Перфоратор гидромеханический клиновой

Полезная модель относится к области нефтяной промышленности и может быть использована для формирования отверстий в эксплуатационной колонне нефтедобывающей скважины. Перфоратор гидромеханический клиновой содержащий корпус, поршень и пробойник с промывочным каналом, который жестко связанный с поршнем, в корпусе которого сделаны два отверстия, одно из которых сообщает под поршневую полость перфоратора с нагнетательной линией полости насосно компрессорных труб, а другое с полостью хвостовика, при этом эксцентриситет равен сумме радиусов отверстий. Предлагаемая конструкция перфоратора гидромеханического клинового обеспечивает повышение функциональных свойств, а именно, упрощение конструкции, снижение ударной нагрузки на эксплуатационную колонну, уменьшение трения и истирания пробойника, исключает заклинивания перфоратора в скважине. 2 ил. на 1 л.

Полезная модель относится к области нефтяной промышленности и может быть использована для формирования отверстий в эксплуатационной колонне нефтедобывающей скважины.

Известен гидромеханический скважинный перфоратор (св. RU 28725, Е21В 43/114, опубл. 10.04.2003, бюл. 10), включающий корпус, выдвижной режущий инструмент в виде накатного диска, гидромониторную насадку, полый шток-фильтр, расположенный в системе гидроцилиндров, при этом нижний гидроцилиндр снабжен подпружиненным поршнем-толкателем, который выполнен с центральным и боковым гидроканалами, съемный клиновой паз со съемными пластинами, который расположен под углом к оси устройства и имеет поверхность скольжения по обсадной колонне во время работы накатного диска, клиновой паз снабжен съемной опорной пятой, которую устанавливают на корпусе с внешней стороны на поверхность скольжения клинового паза по обсадной колонне во время работы перфоратора.

Известен перфоратор гидромеханический щелевой (пат. RU 78519, Е21В 43/114, опубл. 27.11.2008, бюл. 33), корпус которого закреплен на колонне насосно-компрессорных труб с помощью подвижного соединения для обеспечения вращательного движения, при этом накатной диск установлен под углом к оси перфоратора и закреплен на маятнике с возможностью прорезания щели в эксплуатационной колонне по винтовой линии, а подвижное соединение корпуса перфоратора с колонной насосно-компрессорных труб выполнено в виде подвижной соединительной муфты, угол же наклона накатного диска к оси перфоратора выбран из условия получения заданного шага винтовой щели, определяемого по формуле:

,

где D - наружный диаметр колонны, мм;

- угол наклона накатного диска к оси перфоратора, при этом в корпусе расположена гидромониторная насадка. Расположение накатного диска под углом к оси перфоратора и использование соединения подвижного для обеспечения винтового вращательного движения при формировании винтовой щели на накатном диске обеспечивает возникновение крутящего момента, который передается на корпус, и перфоратор, при перемещении вдоль оси колонны, получает вращательное движение. Винтовое расположение щели значительно сохраняет остаточные прочностные характеристики эксплуатационной колонны и ее способность противостоять воздействию горного давления.

Известно устройство для щелевой перфорации обсадной колонны (пат. RU 2180038, Е21В 43/114, опубл. 27.02.2002, бюл. 6), которое включает режущий узел в виде выдвижного накатного ролика, гидромониторного канала и гидравлического канала над режущим узлом, в нижней части устройства вдоль его оси расположен промывочный канал для очистки ствола скважины от шлама, при это он гидравлически связан в транспортном положении устройства с гидравлическим каналом, а вдоль всего режущего узла с противоположной стороны от накатного ролика расположена скользящая опора в виде лыжи, которая жестко соединена с корпусом устройства, так же имеется дифференциальный обратный клапан с запорным элементом для сбрасывания этого элемента с поверхности и включения обратного клапана с перекрытием гидравлического канала.

Общими недостатками, приведенных аналогов является сложность технологического процесса перфорации, а именно, при перфорации вышеуказанными перфораторами требуется многократная накатка режущего инструмента по обсадной колонне с одновременной подачей давления в насосно-компрессорные трубы.

Наиболее близким аналогом является перфоратор скважинный гидромеханический (пат. RU 2043486, Е21В 43/114, опубл. 10.09.1995, бюл. 25), включает корпус, поршень и пробойник, который жестко связан с поршнем и имеет промывочный канал, при этом поршень выполнен с сечением в форме прямоугольника с закругленными краями, а пробойник выполнен с проточкой по боковой поверхности, что обеспечивает возможность сообщения заколонного пространства скважины с его колонным пространством в рабочем положении устройства, а промывочный канал пробойника выполнен по его оси.

Недостатком аналога, является то, что данная конструкция не позволяет без проблем поднимать перфоратор из скважины и перемещать перфоратор для формирования следующего отверстия. При остановке закачки жидкости для намыва каверны, жидкость из внутренней полости насосно-компрессорных труб перетекает в затрубное пространство через отверстие промывочного канала пробойника, которое имеет малый диаметр, и жидкость медленно перетекает в затрубное пространство. При подъеме оборудования из скважины и для перемещения перфоратора на вышестоящий интервал перфорации возникают инерционные составляющие сил действующих на жидкость в насосно-компрессорных трубах. Жидкость из промывочного канала пробойника не успевает вытечь в виду большого гидравлического сопротивления, и поршень выходит из корпуса перфоратора и пробойник врезается в эксплуатационную колонну. Дальнейшее перемещение перфоратора вверх происходит при соприкосновении пробойника с эксплуатационной колонной. Усилие прикосновения пробойника с эксплуатационной колонной большое, в виду большой площади поршня и исчисляется сотнями килограммов. Данное истирание замечается на ГИВах (гидравлические измерители веса).

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение функциональных свойств скважинного перфоратора при упрощении его конструкции, снижении ударной нагрузки на эксплуатационную колонну и уменьшение истирания пробойника.

Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является снижение ударной нагрузки на эксплуатационную колонну, уменьшение трения и истирания пробойника, исключения заклинивания перфоратора в скважине.

Указанная техническая задача решается за счет конструкции перфоратора. В перфораторе гидромеханическом клиновом, содержащим корпус, поршень и пробойник с промывочным каналом, который жестко связанный с поршнем. Новым является то, что в корпусе сделаны два отверстия, одно из которых сообщает под поршневую полость перфоратора с нагнетательной линией полости насосно-компрессорных труб, а другое с полостью хвостовика, при этом эксцентриситет равен сумме радиусов отверстий, и при подъеме оборудования из скважины, отверстие в корпусе выше поршня закрывается поршнем, а нижнее открыто за счет эксцентриситета.

На фиг. 1 изображен разрез перфоратора гидромеханического клинового.

На фиг. 2 изображен разрез А-А.

Перфоратор гидромеханический клиновой содержит корпус 1 (фиг. 1), поршень 2, пробойник 3 (фиг. 2) с промывочным каналом 4, который жестко связанный с поршнем 2 (фиг. 1), в корпусе 1 сделаны два отверстия 5 и 6, отверстие 5 сообщает под поршневую полость 7 перфоратора с нагнетательной линией полости насосно-компрессорных труб 8, а отверстие 6 с полостью хвостовика 9, при этом эксцентриситет равен сумме радиусов отверстий.

Перфоратор гидромеханический клиновой работает следующим образом. Для перфорации скважины перфоратор гидромеханический клиновой спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах (на фиг. не показано) и пробойник устанавливается на нужную глубину. Создают давление в насосно-компрессорных трубах, жидкость перемещает поршень 2 (фиг. 1) и пробойник 3 (фиг. 2) перпендикулярно оси скважин, до соприкосновения поршня 2 (фиг. 1) с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны (на фиг. не показано). При соприкосновении поршня 2 (фиг. 1) с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны пробойник 3 (фиг. 2) пробивает эксплуатационную колонну, а через отверстие 4 происходит намыв каверны пласта. После завершения пробивки отверстия, перфоратор вместе с насосно-компрессорными трубами поднимают. Для этого, стравливают давление в насосно-компрессорных трубах, начинают подъем оборудования из скважины. Клинообразная форма пробойника 3 (фиг. 2) перемещает поршень 2 (фиг. 1) внутрь корпуса 1 и поршень 2 закрывает отверстие 5 расположенное в верхней части корпуса 1 и жидкость из насосно-компрессорных труб не может вытекать на забой скважины, а отверстие 6 расположенное в нижней части корпуса 1 открыто за счет эксцентриситета, жидкость вытекает на забой скважины, при этом под поршнем 2 образуется разряжение. Создаваемое разряжение втягивает поршень 2 внутрь корпуса 1 за счет гидростатического давления в скважине, и перфоратор гидромеханический клиновой свободно поднимается из скважины.

Таким образом, предлагаемая конструкция перфоратора гидромеханического клинового обеспечивает повышение функциональных свойств, а именно, упрощение конструкции, снижение ударной нагрузки на эксплуатационную колонну, уменьшение трения и истирания пробойника, исключает заклинивания перфоратора в скважине.

Перфоратор гидромеханический клиновой, содержащий корпус, поршень и пробойник с промывочным каналом, который жестко связанный с поршнем, отличающийся тем, что в корпусе сделаны два отверстия, одно из которой сообщает подпоршневую полость перфоратора с нагнетательной линией полости насосно-компрессорных труб, а другое - с полостью хвостовика, при этом эксцентриситет равен сумме радиусов отверстий.

РИСУНКИ