close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 13654

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.10.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13654
(13) C1
(19)
E 21B 43/00
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИАЛЬНОГО ВСКРЫТИЯ ПЛАСТА
(21) Номер заявки: a 20080155
(22) 2008.02.12
(43) 2009.10.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Производственное
объединение "Белоруснефть" (BY)
(72) Авторы: Родионов Вячеслав Иванович; Демяненко Николай Александрович; Пысенков Виктор Геннадьевич; Груздилович Леонид Михайлович; Куканков Геннадий Петрович; Сушко Владимир Александрович (BY)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Производственное объединение "Белоруснефть"
(BY)
(56) RU 2070958 C1, 1996.
SU 1525276 A1, 1989.
RU 2058477 C1, 1996.
US 6920945 B1, 2005.
US 2007/0151766 A1.
BY 13654 C1 2010.10.30
(57)
Устройство для радиального вскрытия пласта, включающее устанавливаемый в обсадной колонне на насосно-компрессорных трубах посредством якорного узла корпус с каналом, в котором расположен режущий инструмент, привод вращения которого выполнен в
Фиг. 1
BY 13654 C1 2010.10.30
виде забойного двигателя, приводной вал которого связан с режущим инструментом посредством карданной передачи с карданными шарнирами и промежуточными звеньями,
узел подачи режущего инструмента, отличающееся тем, что узел подачи режущего инструмента размещен в одном из промежуточных звеньев карданной передачи и включает
установленный между карданными полумуфтами подпружиненный телескопический вал с
ходом выдвижения и усилием сжатия пружины, обеспечивающими вскрытие обсадной
колонны; в корпусе на входе в канал выполнено посадочное место с радиальными пазами
со скосами; забойный двигатель в верхней части снабжен поворотным шарниром, обеспечивающим соединение с колтюбинговой трубой, а в нижней части оснащен скошенными
радиальными выступами, выполненными с возможностью расположения в радиальных
пазах корпуса.
Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, в частности к
оборудованию для вскрытия продуктивных пластов путем вырезки перфорационных окон
в стенках обсадной колонны скважины и создания перфорационных каналов большой
протяженности в породе продуктивного пласта.
Известно устройство для бурения многозабойной скважины [SU 1609930 A1, МПК E
21B 7/08, 1990.11.30], включающее цилиндрический корпус, режущий инструмент, привод
вращения режущего инструмента, выполненный в виде забойного двигателя, приводной
вал которого связан с режущим инструментом посредством гибкого вала, узел подачи режущего инструмента, узел фиксации корпуса.
Недостатком известного устройства является низкая надежность работы в связи с
трудностью создания оптимальной нагрузки на режущий инструмент, т.к. давление промывочной жидкости в надпоршневой полости, необходимое для создания распорного усилия фиксации корпуса устройства в скважине, может не соответствовать необходимому
давлению для создания оптимальной нагрузки на режущий инструмент. Износ инструмента в скважине невозможно проконтролировать, что снижает надежность вскрытия бокового канала в пласте. Сложно передать гибким валом достаточный крутящий момент и
осевую нагрузку на инструмент. Дополнительно не надежен возврат гибкого вала и инструмента из бокового канала в исходное положение.
Известен способ и устройство для проходки горизонтальной скважины [SU 5413184 A,
МПК E 21B 7/08, 1993.10.01], включающее закрепленный на НКТ корпус с отклоняющим
каналом, режущий инструмент, привод вращения режущего инструмента, выполненный в
виде забойного гидродвигателя, приводной вал которого связан с режущим инструментом
посредством гибкого вала.
Недостатком данного устройства является сложность и неточность управления с устья
скважины подачей режущего инструмента, что снижает надежность процесса вырезки
перфорационного окна в обсадной колонне. Также сложно передать гибким валом достаточный крутящий момент и осевую нагрузку на режущий инструмент.
Известно также устройство для перфорации обсаженной скважины [RU 2230183 C1,
МПК E 21B 43/114, 2004.06.10], включающее закрепленный на НКТ корпус с каналом,
режущий инструмент, привод вращения режущего инструмента, выполненный в виде гидродвигателя, приводной вал которого связан с режущим инструментом посредством гибкого вала, установленного в канале корпуса, якорный узел, узел подачи режущего
инструмента.
Недостатком данного устройства является сложность и неточность управления с устья
скважины подачей режущего инструмента.
Ненадежным является в условиях скважины из-за наличия загрязнений пружинный
возврат режущего инструмента в исходное положение, что может приводить к аварийным
ситуациям.
2
BY 13654 C1 2010.10.30
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является
устройство для вскрытия пласта [RU 2070958 C1, МПК E 21B 43/11, 1996.12.27], включающее устанавливаемый в обсадной колонне на насосно-компрессорных трубах посредством якорного узла корпус с каналом, в котором расположен режущий инструмент,
привод вращения которого выполнен в виде забойного двигателя, приводной вал которого
связан с режущим инструментом посредством карданной передачи с карданными шарнирами и промежуточными звеньями, узел подачи режущего инструмента.
Недостатком данного устройства является низкая надежность работы из-за кинематической сложности механизма узла подачи режущего инструмента и его возврата в исходное положение, а также трудности контроля давления на забое скважины и,
следовательно, трудности создания оптимального усилия подачи режущего инструмента,
как в процессе врезания в стенку прорезаемой колонны, так и на выходе из нее.
Технической задачей создания изобретения является повышение эффективности и
надежности работы устройства.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для радиального вскрытия пласта, включающем устанавливаемый в обсадной колонне на насоснокомпрессорных трубах посредством якорного узла корпус с каналом, в котором расположен режущий инструмент, привод вращения которого выполнен в виде забойного двигателя, приводной вал которого связан с режущим инструментом посредством карданной
передачи с карданными шарнирами и промежуточными звеньями, узел подачи режущего
инструмента, согласно изобретению, размещен в одном из промежуточных звеньев карданной передачи и включает установленный между карданными полумуфтами подпружиненный телескопический вал с ходом выдвижения и усилием сжатия пружины,
обеспечивающими вскрытие обсадной колонны; в корпусе на входе в канал выполнено
посадочное место с радиальными пазами со скосами; забойный двигатель в верхней части
снабжен поворотным шарниром, обеспечивающим соединение с колтюбинговой трубой, а
в нижней части оснащен скошенными радиальными выступами, выполненными с возможностью расположения в радиальных пазах корпуса.
Устройство для радиального вскрытия пласта представлено на следующих чертежах:
на фиг. 1 представлен вертикальный разрез устройства; на фиг. 2 - сечение A-A на фиг. 1.
Устройство включает закрепленный на НКТ 1 корпус 2 с каналом 3, установленный
посредством якорного узла 4 в обсадной колонне 5. Якорный узел 4 представляет собой
механический якорь известной конструкции. В канале 3 корпуса расположен режущий
инструмент 6 и жестко связанная с ним карданная передача 7, состоящая из карданных
шарниров 8 и промежуточных звеньев 9. В верхнем промежуточном звене размещен узел
подачи режущего инструмента, представляющий собой телескопический вал 10, две части
которого связаны между собой штифтом 11, входящим в пазы 12, обеспечивающие заданный ход взаимного осевого их перемещения.
На концах телескопического вала 10 закреплены карданные полумуфты 13 и 14. Между верхней полумуфтой 13 и нижней частью телескопического вала 10 враспор установлена предварительно сжатая заданным усилием пружина 15. Штифт 11 в пазах 12
занимает крайнее верхнее положение. Забойный двигатель 16 привода вращения режущего инструмента 6 установлен в посадочном месте 17 корпуса 2, а его скошенные радиальные выступы 18 расположены в радиальных пазах 19 корпуса 2, при этом приводной вал
20 забойного двигателя 16 жестко связан с карданной передачей 7. В верхней части забойного двигателя 16 ввернут поворотный шарнир 21, имеющий герметичный осевой канал
22. В свою очередь поворотный шарнир 21 связан с колтюбинговой трубой 23 (не показан), проходящей внутри НКТ 1.
Устройство работает следующим образом.
После спуска в скважину на НКТ 1 корпуса 2 в интервал перфорации пласта, производят посадку якорного узла 4 в обсадной колонне 5 известным способом. После этого в
3
BY 13654 C1 2010.10.30
НКТ 1 на колтюбинговой трубе 23 спускают компоновку в составе поворотного шарнира
21, забойного двигателя 16 с присоединенными к нему карданной передачей 7 и режущим
инструментом 6. При спуске вышеуказанной компоновки подают жидкость под необходимым давлением в колтюбинговую трубу 23, приводя во вращение забойный двигатель
16 и через карданную передачу 7 режущий инструмент 6. В конце спуска компоновки режущий инструмент 6 и карданная передача 7 входят в канал 3 корпуса 2. При этом режущий инструмент 6, выйдя из канала 3, упирается в стенку обсадной колонны 5.
Приспуская колтюбинговую трубу 23, производят посадку забойного двигателя 16 в посадочное место 17, причем скошенные радиальные выступы 18 скользят по скосам радиальных пазов 19 и, поворачиваясь, устанавливаются в последних. Поворот забойного
двигателя 16 при установке радиальных выступов 18 в радиальных пазах 19 обеспечивает
поворотный шарнир 21.
При посадке забойного двигателя 16 в посадочное место 17 корпуса 2 телескопический вал 10 сдвигается в крайнее положение, сжимая пружину 15 до максимальной заданной величины усилия, необходимого для обеспечения надежного врезания режущего
инструмента 6 в стенку обсадной колонны 5. Происходит прорезание обсадной колонны 5
и частично цементного камня. Подача режущего инструмента 6 осуществляется посредством пружины 15, которая, разжимаясь, обеспечивает снижение нагрузки на режущий
инструмент 6 на выходе из прорезанного отверстия в обсадной колонне 5, исключая рывки и заклинивания. Снижение пиковых нагрузок на режущий инструмент 6, карданную
передачу 7 с узлом подачи и привод вращения в процессе вырезки окна в обсадной колонне 5 повышают надежность их работы.
Крутящий момент от сил резания, передаваемый на забойный двигатель 16, воспринимается его радиальными выступами 18, расположенными в радиальных пазах 19. Таким
образом, узлы и детали, находящиеся выше забойного двигателя, разгружены от крутящего момента, что повышает надежность их соединений. Подача режущего инструмента 6
пружиной 15, раздвигающей телескопический вал 10, осуществляется до тех пор, пока
штифт 11 не дойдет до конца пазов 12. После этого процесс резания завершается, крутящий момент от сил резания исчезает и соответственно забойный двигатель 16 переходит в
режим холостого хода, перепад давления на нем уменьшается, и это служит сигналом к
прекращению подачи жидкости и подъему колтюбинговой трубы 23 из скважины вместе с
присоединенной к ней компоновкой для вскрытия окна в обсадной колонне 5. Для повышения надежности последующей работы производят ревизию элементов, поднятой из
скважины компоновки для вскрытия окна в обсадной колонне 5. При необходимости,
например, производят замену изнашивающегося режущего инструмента 6.
Затем к колтюбинговой трубе 23 (не показан) присоединяют компоновку, состоящую
из гибкого рукава высокого давления и гидромониторной насадки на конце (не показаны)
и спускают через колонну НКТ 1 в скважину. В колтюбинговую трубу 23 подают рабочую
жидкость под высоким давлением (40-70 МПа) с одновременным опусканием и входом
гидромониторной насадки через канал 3 корпуса 2 во вскрытое окно в обсадной колонне
5. Дальше производится гидромониторный размыв протяженного радиального канала в
продуктивном пласте до посадки колтюбинговой трубы 23 в посадочное место 7 корпуса
2. Это служит сигналом к подъему трубы 23 (не прекращая подачи рабочей жидкости) и
извлечению рукава высокого давления с насадкой из полученного радиального канала в
пласте с дальнейшим подъемом компоновки из скважины.
После этого производят срыв якорного узла 4 и установку корпуса 2 в новое положение в интервале перфорации пласта с повторением всех технологических операций, описанных выше.
Таким образом, размещение узла подачи режущего инструмента, состоящего из подпружиненного телескопического вала, в одном из промежуточных звеньев карданной передачи, а также конструктивное решение посадочного места корпуса устройства и
4
BY 13654 C1 2010.10.30
забойного двигателя снижают пиковые нагрузки на режущий инструмент, карданную передачу с узлом подачи и привод вращения в процессе вырезки окна в обсадной колонне, и,
как следствие, повышают надежность и эффективность работы устройства для вскрытия
пласта.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
128 Кб
Теги
13654, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа