устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта механической обработкой

Формула изобретения

1. Устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта механической обработкой, включающее трубчатый корпус с размещенными 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 оно содержит размещенную в корпусе Г-образно изогнутую шину, состоящую из пластин, соединенных между собой с одной стороны штифтами, снабженными втулками на концах, а с другой защелками, выполненными с возможностью фиксации пластин между собой и их освобождения, причем с одной стороны к шине прикреплена каретка с приводными звездочками, а с другой опорные звездочки, на которых смонтировано буровое приспособление, выполненное в виде цепи со строгающими и соединительными звеньями, связанными между собой осями, на концах которых установлены ролики, находящиеся в зацеплении с приводными и опорными звездочками, и направляющие, размещенные в зоне изгиба шины, взаимодействующие с втулками шины и роликами бурового приспособления и защелками.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочие поверхности направляющих выполнены в виде пазов, имеющих прямолинейные и радиусные участки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводные звездочки кинематически связаны с узлом бурения.

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 и далее.

Известен сверлящий скважины перфоратор [1], содержащий цилиндрический корпус, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, масляный насос, выдвижной бур, механизм выдвижения бура для сверления и механизм фиксации корпуса перфоратора к стенке скважины.

Его недостатком является то, что оно в силу своих конструктивных особенностей не может создавать сверлением каналы необходимой глубины, на глубину проникновения в пласт загрязняющих его жидкостей.

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, трудность извлечения бурового приспособления 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.

Технический результат достигается тем, что в устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта механической обработкой, содержащее трубчатый корпус с размещенными в нем узлом бурения для вращения и подачи бурового приспособления, механизмы фиксации корпуса к стенке ствола скважины, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, введены размещенная в корпусе Г-образно изогнутая шина, состоящая из пластин, соединенных между собой с одной стороны штифтами, снабженными втулками на концах, а с другой - защелками, выполненными с возможностью фиксации пластин между собой и их освобождения, причем с одной стороны к шине прикреплена каретка с приводными звездочками, а с другой - опорные звездочки, на которых смонтировано буровое приспособление, выполненное в виде цепи со строгающими и соединительными звеньями, связанными между собой осями, на концах которых установлены ролики, находящиеся в зацеплении с приводными и опорными звездочками, и направляющие, размещенные в зоне изгиба шины, взаимодействующие с втулками шины и роликами бурового приспособления и защелками.

Новым является то, что устройство содержит размещенную в корпусе Г-образно изогнутую шину, состоящую из пластин, соединенных между собой с одной стороны штифтами, снабженными втулками на концах, а с другой - защелками, выполненными с возможностью фиксации пластин между собой и их освобождения, причем с одной стороны к шине прикреплена каретка с приводными звездочками, а с другой - опорные звездочки, на которых смонтировано буровое приспособление, выполненное в виде цепи со строгающими и соединительными звеньями, связанными между собой осями, на концах которых установлены ролики, находящиеся в зацеплении с приводными и опорными звездочками, и направляющие, размещенные в зоне изгиба шины, взаимодействующие с втулками шины и роликами бурового приспособления, и защелками. Приводные звездочки служат для вращения бурового приспособления и кинематически связаны с узлом бурения. Шина передает ему движение подачи.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено устройство, опущенное на каротажном кабеле в зону продуктивного пласта (схематическое изображение), на фиг.2 - буровое приспособление с шиной, на фиг.3 - фрагмент цепи бурового приспособления.

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 на чертежах), 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 смонтировано на Г-образной шине 11 (см. фиг.2), состоящей из пластин 12. С одной стороны пластины 12 соединены штифтами 13, снабженными втулками 14 на концах, с другой - защелками 15, смонтированными с возможностью фиксации пластин 12 между собой, с использованием паза в пластине 12, и их освобождения. К началу шины 11 прикреплена каретка 16 с приводными звездочками 17, смонтированными на валу 18 и кинематически связанными с узлом бурения 3 червяком 19, длина которого не менее хода каретки, и червячным колесом 20. На противоположном конце шины 11 имеются опорные звездочки 21. На звездочках 17, 21 установлено буровое приспособление 4, выполненное в виде цепи, которая состоит из строгающих звеньев 22 и соединительных звеньев 23, связанных между собой осями 24, причем ролики 25 установлены на концах осей 24.

Для изгиба шины 11 с обеих ее сторон находятся направляющие 26 с четырьмя пазами в каждом. Рабочие поверхности пазов имеют параллельные между собой прямолинейные участки в двух взаимно перпендикулярных направлениях, соединенных радиусными участками.

Рабочие поверхности крайних пазов 27 взаимодействуют с роликами 25 бурового приспособления, рабочие поверхности пазов 28 взаимодействуют с втулками 14 шины 11, рабочая поверхность паза 29 предназначена для управления положением защелок 15. Для перемещения каретки 16 служит ходовой винт 30 и направляющие колонки 31.

Устройство работает следующим образом. Его опускают в скважину на каротажном кабеле 1 в интервал продуктивного пласта 32 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 связанным с ним приводным звездочкам 17 и цепи бурового приспособления 4, а также осуществляется подача шины 11. Благодаря выполнению червяка 19 длиной не менее хода каретки 16 обеспечивается кинематическая связь с червячным колесом 20.

Одновременно приводится 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 (узел промывки и насос не показаны).

Строгающие звенья 22 бурового приспособления 4 врезаются сначала в стенку ствола скважины 7 и далее в породу пласта 32, образуя канал 33 прямоугольного сечения. Движение подачи передается через шину 11 от каретки.

Рабочие поверхности пазов 27-28 изменяют направление движения шины 11 и цепи бурового приспособления 4 с вертикального на горизонтальное.

Если на прямолинейных участках цепь бурового приспособления 4 прилегает к шине 11, то на радиусном участке нижнего паза 29 цепь отодвигается на некоторое расстояние от шины 11, образуя зазор, необходимый для движения защелки 15. Рабочая поверхность паза 29, взаимодействуя с защелкой 15, переводит ее в положение, освобождающее пластины 12 шины 11, и шина 11 преодолевает радиусный участок рабочих поверхностей пазов 28. На прямолинейном участке рабочих поверхностей пазов 27-28 защелка 15 возвращается пазом 29 в исходное положение и фиксирует пластины 12 между собой.

В дальнейшем защелка 15 удерживается в этом положении цепью бурового приспособления 4.

После углубления бурового приспособления 4 в пласт 32 на необходимую глубину включается реверс электропривода 9 и буровое приспособление 4 вместе с шиной 11 возвращается в первоначальное положение и готово для бурения следующего канала.

Таким образом, устройство позволяет вести процесс бурения непрерывно, извлекать буровое приспособление из обработанного канала и получать канал необходимой длины.

Источники информации

1. Патент РФ №2058477, Е21В 43/44, БИ №11, 1996 г.

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