Устройство для перфорации скважины

СОЮЗ СОйЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК цю Е 21 В 43/1 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ 1 О(71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(56) Авторское свидетельство СССР М 1139830, кл. Е 21 В 43/11, 1985,Авторское свидетельство СССР М 605938, кл, Е 21 В 43/114, 1975.Авторское свидетельство СССР М 947398, кл. Е 21 В 43/114, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ Ж, 1668640(57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для перфорации нефтяных и газовых скважин. Целью изобретения является повышение качества вскрытия путем увеличения глубины и площади поперечного сечения вскрываемого в пласте канала, а также обеспечение возможности регулирования режима резания, Устройство для перфорации скважины содержит корпус 1, дисковую фрезу 2, установленную в корпусе с возможностью вращения и перемещения в сторону обсадной колонны, Устройство содержит механизмы подачи и приво 1 з 3 фрезы 2,гибкий полый вал 4, установленный с возможностью вращения и взаимодействия с механизмом привода 3 и фрезой 2, С гибким полым валом связана зубчатая шестерня 5.1668640 5 10 20 25 30 35 40ь 50 С корпусом 1 и механизмом подачи фреэы связаны спиральные возвратные пружины 6 и 7. Фреза 2 имеет зубчатый венец 8 и образует с зубчатой шестерней 5 пару с внутренним зацеплением. Механизм подачи фреэы выполнен в виде струйного истекателя 9 с тангенциально размещенными соплами. На глубине перфорации в устройство подается рабочая жидкость и устройство прижимается к стенке скважины. Одновременно мехаИзобретение относится к горной промышленности и предназначено для перфорации нефтяных и газовых скважин,Целью изобретения является повышение качества вскрытия путем увеличения глубины и площади поперечного сечения вскрываемого в пласте канала, а также обеспечение возможности регулирования режима резания.На фиг. 1 изображено устройство, продольйый разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на Фиг. 4 - разрез В-В на фиг, 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг, 3;нафиг.6-устройство в процессе работы, разрез,Устройство для перфорации скважины содержит корпус 1 с элементом для связи с колонной насосно-компрессорных труб (не показан), режущий элемент, выполненный в виде дисковой фреэы 2, Фреза 2 установлена в корпусе 1 в плоскости, перпендикулярной его оси, с возможностью вращения и перемещения в сторону обсадной колонны, Устройство содержит средство для прижатия корпуса 1 к зоне перфорации и механизмы 3 подачи и привода фрезы 2, Устройство включает также гибкий полый вал 4, установленный с возможностью вращения и взаимодействия с механизмом 3 привода фрезы 2 и самой фреэой. По гибкому полому валу подается рабочая жидкость к механизму подачи фрезы. С гибким полым валом связана зубчатая шестерня 5, установленная в плоскости фрезы эксцентрично ее оси. С корпусом 1 одними концами связаны спиральные возвратные пружины 6 и 7, другие концы которых связаны с механизмом подачи фрезы. Фреза 2 имеет зубчатый венец 8 на внутренней поверхности и образует с зубчатой шестерней 5 пару с внутренним зацеплением.Механизм подачи фрезы выполнен в виде струйного истекателя 9, который установниэм привода 3 через гибкий вал 4, зубчатую шестерню 5 и зубчатый венец 8 приводит во вращение фреэу 2. За счет реактивной силы струй, истекающих иэ сопел, струйный истекатель 9 поворачивается и осуществляет подачу фрезы 2. После окончания процесса перфорации подачу жидкости прекращают и спиральные пружины 6 и 7 возвращают фрезу 2 в транспортное положение, 1 э.п. ф-лы, 6 ил. лен соосно с зубчатой шестерней 5. Струйный истекатель 9 жестко связан с фрезой 2 и имеет возможность поворачиваться вместе с ней вокруг оси зубчатой шестерни 5.Струйный истекатель оснащен соплами 10, размещенными тангенциально относительно оси вращения,Кроме того, в верхней части вала зубчатой шестерни 5 выполнена осевая цилиндрическая полость с радиальными отверстиями 11, через которые рабочая жидкость из гибкого вала 4 попадает в полость струйного истекателя. Фреза 2 посажена с возможностью вращения на втулки 12 и 13. Втулка 12 жестко связана со струйным истекателем 9, а втулка 13 - с втулкой 14, насаженной на вал зубчатой шестерни 5, Таким образом, втулки 12 и 13, на которые посажена фреза 2, имеют возможность поворачиваться вместе с ней вокруг эксцентричной оси, совпадающей с осью зубчатой шестерни 5, На внешней поверхности фреэы 2 размещены режущие элементы 15.Средство для прижатия корпуса к зоне перфорации содержит поршень 16 с возвратной пружиной 17.Устройство работает следующим обра эом.После окончания спуска на колоннетруб в скважину устройство устанавливается в требуемом месте по длине ствола.При этом поршень 16 пружиной 17 отжат во внутреннюю полость корпуса 1, т,е. находится в транспортном положении, После установки устройства в требуемом месте по длине ствола включается подача промывочной жидкости. За счет возникновения 5 перепада давления внутри насосно-компрессорной трубы и в эатрубном кольцевом пространстве поршень 16 выдвигается к стенке скважины и затем отжимает устройство в противоположном направлении, Одновременно механизм 3 привода черезгибкий вал 4, зубчатую шестерню 5 и зубчатый венец 8 приводит во вращение дисковую фрезу с режущими элементами 15,За счет рактивных сил струй жидкости,с большой скоростью истекающих из сопел 510, струйный истекатель 9 поворачиваетвокруг своей оси жестко сочлененные с нимвтулки 12 и 13. В результате, вокруг этой жеоси поворачивается, а затем и прижимаетсяк разрушаемой стенке, и дисковая фреэа. 10Усилие прижатия к стенке обсадной колонны или скважины пропорционально расходужидкости, т.е., в случае использованиягидравлического забойного двигателя,пропорционально вращающему моменту 15на режущей кромке фрезы, что позволяетизменением расхода жидкости регулировать эффективность и скорость фрезерования разрушаемой стенки (так каксинхронно изменяются и сила прижатия, и 20максимальный крутящий момент на фрезе)в зависимости от твердости и других физико-механических свойств последней.Сменой сопел 10 струйного истекателя9 дополнительно регулируется и взаимосвязь между моментом фрезерования и усилием прижатия фрезы к стенке обсаднойколонны или скважины. Часть жидкости через отверстия с большим гидравлическимсопротивлением попадает на зубья шестерни и колеса в зоне контакта, оМывая и увеличивая их долговечность,После окончания процесса перфорацииподача жидкости прекращается, поршень16 пружиной 17 возвращается в исходное 35транспортное положение, а дисковая фрезас зубчатым венцом 8 спиральными пружинами 6 и 7 возвращается в исходное положение, после чего устройство перемещаютв продольном направлении на требуемую 40величину шага вскрытия (шага перфорации) и поворачивают, при необходимости,на заданный угол. Затем процесс повторяют сначала. Во избежание заклинивания фрезы в канале колонну труб с устройством на нижнем конце после прекращения подачи жидкости проворачивают,Формула изобретения1, Устройство для перфорации скважины, содержащее .корпус с элементом для связи с колонной насосно-компрессорных труб, режущий элемент, выполненный в виде дисковой фрезы, установленной в корпусе в плоскости, перпендикулярной его оси, с воэможностью вращения и перемещения в сторону обсадной колонны, средство для прижатия корпуса к зоне перфорации и механизмы подачи и привода фрезы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества вскрытия путем увеличения глубины и площади поперечного сечения вскрываемого в пласте канала, оно снабжено гибким полым валом, установленным с возможностью вращения и взаимодействия с механизмом привода фрезы и фрезой, зубчатой шестерней, связанной с гибким валом и установленной в плоскости фрезы эксцентрично ее оси, спиральными возвратными пружинами, одни концы которых связаны с корпусом, а другие - с механизмом подачи фрезы, причем фреза имеет зубчатый венец на внутренней поверхности и образует с зубчатой шестерней пару с внутренним зацеплением.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью обеспечения регулирования режима резания, механизм подачи фрезы выполнен в виде установленного соосно с зубчатой шестерней с возможностью взаимодействия с фрезой и одновременного поворота относительно оси зубчатой шестерни струйного истекателя с соплами, ориентированными тангенциально его оси, 3668640.Хрип ед одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 2638 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5