устройство для имплозионной обработки пласта

Формула изобретения

Устройство для имплозионной обработки пласта содержит полый корпус с входящей в него депрессионной камерой, и пакер, отличающееся тем, что на корпусе телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом крышка, соединенная с канатом, с дополнительной депрессионной камерой и с полым штоком переменного сечения, который имеет ограничитель и соединяет депрессионную камеру корпуса с дополнительной депрессионной камерой, при чем полый шток переменного сечения установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием корпуса, а ограничитель штока переменного сечения установлен с возможностью взаимодействия с корпусом, при этом на цилиндрической поверхности корпуса размещен пакер, ниже которого размещены приемные отверстия, при этом осевое перемещение пакера относительно корпуса с одной стороны ограничено упором корпуса, а с другой - крышкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области вторичного воздействия вакуумом на продуктивный пласт.

Известно "Устройство для очистки скважины методом имплозии" (см. RU 2086753, МКИ Е 21 В 37/00, БИ 22 от 10.08.97), включающее имплозионную камеру, снабженную геофизическим наголовником для прикрепления к каротажному кабелю, грузоштангой, подвешенной в верхней части камеры на разрушаемом элементе, ступенчатым штоком, расположенным в нижней части камеры и центрируемым скобой, стаканом, кулачками, расположенными в стакане, переводником и центрирующей втулкой, при этом ступенчатый шток соединен с центрирующей втулкой с возможностью перекрытия кулачков в транспортном положении и взаимодействия с грузоштангой для освобождения стакана от зацепления с переводником, причем ступенчатый шток может соединяться с центрирующей втулкой при помощи срезных штифтов.

Недостатком устройства является необходимость использования наземных пультов для генерации электрического тока. Для передачи электрического тока к разрушаемому элементу необходимо использовать каротажный кабель, который по своим прочностным характеристикам значительно уступает канату, при этом отсутствие пакера уменьшает эффективность имплозионного воздействия и приводит к гидравлическому удару, воздействующему как на кабель (порядка 3-6 тонн), что может привести к его разрушению, так и на эксплуатационную колонну, что может привести к разрушению цементного кольца, ослабляя крепь скважины, и возникновению несанкционированных перетоков жидкости в затрубном пространстве скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является "Устройство депрессионной очистки скважины" (см. RU 2099506, МКИ Е 21 В 37/00, БИ 35 от 20.12.97), включающее депрессионную камеру с клапаном-заглушкой, шламоприемную камеру с установленным в ней на выдвижных фиксаторах разделительным поршнем, ударный шток, установленный в разделительном поршне и зафиксированный в нем срезным штифтом, и средство перекрытия шламоприемной камеры, отличающееся тем, что оно снабжено пакером и контейнером, при этом пакер установлен между шламоприемной камерой и контейнером с возможностью воздействия с корпусом шламоприемной камеры, средство перекрытия шламоприемной камеры выполнено в виде клапана-затвора, размещенного в контейнере, полый корпус пакера скреплен с корпусом шламоприемной камеры срезным штифтом, контейнер присоединен к пакеру и имеет участок с приемными отверстиями и ребрами жесткости, а депрессионная и шламоприемная камеры, проходной клапан полого корпуса пакера и контейнер образуют общий накопитель для продуктов очистки скважины, также участок контейнера с приемными отверстиями и ребрами жесткости может быть выполнен из профильного патрубка, при этом приемные отверстия размещены во впадинах между продольными ребрами жесткости.

Недостатками данного устройства являются:

сложное конструктивное исполнение и вытекающая из-за этого трудоемкость при обслуживании и подготовке к работе; высокая металлоемкость;

спускоподъемные операции осуществляются на насосно-компрессорных трубах (НКТ), что является дорогостоящим мероприятием и требует больших затрат времени, практически один спуск - подъем за смену;

- невозможно установить пакер в непосредственной близости от обрабатываемого пласта, если он находится на небольшом расстоянии от забоя, что значительно снижает эффективность имплозионного воздействия на пласт.

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы создать такое устройство для имплозионного воздействия на пласт, которое бы при сравнительно простом конструктивном исполнении и минимальных материальных затратах на изготовление, применение и обслуживание обеспечивало надежную и эффективную работу в любом интервале скважины до забоя.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности воздействия на пласт за счет возможности установления пакера непосредственно над пластом и большего количества воздействий на пласт за одну смену, а также сокращение материальных затрат за счет уменьшения металлоемкости, упрощения изготовления, сокращения времени на спускоподъемные операции и простоты в подготовке и обслуживании.

Поставленная цель достигается описываемым устройством для имплозионной обработки пласта, содержащим полый корпус с входящей в него депрессионной камерой и пакер.

Новым является то, что на корпусе телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом крышка, соединенная с канатом, с дополнительной депрессионной камерой и с полым штоком переменного сечения, который имеет ограничитель и соединяет депрессионную камеру корпуса с дополнительной депрессионной камерой. Полый шток переменного сечения установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием корпуса, а ограничитель полого штока переменного сечения с корпусом. На цилиндрической поверхности корпуса размещен пакер, ниже которого размещены приемные отверстия. Осевое перемещение пакера относительно корпуса с одной стороны ограничено упором корпуса, а с другой крышкой.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствие в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т. е. о соответствии заявляемого решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство в статике.

Устройство для имплозионного воздействия на пласт состоит из полого корпуса 1 с входящей в него депрессионной камерой 2 и пакера 3. На корпусе 1 телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом 4 крышка 5, соединенная с канатом 6, с дополнительной депрессионной камерой 7 и с полым штоком переменного сечения 8, который имеет ограничитель 9 и соединяет депрессионную камеру 2 корпуса 1 с дополнительной депрессионной камерой 7. Полый шток переменного сечения 8 установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием 10 корпуса 1, а ограничитель 9 полого штока переменного сечения 8 установлен с возможностью взаимодействия с корпусом 1. На цилиндрической поверхности корпуса 1 размещен пакер 3, ниже которого размещены приемные отверстия 11. Осевое перемещение пакера 3 относительно корпуса 1 с одной стороны ограничено упором 12 корпуса 1, а с другой крышкой 5. Несанкционированные перетоки жидкости исключаются при помощи уплотнений 13, 14. Для увеличения внутреннего объема депрессионной камеры 2 и дополнительной депрессионной камеры 7, а также для возможности регулирования высоты установки пакера 3 относительно забоя скважины 15 корпус 1 и крышка 5 могут быть изготовлены сборным.

Устройство работает следующим образом.

Устройство в собранном виде опускают на канате 6 в требуемый интервал скважины 15, после чего устье скважины герметизируют и создают в скважине избыточное давление, достаточное для разрушения срезных винтов 4. В результате перепада давлений во внутритрубном пространстве скважины 15 и депрессионной камерой 2 и дополнительной депрессионной камеры 7 крышка 5 и корпус 1 начнут сходиться, сжимая пакер 3, до полного перекрытия пакером 3 внутреннего пространства скважины 15. Затем шток переменного сечения 8 пройдет большим сечением через уплотнение 14 переточного отверстия 10, и депрессионная камера 2 с дополнительной депрессионной камерой 7 заполняются жидкостью из внутритрубного пространства скважины 15 через приемные отверстия 11, тем самым создавая имплозионное воздействие на пласт 16. По мере заполнения депрессионной камеры 2 и дополнительной депрессионной камеры 7 жидкостью давление в них и во внутритрубном пространстве скважины 15 выравнивается, усилие сжатия пакера 3 уменьшается, и пакер 3 за счет собственной упругости возвращается в исходное состояние, освобождаясь от стенок скважины 15, возвращая все устройство в транспортное состояние. После всего этого устройство извлекают за счет взаимодействия ограничителя 9 с корпусом 1. После удаления жидкости из депрессионной камеры 2 и дополнительной депрессионной камеры 7, установки срезного винта 4 устройство готово к последующей эксплуатации.

Конструкция предлагаемого устройства имеет низкую металлоемкость и простоту изготовления, позволяет значительно экономить время при обслуживании и подготовке к работе, за одну смену возможно произвести несколько спускоподъемов и установить пакер непосредственно над пластом, что значительно повышает эффективность воздействия на пласт, все это в совокупности снижает материальные затраты.