RU2745088C1 - Устройство для глубокой перфорации скважины - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию для создания перфорационных каналов большой протяженности. Устройство содержит модуль привода, содержащий расположенные в объеме корпуса с рабочей жидкостью последовательно соединенные электродвигатель, многоступенчатый планетарный редуктор, выходная ступень которого соединена с кулачком, шестереночную пару, соединенную с промывочным насосом, передающим вращение вертлюгу, соединенному с полой штангой, которые обеспечивают вращение и выдвижение полого гибкого вала с режущим инструментом, и сочлененный с указанным кулачком гидронасос с гидросистемой, а также модуль фиксации устройства в скважине, содержащий криволинейный отклонитель, узел прижатия, подпружиненный клапан постоянного усилия прижатия и соединенный штангами с модулем привода узел возврата, а также приводимый в действие гидронасосом стягивающий узел, перемещающий модуль привода к закрепленному в стволе скважины модулю фиксации устройства, и соединенный с модулем привода и модулем фиксации устройства потенциометрический датчик сопротивления индикации перемещения гибкого вала с режущим инструментом, гидросистему, соединяющую гидронасос с предохранительным клапаном, а также с клапаном регулирования давления и с подклапанным пространством подпружиненного клапана постоянного усилия прижатия, надклапанное пространство которого соединено гидроканалом с надпоршневым пространством поршня узла прижатия. Поршень клапана постоянного усилия прижатия снабжен штоком, взаимодействующим с узлом возврата. В качестве электродвигателя применен асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором. Механизм потенциометрического датчика сопротивления соединен переводником с винтовой планкой, перемещаемой внутри полого патрубка, который своим концом соединен с модулем фиксации. На входе винтовой планки в полый патрубок установлена пробка с прорезью с возможностью перемещения по ней винтовой планки, которая имеет длину L, соответствующую глубине выхода полого гибкого вала с режущим инструментом в обсадную колонну, цемент и горную породу и выполнена с участком нарезки винтовой резьбы с длинным шагом L₁ и участком нарезки винтовой резьбы с коротким шагом L₂, длина которого соответствует толщине стенки обсадной колонны. Длина полого патрубка соответствует глубине L, равной L₁+L₂. Одна из ступеней многоступенчатого планетарного редуктора выполняет роль разгонного механизма электродвигателя и содержит корончатое колесо, выполненное с кулачком и помещенное на подшипниках, и солнечное колесо, кинематически соединенное с указанным электродвигателем. На корпусе редуктора имеется выступ, взаимодействующий с кулачком корончатого колеса при его вращении. Обеспечивается увеличение рабочего ресурса привода силовых механизмов устройства, повышение надежности, а также расширение функциональных возможностей. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

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

Известно устройство для перфорации скважины, включающее корпус, гидравлический контур прижатия перфоратора к стенке скважины, снабженный обратным клапаном и нормально открытым электромагнитным клапаном, гидроцилиндр прижатия, бур, криволинейную направляющую для бура, гидравлический контур подачи бура с гидроцилиндром подачи, механизмом возврата бура, обратным клапаном и нормально открытым электромагнитным клапаном, внутри корпуса размещены электродвигатель с цепью питания и гидронасос, соединенный с подпоршневым пространством гидроцилиндра подачи через гидромагистраль, обратный клапан и нормально открытый электромагнитный клапан - контур подачи, шток гидроцилиндра прижатия оснащен пятой с размещенной на нем пружиной и через тягу связан с прижимным рычагом, насос, связанный через гидромагистраль и нормально открытый электромагнитный клапан с надпоршневым пространством гидроцилиндра подачи, шток насоса выполнен в виде валшестерни, шестерня которого расположена в гидроцилиндре подачи, а ее верхняя часть размещена на опоре качения в полости поршня, нижний конец вала имеет пяту с опорой качения и соединен с буром, вал связан с исполнительным штоком, который сочленен с приводным штоком механизма возврата, вал-шестерня через шестерню, центральный вал связана с электродвигателем (пат. РФ N 2243363, 27.12.2004, МКИ Е21В 43/11).

Известное устройство характеризуется недостаточной эксплуатационной надежностью, низкой эффективностью процесса перфорации и невозможностью проведения глубокой перфорации, так как длинная шестерня механизма подачи и исполнительный шток механизма возврата постоянно испытывают сжимающие нагрузки, что снижает его устойчивость и ограничивает его применение в устройствах для глубокой перфорации.

Известно устройство для глубокой перфорации скважины (пат. РФ №2299316, заявл. 26.04.2005 г., опубл. 20.05.2007 г., Е21В 43/112), включающее модуль привода с погружным электродвигателем, редуктором, имеющим кулачок и шестереночную пару, погружным гидронасосом с гидросистемой, сочлененным с кулачком редуктора, электромагнитным клапаном с жиклером, при этом модуль привода соединен одним концом с каротажным кабелем;

модуль фиксации устройства к стенке скважины, соединенный с модулем привода и выполненный с узлом прижатия, направляющим каналом в виде прямолинейного патрубка и криволинейного отклонителя с кондуктором на его конце;

стягивающий узел, выполненный с цилиндром, соединенным с модулем привода, и поршнем, который через полый плунжер соединен с модулем фиксации;

полый гибкий вал, размещенный в направляющем канале модуля фиксации, выполненный в виде многослойных пружин, навитых друг на друга, из которых первый слой от его полости состоит из однозаходной пружины, пропитанной герметиком, а другие слои состоят из многозаходных пружин, выполненных послойно из проволоки разного диаметра, увеличивающейся по диаметру с каждым слоем навивки от первого слоя, при этом полый гибкий вал соединен одной стороной с режущим инструментом, а другой стороной с полой штангой;

устройство возврата полого гибкого вала в виде гидроаккумулятора с цилиндром, заполненным воздухом или газом под атмосферным давлением, находящимся в среде с гидростатическим давлением и жестко соединенным с исполнительным штоком и через отверстия модуля фиксации соединительными штангами с модулем привода;

промывочный насос, ротор которого соединен с одной стороны с модулем привода и с другой стороны через полую штангу со свободным концом полого гибкого вала, при этом ротор расположен по центру корпуса, в пазах которого расположены шиберные пластины, находящиеся под углом 90° относительно друг друга и контактирующие с поверхностью эксцентричной расточки в корпусе, имеющей грушеобразную форму в сечении, перпендикулярном оси ротора, в нижнем торцевом уплотнителе шиберных пластин выполнен паз, расположенный в нагнетательной полости промывочного насоса, соединенной с тороидальной камерой, которая, в свою очередь, гидравлически соединена с отверстием на валу ротора, сопряженным с осевым отверстием ротора, диаметрально нагнетательной камере расположена всасывающая камера, соединенная с всасывающим пазом;

преобразователь перемещения устройства, соединенный с модулем привода и модулем фиксации устройства к стенке скважины.

Недостаток известного устройства заключается в следующем.

В кинематической схеме привода силовых механизмов известного устройства при передаче крутящего момента от электродвигателя к редуктору происходит резкий разгон и заклинивание зубчатых передач, что приводит к быстрому износу передачи и снижению рабочего ресурса привода, а также к аварийному выходу из строя устройства в момент перфорации в скважине.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является увеличение рабочего ресурса привода силовых механизмов устройства для глубокой перфорации скважины, повышение надежности, а также расширение функциональных возможностей устройства за счет усовершенствования его конструкции.

Указанная техническая задача решается тем, что в устройстве для глубокой перфорации скважины, включающем соединенный с каротажным кабелем модуль привода, содержащий расположенные в объеме корпуса с рабочей жидкостью, и скомпенсированном с гидростатическим давлением скважинной жидкости с помощью компенсатора давления, последовательно соединенные электродвигатель, многоступенчатый планетарный редуктор, выходная ступень которого соединена с кулачком, шестереночная пара, соединенная с промывочным насосом, передающим вращение вертлюгу, соединенному с полой штангой, которые обеспечивают вращение и выдвижение полого гибкого вала с режущим инструментом, и сочлененный с указанным кулачком гидронасос с гидросистемой, а также, модуль фиксации устройства в скважине, содержащий криволинейный отклонитель полого гибкого вала с режущим инструментом, подпружиненный клапан постоянного усилия прижатия, и соединенный штангами с модулем привода узел возврата, обеспечивающий возвращение полого гибкого вала с режущим инструментом в исходное положение, а также приводимый в действие гидронасосом стягивающий узел, перемещающий модуль привода к закрепленному в стволе скважины модулю фиксации устройства, и содержащий цилиндр, поршень, полый плунжер, и соединенный с модулем привода и модулем фиксации устройства к стенке скважины потенциомет-рический датчик сопротивления индикации перемещения гибкого вала с режущим инструментом, гидросистему, соединяющую гидронасос с предохранительным клапаном, срабатывающим при превышении допустимого давления в гидросистеме, а также с клапаном регулирования давления, и с подклапанным пространством подпружиненного клапана постоянного усилия прижатия, надклапанное пространство которого соединено гидроканалом с надпоршневым пространством поршня узла прижатия, при этом поршень клапана постоянного усилия прижатия снабжен штоком, взаимодействующим с узлом возврата, кроме того, в качестве электродвигателя применен асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, а клапан, обеспечивающий регулирование давления в гидросистеме, выполнен игольчатым и приводится в действие электромагнитом, который подключен с одной стороны проводом к одной жиле каротажного кабеля, а с другой - к потенциометрическому датчику сопротивления, замкнутого на «массу» устройства.

Механизм потенциометрического датчика сопротивления соединен переводником с винтовой планкой, перемещаемой внутри полого патрубка, который своим концом соединен с модулем фиксации, при этом на входе винтовой планки в полый патрубок установлена пробка с прорезью, с возможностью перемещения по ней винтовой планки, которая имеет длину, соответствующую глубине L выхода полого гибкого вала с режущим инструментом в обсадную колонну, цемент и горную породу, и выполнена с участком нарезки винтовой резьбы с длинным шагом L₁ и участком нарезки винтовой резьбы с коротким шагом L₂, длина которого соответствует толщине стенки обсадной колонны, кроме того длина полого патрубка соответствует глубине L выхода гибкого вала с режущим инструментом через стенку обсадной колонны и цемент в горную породу (L=L₁+L₂).

Кроме того, одна из ступеней многоступенчатого планетарного редуктора выполняет роль разгонного механизма асинхронного электродвигателя и содержит корончатое колесо, которое выполнено с кулачком и помещено на подшипниках, а солнечное колесо кинематически соединено с асинхронным электродвигателем, при этом на корпусе указанного редуктора имеется выступ, взаимодействующий с кулачком корончатого колеса при его вращении.

В модуле фиксации устройства в скважине криволинейный отклонитель полого гибкого вала с режущим инструментом выполнен в виде поворотной криволинейной скобы, один конец которой установлен на оси, закрепленной на корпусе модуля фиксации. В полости модуля фиксации установлен поворачивающийся на оси ролик для упора гибкого вала.

Компенсатор давления снабжен стравливающим клапаном.

Для залива и слива рабочей жидкости в корпусе привода имеется пробка.

Предохранительный клапан выполнен с возможностью срабатывания при превышении допустимого давления в гидросистеме в диапазоне от 10-15 МПа.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства глубокой перфорации скважин в исходном состоянии.

На фиг. 2 дана принципиальная электрогидравлическая схема исполнительных узлов устройства.

На фиг. 3 представлен игольчатый клапан с электромагнитом, обеспечивающий регулирование давления в гидросистеме устройства глубокой перфорации.

На фиг. 4 представлен предохранительный клапан, срабатывающий при превышении допустимого давления в гидросистеме.

Устройство глубокой перфорации скважин содержит (фиг. 1 и фиг. 2) соединенный с каротажным кабелем 1 модуль привода, включающий расположенные в объеме корпуса 2 с рабочей жидкостью и скомпенсированным с гидростатическим давлением скважинной жидкости с помощью компенсатора давления 3, последовательно соединенные асинхронный двигатель 4 трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, многоступенчатый планетарный редуктор 5, выходная ступень 6 которого соединена с кулачком 7, гидронасос 8, сочлененный с кулачком 7, шестереночную пару 9, соединенную с промывочным насосом 10, передающим вращение вертлюгу 11, соединенному с полой штангой 12, которые обеспечивают вращение и выдвижение полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14, модуль фиксации устройства 15 в скважине, содержащий криволинейный отклонитель 16 полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14, узел прижатия 17, и обеспечивающий возвращение полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14 в исходное положение узел возврата 18, соединенный штангами 19 с модулем привода 2, а также приводимый в действие гидронасосом 8 стягивающий узел, перемещающий модуль привода 2 к закрепленному в стволе скважины модулю фиксации устройства 15, и содержащий цилиндр 20, поршень 21, полый плунжер 22, а также потенциометрический датчик сопротивления 23 индикации перемещения гибкого вала 13 с режущим инструментом 14.

Гидросистема 24 соединяет гидронасос 8 с приводимым в действие электромагнитом 25 игольчатым клапаном 26, обеспечивающим регулирование давления в гидросистеме 24, а также с предохранительным клапаном 27, срабатывающим при превышении допустимого давления в гидросистеме 24, и с подклапанным пространством подпружиненного клапана постоянного усилия прижатия 28 через полый плунжер 22 поршня 21. Электромагнит 25 подключен с одной стороны проводом к одной жиле 1 каротажного кабеля, а с другой - к потенциометрическому датчику сопротивления 23, замкнутому на «массу» устройства (фиг. 3).

На выходе полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14 из корпуса 15 установлен кондуктор 29.

Узел прижатия 17 содержит прижимной механизм в виде плунжера 30 с пружиной 31 и поршнем 32, надпоршневое пространство которого соединено с надклапанным пространством подпружиненного клапана постоянного усилия прижатия 28, снабженного штоком 33.

Узел возврата 18 режущего инструмента представляет собой гидроаккумулятор и содержит цилиндр 34, наполненный воздухом с атмосферным давлением и находящийся в среде с гидростатическим давлением в скважине, и исполнительный шток 35, соединенный с модулем фиксации 15 устройства, при этом узел возврата 18 взаимодействует со штоком 33 клапана постоянного усилия прижатия 28. Узел возврата 18 жестко соединен с цилиндром 20 стягивающего узла штангами 19.

Потенциометрический датчик сопротивления 23, расположенный в модуле привода 2, соединен переводником 36 с винтовой планкой 37, перемещаемой внутри полого патрубка 38, который своим концом соединен с модулем 15 фиксации, при этом на входе винтовой планки 37 в полый патрубок 38 установлена пробка 39 с прорезью 40, по которой перемещается винтовая планка 37, которая имеет длину L, соответствующую глубине выхода полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14 в обсадную колонну, цемент и горную породу, и выполнена с участком нарезки резьбы с длинным шагом L₁ и участком нарезки резьбы с коротким шагом L₂, длина которого соответствует толщине стенки обсадной колонны, кроме того длина полого патрубка 38 соответствует глубине L выхода гибкого вала с режущим инструментом в обсадную колонну, цемент и горную породу (L=L₁+L₂).

Одна из ступеней многоступенчатого планетарного редуктора 5 выполняет роль разгонного механизма асинхронного электродвигателя 4 и содержит корончатое колесо 41, которое выполнено с кулачком 42 и помещено на подшипниках 43, а солнечное колесо 44 кинематически соединяется с асинхронным электродвигателем 4, при этом на корпусе редуктора 5 имеется выступ 45, взаимодействующий с кулачком 42 корончатого колеса 41 при его вращении.

В модуле фиксации устройства 15 в скважине криволинейный от-клонитель полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14 выполнен в виде поворотной криволинейной скобы 16, один конец которой установлен на оси 46, закрепленной на корпусе модуля фиксации 15. В полости 47 установлен поворачивающийся на оси ролик 48 для упора гибкого вала 13.

Компенсатор давления 3 снабжен стравливающим клапаном 49.

Узел возврата 18 соединен с модулем привода 2 штангами 19 с гайками 50. Для залива и слива рабочей жидкости в корпусе 2 имеется пробка 51.

На фиг. 3 представлен игольчатый клапан 26 с электромагнитом 25, обеспечивающие регулирование давления в гидросистеме 24 устройства глубокой перфорации.

Игольчатый клапан 26 расположен в корпусе 52, в котором установлены седло 53 с фиксирующим винтом 54, имеющие каналы 55 для поступления рабочей жидкости из гидросистемы 24 через входные отверстия 56 в фильтре 57. В корпусе 52 выполнены каналы 58 для сброса рабочей жидкости из гидросистемы 24 в полость модуля 2. Игольчатый клапан 26 соединен с толкателем 59, взаимодействующим с якорем 60, расположенным в корпусе катушки электромагнита 25, обмотка которой соединена с одной жилой каротажного кабеля 1 и с потенциометрическим датчиком 23 через провода 61.

На фиг. 4 представлен предохранительный клапан 27.

Предохранительный клапан 27 содержит корпус 62, в котором размещены седло 63, установленный на центрирующем штоке 64 подпружиненный конус 65. К корпусу 62 присоединен фильтр 66 с отверстиями 67 для поступления рабочей жидкости из гидросистемы 24. В корпусе 62 выполнены каналы 68 для сброса рабочей жидкости в полость корпуса 2. В корпус 62 ввинчивается пробка 69 для регулировки срабатывания подпружиненного конуса 65 при превышении давления в гидросистеме 24 в диапазоне от 10-15 МПа.

Устройство работает следующим образом.

Устройство (фиг. 1, 2) спускают на трехжильном, бронированном каротажном кабеле 1 в скважину в интервал перфорации (на фиг. не показан). Компенсатор давления 3 компенсирует давление в объеме рабочей жидкости в корпусе 2 модуля привода гидростатическим давлением сква-жинной жидкости на этом интервале. По каротажному кабелю 1 передают через броню и двум жилам электрическую энергию с наземного пульта управления (на фиг. не показан) на асинхронный двигатель 4 трехфазного тока с короткозамкнутым ротором модуля привода, а по третьей жиле - электрический ток на электромагнит 25 игольчатого клапана 26. С помощью асинхронного двигателя 4, кинематически соединенного с многоступенчатым планетарным редуктором 5, и через шестереночную пару 9, соединенную с промывочным насосом 10, вертлюг 11, соединенный с полой штангой 12, обеспечивают вращение и выдвижение полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14.

Одновременно с этим при вращении кулачка 7, кинематически соединенного с гидронасосом 8, осуществляют нагнетание рабочей жидкости (первоначально с максимальным давлением) гидронасосом 8 в гидросистему 24 модуля привода 2. В результате этого рабочая жидкость под давлением из гидросистемы привода 24 поступает через полый плунжер 22 поршня 21 в подклапанное пространство подпружиненного клапана постоянного усилия прижатия 28, над клапанное пространство которого гидравлически соединено с надпоршневым пространством поршня 32 узла прижатия 17, содержащего прижимной механизм в виде плунжера 30 с пружиной 31, при этом под действием гидравлического давления плунжер 30 выдвигается и прижимает модуль фиксации 15 к стенке скважины. Затем соединенный штангами 19 с модулем привода 2 модуль возврата 18, приводимый в действие гидронасосом 8 и стягивающим узлом, путем движения цилиндра 20 вниз относительно неподвижного поршня 21, перемещает модуль привода 2 к закрепленному в стволе скважины модулю фиксации устройства 15 (фиг. 2), а модуль возврата 18 отходит от модуля фиксации 15 и установленный на штоке 33 клапан 28 под действием его пружины перекрывает переток рабочей жидкости, обеспечивая постоянное максимальное давление и постоянное усилие прижатия устройства к стенке обсадной колонны в течение всего процесса глубокой перфорации.

Для исключения дополнительных усилий при растяжении каротажного кабеля 1 его приспускают на величину, равную, как минимум, максимальному перемещению полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14.

Модуль привода 2 через соединительные штанги 19 воздействует на цилиндр 34 узла возврата 18 режущего инструмента, перемещая цилиндр 34 в сторону, противоположную модулю фиксации 15, т.е. стягивая его с исполнительного штока 35. При этом на цилиндр 34 узла возврата 18 с атмосферным давлением внутри действует гидростатическое давление скважинной жидкости, которое создает растягивающее усилие в исполнительном штоке 35 и которое меньше заданного усилия, создаваемого в цилиндре 20 стягивающего узла.

В результате сближения двух модулей 2 и 15 происходит выдвижение вращающегося полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14 и тем самым, осуществляют сверлящую перфорацию канала глубокой протяженности.

В исходном положении полый гибкий вал 13 находится в полости 47 модуля фиксации устройства 15 и опирается на вращающийся ролик 48 и направляется криволинейным отклонителем в виде поворотной криволинейной скобы 16, один конец которой установлен на оси 46, закрепленной на корпусе модуля фиксации 15, а режущий инструмент 14 - в кондукторе 29, который при осуществлении подачи режущего инструмента 14 обеспечивает его первоначальное направление. Вращающийся ролик 48 и поворачивающаяся на оси 46 криволинейная скоба 16 обеспечивают устойчивость полому гибкому валу 13 при его вращении и поступательном (осевом) перемещении.

Поступательное перемещение полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14 отслеживают по изменению сопротивления потенциометрического датчика сопротивления 23, расположенного в модуле привода 2. За счет того, что потенциометрический датчик сопротивления 23 соединен переводником 36 с винтовой планкой 37, перемещаемой внутри полого патрубка 38, который своим концом соединен с модулем фиксации 15, при движении вниз модуля 2 винтовая планка 37 ввинчивается в пробку 39, размещенную на конце полого патрубка 38, через прорезь 40.

По изменению сопротивления потенциометрического датчика сопротивления 23, электрический сигнал от которого фиксируется на поверхности, судят сначала о прохождении режущим инструментом 14 стенки обсадной колонны, толщина которой соизмерима длине L₂ - участка нарезки резьбы с коротким шагом винтовой планки 37, а затем фиксируют продвижение режущего инструмента 14 в цемент и горную породу по прохождению винтовой планки 37 участка с длинным шагом - Li. При прохождении винтовой планки 37 всей длины L=(L₁+L₂), соответствующей глубине выхода полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14 в обсадную колонну, цемент и горную породу, делают вывод о полном выходе режущего инструмента 14 в горную породу. При глубокой перфорации осуществляют регулировку осевого усилия на режущий инструмент 14 путем изменения давления в гидросистеме 24 регулированием с пульта управления тока, подаваемого на электромагнит 25, с дальнейшим срабатыванием игольчатого клапана 26.

После полного выхода полого гибкого вала 13 с режущим инструментом 14, обесточивают электромагнит 25 игольчатого клапана 26 модуля привода 2.

В результате происходит сброс рабочей жидкости из гидросистемы 24 через выполненный корпусе 52 клапана 26 канал 58 (фиг. 3) в полость модуля 2 с одновременным падением давления в гидросистеме 24. В результате этого происходит затягивание гидростатическим давлением скважинной жидкости штока 35 в цилиндр 34, при этом происходит движение модуля 2 и узла возврата 18 вверх и затягивание гибкого вала 13 с режущим инструментом 14 в исходное положение, о чем судят по изменению сопротивления потенциометрического датчика сопротивления 23.

По окончанию движения двух модулей 2 и 18 и возвращения режущего инструмента 14 в исходное положение, модуль 18, соединенный штангами 19 с модулем 2, двигается вверх и воздействует на шток 33, приподнимая клапан 28, в результате чего происходит падение давления в гидросистеме 24 всего устройства и падение давления в надклапанном пространстве подпружиненного клапана постоянного усилия прижатия 28, гидравлически соединенного с надпоршневым пространством поршня 32 узла прижатия 17, тем самым снимается давление на поршень 32, который вместе с плунжером 30, под действием пружины 31, возвращается в исходное состояние и освобождает фиксацию модуля 15.

После производства перфорационного канала по заданному технологическому циклу осуществляют установку устройства в другую точку скважины для образования нового перфорационного канала или извлечения устройства из скважины.

Особенностью предлагаемого устройства является применение асинхронного двигателя 4 трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, при пуске которого в режиме холостого хода, одна из ступеней многоступенчатого планетарного редуктора 5 выполняет роль разгонного механизма электродвигателя 4 за счет особенности конструкции, в которой корончатое колесо 41 выполнено с кулачком 42 и помещено на подшипниках 43, а солнечное колесо 44 кинематически соединяется с электродвигателем 4, а на корпусе редуктора 5 имеется выступ 45, взаимодействующий с кулачком 42 корончатого колеса 41 при его вращении.

Такое выполнение позволяет применять каротажный кабель повышенного омического сопротивления с передачей электроэнергии трехфазного тока по броне и двум жилам каротажного кабеля и с возможностью использования третьей жилы для управления устройством.

Другой особенностью предлагаемого устройства является применение клапана 28 постоянного усилия прижатия, в результате чего возможно регулирование осевого усилия на режущий инструмент 14 при постоянном максимальном усилии прижатия устройства к стенке обсадной колонны на весь цикл глубокой перфорации, что повысило надежность фиксации устройства.

С целью избежания аварийной ситуации предохранительный клапан 27 выполнен с возможностью срабатывания при превышении допустимого давления в гидросистеме 24 в диапазоне от 10-15 МПа, которое устанавливается перед работой на скважине следующим образом. Выкручивается из корпуса 2 пробка 51 и на ее место вставляется манометр на 25 МПа. После этого включается устройство и полностью выдвигается поршень 32 с плунжером 30 и гибкий вал 13 с режущим инструментом 14. Затем вращением пробки 69 регулируют давление в гидросистеме 24 до 10-15 МПа. Выключают устройство, извлекают манометр и вставляют пробку 51 на место.

Claims (6)

1. Устройство для глубокой перфорации скважины, включающее соединенный с каротажным кабелем модуль привода, содержащий расположенные в объеме корпуса с рабочей жидкостью, скомпенсированном с гидростатическим давлением скважинной жидкости с помощью компенсатора давления, последовательно соединенные электродвигатель, многоступенчатый планетарный редуктор, выходная ступень которого соединена с кулачком, шестереночную пару, соединенную с промывочным насосом, передающим вращение вертлюгу, соединенному с полой штангой, которые обеспечивают вращение и выдвижение полого гибкого вала с режущим инструментом, и сочлененный с указанным кулачком гидронасос с гидросистемой, а также модуль фиксации устройства в скважине, содержащий криволинейный отклонитель полого гибкого вала с режущим инструментом, узел прижатия, подпружиненный клапан постоянного усилия прижатия и соединенный штангами с модулем привода узел возврата, обеспечивающий возвращение полого гибкого вала с режущим инструментом в исходное положение, а также приводимый в действие гидронасосом стягивающий узел, перемещающий модуль привода к закрепленному в стволе скважины модулю фиксации устройства, и соединенный с модулем привода и модулем фиксации устройства к стенке скважины потенциометрический датчик сопротивления индикации перемещения гибкого вала с режущим инструментом, гидросистему, соединяющую гидронасос с предохранительным клапаном, срабатывающим при превышении допустимого давления в гидросистеме, а также с клапаном регулирования давления и с подклапанным пространством подпружиненного клапана постоянного усилия прижатия, надклапанное пространство которого соединено гидроканалом с надпоршневым пространством поршня узла прижатия, при этом поршень клапана постоянного усилия прижатия снабжен штоком, взаимодействующим с узлом возврата, при этом в качестве указанного электродвигателя применен асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, а механизм потенциометрического датчика сопротивления соединен переводником с винтовой планкой, перемещаемой внутри полого патрубка, который своим концом соединен с модулем фиксации, при этом на входе винтовой планки в полый патрубок установлена пробка с прорезью с возможностью перемещения по ней винтовой планки, которая имеет длину L, соответствующую глубине выхода полого гибкого вала с режущим инструментом в обсадную колонну, цемент и горную породу и выполнена с участком нарезки винтовой резьбы с длинным шагом L₁ и участком нарезки винтовой резьбы с коротким шагом L₂, длина которого соответствует толщине стенки обсадной колонны, кроме того, длина полого патрубка соответствует глубине L выхода гибкого вала с режущим инструментом в обсадную колонну, цемент и горную породу, где L=L₁+L₂, кроме того, одна из ступеней многоступенчатого планетарного редуктора выполняет роль разгонного механизма электродвигателя и содержит корончатое колесо, которое выполнено с кулачком и помещено на подшипниках, и солнечное колесо, кинематически соединенное с указанным электродвигателем, а на корпусе указанного редуктора имеется выступ, взаимодействующий с кулачком корончатого колеса при его вращении.

2. Устройство для глубокой перфорации скважины по п. 1, отличающееся тем, что в модуле фиксации устройства в скважине криволинейный отклонитель полого гибкого вала с режущим инструментом выполнен в виде поворотной криволинейной скобы, один конец которой установлен на оси, закрепленной на корпусе модуля фиксации, при этом в полости модуля фиксации установлен поворачивающийся на оси ролик для упора гибкого вала.

3. Устройство для глубокой перфорации скважины по п. 1, отличающееся тем, что клапан, обеспечивающий регулирование давления в гидросистеме, выполнен игольчатым и приводится в действие электромагнитом, который подключен с одной стороны проводом к одной жиле каротажного кабеля, а с другой к потенциометрическому датчику сопротивления, замкнутому на «массу» устройства.

4. Устройство для глубокой перфорации скважины по п. 1, отличающееся тем, что компенсатор давления снабжен стравливающим клапаном.

5. Устройство для глубокой перфорации скважины по п. 1, отличающееся тем, что для залива и слива рабочей жидкости в корпусе привода имеется пробка.

6. Устройство для глубокой перфорации скважины по п. 1, отличающееся тем, что предохранительный клапан выполнен с возможностью срабатывания при превышении допустимого давления в гидросистеме в диапазоне от 10-15 МПа.

Images