SU1751317A1 - Device for forming directional fractures in holes - Google Patents

Abstract

Использование: область разрушени  горных пород, проведение ориентированного гидроразрыва из скважины Сущность изобретени : устройство имеет полый цилиндрический корпус с каналом подвода рабочей жидкости,торцевыми и радиальными каналами выхода рабочей жидкости к кольцевым пазом в стенке, раздвижные элементы в виде сегментов кольца и поршней, элементы возврата в виде упругих колец, герметизатор в виде эластичной трубки. Сегменты кольца установлены в кольцевом пазу, а поршни - в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости При подаче рабочей жидкости часть ее попадает через основные радиальные каналы в полость эластичной трубки и герметизирует зону гидроразрыва. Друга  часть попадает в дополнительные радиальные каналы и перемещает поршни Поршни раздвигают сегменты кольца и открывают торцевые каналы выхода рабочей жидкости Происходит разрыв горной породы 2 илUse: area of rock destruction, conducting oriented hydraulic fracturing from a well. Summary of the invention: the device has a hollow cylindrical body with a channel for supplying a working fluid, end and radial channels of the working fluid to the annular groove in the wall, sliding elements in the form of ring and piston segments, return elements in the form of elastic rings, sealing in the form of an elastic tube. The ring segments are installed in the annular groove, and the pistons in the additional radial channels of the working fluid exit. When the working fluid is supplied, part of it passes through the main radial channels into the cavity of the elastic tube and seals the fracture zone. Another part enters the additional radial channels and moves the pistons. The pistons push the ring segments apart and open the end channels of the working fluid outlet. The rock breaks 2 or more.

Description

Изобретение относитс  к разрушению горных пород и может быть использовано дл  проведени  ориентированного гидроразрыва из скважины.The invention relates to the destruction of rocks and can be used to conduct oriented fracturing from a well.

Известно устройство дл  образовани  направленных трещин в скважинах, включающее цилиндрический корпус с кольцевым герметизатором и систему внедрени  в горную породу клиньев с последующей подачей в образующуюс  трещину жидкости под давлением.A device for the formation of directional cracks in wells is known, comprising a cylindrical body with an annular sealer and a system for introducing wedges into the rock, followed by the injection of fluid into the resulting fracture under pressure.

Это устройство имеет относительно сложную конструкцию. В нем не устранена возможность выталкивани  его из скважины под действием высокого давлени  жидкости .This device has a relatively complex structure. It has not eliminated the possibility of pushing it out of the well under the action of high fluid pressure.

В качестве прототипа прин то устройство дл  образовани  направленных трещин в скважинах, включающее полый цилиндрический корпус с торцовым каналом подвода и отверстием дл  выхода рабочей жидкости,As a prototype, a device is adopted for the formation of directional cracks in wells, including a hollow cylindrical body with an end feed channel and an opening for the release of the working fluid,

разрезные элементы с поперечными закалывающими клинь ми на наружной поверхности , эластичный ipy64aTbitf элемент.split elements with transverse pinning wedges on the outer surface, elastic ipy64aTbitf element.

Недостаток этого устройства обусловлен необходимостью использовани  дополнительных механизмов дл  удержани  от выталкивани  его из скважины давлением подаваемой жидкости.The disadvantage of this device is due to the need to use additional mechanisms to prevent it from being pushed out of the well by the pressure of the supplied fluid.

Целью изобретени   вл етс  улучшение эксплуатационных свойств устройства.The aim of the invention is to improve the operational properties of the device.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стенке полого цилиндрического корпуса выполнен кольцевой паз, сообщзющие полость кольцевого паза с каналом подвода жидкости дополнительнее радиальные каналы выхода рабочей жидкости и дополнительные торцовые каналы выхода рабочей жидкости, причем торцовые каналы выхода рабочей жидкости расположены по окружности и каждый из них соединен с одним из дополнительных радиальных каналов выхослThe goal is achieved by the fact that an annular groove is made in the wall of the hollow cylindrical body, which connects the cavity of the annular groove with the fluid supply channel, additional radial channels of the working fluid and additional end channels of the working fluid, the end channels of the working fluid are located around the circumference and each of them connected to one of the additional radial channels

да рабочей жидкости, при этом элементы возврата выполнены в виде упругих колец, а раздвижные элементы выполнены в виде сегментов кольца, установленных в кольцевом пазу между упругими кольцами, и поршней , установленных в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости с возможностью продольного перемещени  в ни х, перекрыти  входных отверстий торцевых каналов выхода рабочей жидкости и взаимодействи  с сегментами кольца, а основные радиальные каналы выхода рабочей жидкости сообщены с полостью эластичной трубки.working fluid, while the return elements are made in the form of elastic rings, and the sliding elements are made in the form of ring segments installed in an annular groove between elastic rings and pistons installed in additional radial channels of working fluid exit with the possibility of longitudinal movement in them, shut off the inlet openings of the end channels of the working fluid exit and interact with the ring segments, and the main radial channels of the working fluid exit communicate with the cavity of the elastic tube.

На фиг. 1 показано устройство в скважине , продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a device in a well, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Устройство состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с кольцевым пазом 2, дополнительными радиальными каналами 3 выхода рабочей жидкости, дополнительными торцовыми каналами 4 выхода рабочей жидкости, канала 5 подвода рабочей жидкости и основными радиальными каналами 6 выхода рабочей жидкости. В дополнительные радиальные каналы 3 выхода оабочей жидкости вставлены поршни 7, а в кольцевой паз 2 - раздвижные элементы 8 в виде сегментов кольца, которые обжаты двум  упругими кольцами 9. На полый цилиндрический корпус 1 насажена эластична  трубка 10, концы которой заделаны в полом цилиндрическом корпусе 1. Устройство оканчиваетс  резьбой 11, с помощью которой оно подсоедин етс  к колонне труб.The device consists of a hollow cylindrical housing 1 with an annular groove 2, additional radial channels 3 of the working fluid, additional end channels 4 of the working fluid, channel 5 for supplying the working fluid and the main radial channels 6 of the working fluid. Pistons 7 are inserted into additional radial channels 3 of the outlet of the working fluid, and sliding elements 8 are inserted into ring grooves 2 in the form of ring segments, which are crimped by two elastic rings 9. An elastic tube 10 is mounted on a hollow cylindrical body 1, the ends of which are embedded in a hollow cylindrical body 1. The device is threaded 11 with which it is connected to a pipe string.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Устройство навинчивают на колонну труб и подают до упора в скважину, в которой предварительно прорезают инициирующую дискообразную щель 12. Затем по колонне труб подают жидкость под давлением . Эта жидкость попадает в основные радиальные каналы б выхода рабочей жидкости и дополнительные радиальные каналы 3 выхода рабочей жидкости, Из основных радиальных каналов 6 выхода рабочей жидкости жидкость попадает во внутреннюю полость эластичной трубки 10 и, расшир   последнюю, герметизирует зону гидроразрыва . В дополнительных радиальных каналах 3 выхода рабочей жидкости под действием давлени  жидкости перемещаютс  поршни 7, которые раздвигают раздвижные элементы 8 и после этого открывают дополнительные торцовые каналы 4 выхода рабочей жидкости, обеспечива  темThe device is screwed onto the pipe string and is fed all the way into the well, in which the initiating disc-shaped slot 12 is pre-cut through. Then pressurized fluid is supplied through the pipe string. This fluid enters the main radial channels b of the working fluid exit and additional radial channels 3 of the working fluid exit. From the main radial channels 6 of the working fluid exit, the liquid enters the internal cavity of the elastic tube 10 and, having expanded the latter, seals the fracture zone. In the additional radial channels 3 of the working fluid outlet, under the action of the pressure of the liquid, the pistons 7 move, which push the sliding elements 8 apart and then open the additional end channels 4 of the working liquid outlet, thereby

самым прохождение жидкости в зону гидроразрыва . Под действием давлени  жидкости происходит разрыв горной породы с образованием трещины в плоскости инициирующей щели. После того, как трещина достигает требуемых размеров, прекращают подачу рабочей жидкости и сбрасывают ее давление. При этом раздвижные элементы 8 и поршни 7 под действием упругих колец 9, а эластична  трубка 10 благодар  собственной упругости возвращаютс  в первоначальное положение, .Затем устройство извлекают из скважины.the passage of fluid into the fracture zone. Under the action of the pressure of the fluid, the rock breaks to form a crack in the plane of the initiating gap. After the crack reaches the required size, stop the flow of the working fluid and relieve its pressure. In this case, the sliding elements 8 and the pistons 7 under the action of the elastic rings 9, and the elastic tube 10 due to their own elasticity return to their original position, then the device is removed from the well.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  образовани  направленных трещин в скважинах, включающее полый цилиндрический корпус с каналом подвода рабочей жидкости и с торцевым и радиальными каналами выхода рабочейA device for the formation of directional cracks in wells, including a hollow cylindrical body with a channel for supplying working fluid and with end and radial channels for working жидкости, раздвижные элементы, герметизатор в виде эластичной трубки, и элементы возврата, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных свойств устройства, в стенке полого цилиндрического корпуса выполнен кольцевой паз, сообщающие полость кольцевого паза с каналом подвода жидкости дополнительные радиальные«каналы выхода рабочей жидкости и дополнительные торцевые каналы выхода рабочей жидкости, причем торцевые каналы выхода рабочей жидкости расположены по окружности и каждый из них соединен с одним из дополнительных радиальных каналов выхода рабочей жидкости , при этом элементы возврата выполнены в виде упругих колец, а раздвижные элементы выполнены в виде сегментов кольца, установленных в кольцевом пазу между упругими кольцами, и поршней, установленных в дополнительных радиальных каналах выхода рабочей жидкости с возможностью продольного перемещени  в них, перекрыти  входных отверстий торцевых каналов выхода рабочей жидкости иliquids, sliding elements, sealing in the form of an elastic tube, and return elements, characterized in that, in order to improve the operational properties of the device, an annular groove is made in the wall of the hollow cylindrical body, communicating the cavity of the annular groove with the fluid supply channel fluids and additional end channels of the working fluid exit, and the end channels of the working liquid exit are located around the circumference and each of them is connected to one of the additional p Adial channels of the working fluid exit, while the return elements are made in the form of elastic rings, and the sliding elements are made in the form of ring segments installed in the annular groove between the elastic rings and pistons installed in additional radial channels of the working liquid output with the possibility of longitudinal movement block the inlet openings of the end channels of the working fluid exit and взаимодействи  с сегментами кольца, а основные радиальные каналы выхода рабочей жидкости сообщены с полостью эластичной трубки.interaction with the ring segments, and the main radial channels of the working fluid exit communicate with the cavity of the elastic tube. Фиг.11 A-AA-A 10 .510 .5 //////////////////////////