхности гибкого вала.

Кроме того:

узел прижатия и фиксации расположен ниже гибкого вала в непосредственной близости от него;

узел прижатия и фиксации устройства к стенке скважины содержит гидроцилиндр с плунжером для привода этого узла в действие;

плунжер гидроцилиндра расположен в радиальном направлении относительно устройства и в противоположной стороне от режущего инструмента;

узел торможения гибкого вала выполнен с тормозными колодками в виде разрезной фрикционной втулки, охватывающей гибкий вал, и гидроцилиндра с плунжером для ее привода в действие;

тормозные колодки выполнены из материала, твердость которого меньше материала наружной оболочки гибкого вала;

тормозные колодки выполнены из бронзы или меди, или латуни, или чугуна, или композиционного материала;

узел торможения гибкого вала содержит пружинный механизм привода тормозных колодок в действие;

оно содержит упоры, размещенные на корпусе со стороны режущего инструмента;

продольный фигурный паз имеет прямолинейную и криволинейные формирующие кривизну гибкого вала поверхности;

один из торцов выдвижного гибкого отклонителя выполнен подвижным относительно оси продольного фигурного паза, а другой его торец зафиксирован;

кривизну гибкого вала формируют выдвижными роликами.

На фиг.1 изображено устройство глубокой сверлящей перфорации в исходном положении. На фиг.2 изображено устройство в рабочем положении.

Устройство для глубокой сверлящей перфорации скважин расположено в скважине (фиг.1, 2), например, в обсадной колонне 1 и включает корпус 2, имеющий с одной стороны продольный фигурный паз 3 с формирующими поверхностями 4 в виде прямолинейной и криволинейной форм. Продольный паз 3 переходит в радиальный канал 5. В продольном пазу 3 размещен выдвижной гибкий отклонитель 6 с возможностью выдвижения его из продольного паза 3 до упора в стенку обсадной колоны 1. При этом один из торцов выдвижного гибкого отклонителя 6 выполнен подвижным относительно оси фигурного паза 3, а другой его торец зафиксирован. В гибком отклонителе 6 и радиальном канале 5 размещен гибкий вал 7 с режущим инструментом 8 в нижней части гибкого вала (на его торце). В расточке радиального канала 5 размещен ступенчатый кондуктор 9. В этом кондукторе размещен режущий инструмент 8. Между ступенчатым кондуктором 9 и продольным фигурным пазом 3 размещен узел торможения гибкого вала, состоящий из тормозных колодок 10, и узла их привода в действие, обеспечивающего взаимодействие колодок с наружной поверхностью гибкого вала 7. Одна из колодок для обеспечения нормативной передачи нагрузки на гибкий вал выполнена подвижной. Привод колодок в рабочее положение включает, например, гидроцилиндр 11 и плунжер 12 для обеспечения гидравлического усилия обжатия тормозных колодок 10. Узел прижатия и фиксации устройства к стенке скважины содержит, например, гидроцилиндр 13 и плунжер со штоком 14. Плунжер со штоком 14 расположен в радиальном направлении относительно устройства с противоположной стороны от режущего инструмента.

Узел прижатия и фиксации может быть расположен ниже гибкого вала в непосредственной близости от него. Тормозные колодки 10 расположены в расточке радиального канала 5 и охватыватывают гибкий вал 7. Они могут быть выполнены в виде, например, разрезной фрикционной втулки, а также из материала, твердость которого меньше материала наружной оболочки гибкого вала, например из бронзы или меди, или латуни, или чугуна, или композиционного материала. Гидроцилиндр 11 узла соединен с магистральным каналом 15. В качестве тормозных колодок 10 могут быть использованы, например, фрикционные втулки или пружины. Узел обжатия тормозных колодок 10 для их взаимодействия с наружной поверхностью гибкого вала может быть, например, гидравлическим или пружинным.

Для устойчивости устройства и создания зазора для выхода шлама служат упоры 16, находящиеся на одной стороне с режущим инструментом 8.

Способ и устройство работают следующим образом.

Устройство (фиг.1) спускают на геофизическом кабеле или на НКГ в заданный интервал пласта, включают привод, создают вращение гибкого вала 6 и подачу рабочей жидкости насосом через магистральный канал 15 в гидроцилиндр 13 под плунжер 14 со штоком узла прижатия и фиксации устройства к стенке колонны 1. При выдвижении плунжера 14 со штоком передвигают к стенке обсадной колонны 1 до прижатия упоров 16 к стенке скважины, при этом упоры 16 позволяют создать технологические зазоры для выхода стружки и шлама от сверления. После прижатия устройства в гидросистеме возрастает давление, выдвигается плунжер 12 гидроцилиндра 11, который прижимает тормозные колодки 10 к вращающемуся гибкому валу 7 с необходимым усилием, на которое настроен гидроцилиндр 11, обеспечивающим притормаживание гибкого вала 7. Притормаживание гибкого вала 7 обеспечивают в зоне, максимально приближенной к выходу режущего инструмента 8. Притормаживание гибкого вала осуществляют при его ограниченном осевом перемещении. В результате увеличивают продольную жесткость гибкого вала. Типовой гибкий вал, применяемый при перфорации, состоит из полого гибкого сердечника и защитной наружной оплетки из витков проволоки. Механизм увеличения продольной жесткости такого гибкого вала заключается в принудительном уплотнении витков проволоки до полного силового их смыкания между собой в зоне режущего инструмента за счет возможности передачи на них усилия, возникающего при притормаживании гибкого вала. Гибкий вал в отдельных случаях может быть выполнен и из полимерных материалов. В таких случаях продольную жесткость гибкого вала увеличивают за счет его скручивания до рабочей жесткости. Методику увеличения продольной жесткости гибкого вала отрабатывают предварительно на стенде. Увеличением продольной жесткости устраняют крутильные колебания гибкого вала, за счет чего стабилизируют его вращение и исключают разрушающие нагрузки на этот вал и режущий инструмент. Механизмом подачи гибкого вала 7 (на чертеже не показан) увеличивают осевое усилие подачи на приторможенный вращающийся гибкий вал с режущим инструментом. За счет упругости гибкого вала 7 гибкий отклонитель 6 выдвигает габариты прибора до упора в стенку скважины, например, обсадной колонны и в места соприкосновения выдвижного гибкого отклонителя 6 с формирующими кривизну поверхностями 4 продольного фигурного паза 3, принимая максимально возможный радиус искривления при переходе гибкого вала 7 из осевого положения в радиальное. Этот радиус искривления больше радиуса искривления гибкого вала 7, ограниченного радиальными габаритами устройства. В таком положении уменьшают знакопеременные циклические нагрузки, разрушающие гибкий вал 7. В качестве формирующих кривизну поверхностей 4 могут быть использованы, например, криволинейные пазы в корпусе устройства или выдвижные ролики. После окончания сверления перфорационного канала осуществляют извлечение гибкого вала 7 с режущим инструментом 8 из радиального канала 5 до затягивания режущего инструмента 7 в ступенчатый кондуктор 9 до упора. Под воздействием упругих сил гибкого вала 7 при дальнейшем его затягивании происходит возврат выдвижного гибкого отклонителя 6 с гибким валом 7 в исходное положение, т.е. в габариты устройства. Одновременно с этим сбрасывают давление в магистральном канале 15. Происходит раздвижение тормозных колодок 10, а также возвращение узла прижатия и фиксации устройства к стенке колонны в исходное положение. Затем передвигают устройство в следующий интервал глубокой перфорации и процесс повторяют.

1. Способ глубокой сверлящей перфорации скважины, заключающийся в том, что в заданный интервал скважины спускают устройство для перфорации, которое выполняют в виде корпуса с продольным фигурным пазом и радиальным каналом с проточкой, выдвижного гибкого отклонителя с помещенным в нем гибким валом с режущим инструментом в нижней части, узла торможения нижней части гибкого вала и узла прижатия и фиксации устройства к стенке скважины, после чего прижимают и фиксируют устройство к стенке скважины, передают вращение гибкому валу и при ограниченном осевом перемещении притормаживают движение гибкого вала в нижней части в зоне режущего инструмента, увеличивают продольную жесткость гибкого вала, чем устраняют его крутильные колебания и при увеличении осевого усилия на гибкий вал увеличивают радиус его искривления, затем при рабочих режимах осевой подачи и стабильного вращения приторможенного вала осуществляют перфорацию неоднородной среды скважины.

2. Устройство для глубокой сверлящей перфорации скважины, включающее корпус с продольным фигурным пазом и радиальным каналом с проточкой, образующими ограничительные поверхности корпуса, выдвижной гибкий отклонитель, размещенный в продольном фигурном пазе с возможностью его выдвижения за пределы продольного паза до стенки скважины и увеличения радиуса искривления, гибкий вал с режущим инструментом в нижней части, помещенные в гибком отклонителе и радиальном канале, ступенчатый кондуктор, закрепленный в корпусе устройства на выходе радиального канала и содержащий режущий инструмент, узел прижатия и фиксации устройства к стенке скважины, узел торможения гибкого вала с тормозными колодками, одна из которых является подвижной, размещенными в проточке радиального канала в непосредственной близости от ступенчатого кондуктора, и приводом прижатия этих колодок к наружной поверхности гибкого вала.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что узел прижатия и фиксации расположен ниже гибкого вала в непосредственной близости от него.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что узел прижатия и фиксации устройства к стенке скважины содержит гидроцилиндр с плунжером для привода этого узла в действие.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что плунжер гидроцилиндра расположен в радиальном направлении относительно устройства и в противоположной стороне от режущего инструмента.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что узел торможения гибкого вала выполнен с тормозными колодками в виде разрезной фрикционной втулки, охватывающей гибкий вал, и гидроцилиндра с плунжером для ее привода в действие.

7. Устройство по п.2 или 6, отличающееся тем, что тормозные колодки выполнены из материала, твердость которого меньше материала наружной оболочки гибкого вала.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что тормозные колодки выполнены из бронзы, или меди, или латуни, или чугуна, или композиционного материала.

9. Устройство по п.2, отличающееся тем, что узел торможения гибкого вала содержит пружинный механизм привода тормозных колодок в действие.

10. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно содержит упоры, размещенные на корпусе со стороны режущего инструмента.

11. Устройство по. 2, отличающееся тем, что продольный фигурный паз имеет прямолинейную и криволинейные формирующие поверхности.

12. Устройство по п.2, отличающееся тем, что один из торцов гибкого отклонителя выполнен подвижным относительно оси продольного фигурного паза, а другой его торец зафиксирован.

13. Устройство по п.2, отличающееся тем, что кривизну гибкого вала формируют выдвижными роликами.



 

Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/229/2298644.html
Еще интересное порево: