Гидропескоструйный перфоратор

Полезная модель относится к устройствам для добычи нефти и газа, а именно, к гидропескоструйным перфораторам и может быть использована для создания каналов в эксплуатационной колонне (цементном камне массива горных пород) абразивной пульпой, подаваемой в скважину под напором. Гидропескоструйный перфоратор содержит цилиндрический корпус с осевым каналом, закрепленный на насосно-компрессорной трубе, и механизм подачи абразивной пульпы. В стенке корпуса выполнены отверстия, которые расположены рядами, по крайней мере, по два в каждом. Отверстия одного ряда расположены между осевыми плоскостями, проходящими через отверстия другого. По крайней мере, в части указанных отверстий установлены форсунки. Оси отверстий направлены вниз под углом 65-85° к оси корпуса. В отверстиях выполнена резьба для вкручивания форсунок, причем в свободных отверстиях установлены заглушки. Полезная модель позволяет повысить эффективность перфорации, а также износостойкость устройства и, как следствие, срок службы безотказной работы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к устройствам для добычи нефти и газа, а именно, к гидропескоструйным перфораторам и может быть использована для создания каналов в эксплуатационной колонне (цементном камне массива горных пород) абразивной пульпой, подаваемой в скважину под напором.

Из уровня техники известен гидропескоструйный перфоратор, содержащий цилиндрический корпус с осевым каналом, закрепленный на насосно-компрессорной трубе, и механизм подачи абразивной пульпы, в стенке корпуса выполнены отверстия, расположенные рядами, по крайней мере, по два в каждом, причем отверстия одного ряда расположены между осевыми плоскостями, проходящими через отверстия другого, при этом, по крайней мере, в части указанных отверстий установлены форсунки (см. патент RU 20538, кл. Е21В 43/114, опубл. 10.11.2001). Недостатками известного устройства являются низкая эффективность и малый срок службы, обусловленные тем, что оси форсунок направлены перпендикулярно к обрабатываемой поверхности и встречная отраженная струя снижает эффективность воздействия рабочей струи и приводит к интенсивному износу форсунки.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении эффективности перфорации, а также износостойкости устройства и, как следствие, срока его безотказной службы. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в гидропескоструйный перфоратор содержит цилиндрический корпус с осевым каналом, закрепленный на насосно-компрессорной трубе, и механизм подачи абразивной пульпы, в стенке корпуса выполнены отверстия, расположенные рядами, по крайней мере, по два в каждом, причем отверстия одного ряда расположены между осевыми плоскостями, проходящими через отверстия другого, при этом, по крайней мере, в части указанных отверстий установлены форсунки, оси отверстий направлены вниз под углом 65-85° к оси корпуса, в отверстиях выполнена резьба для вкручивания форсунок, причем в свободных отверстиях установлены заглушки.

Корпус целесообразно выполнять износостойким за счет химико-термической обработки, например, закалки, цементации, азотирования, карбонитрации или газотермического напыления.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого перфоратора;

на фиг.2 - продольный разрез;

на фиг.3 - поперечный разрез.

Гидропескоструйный перфоратор содержит закрепленный на насосно-компрессорной трубе (на чертежах не показана) цилиндрический корпус 1 с осевым каналом 2 и механизм подачи абразивной пульпы (на чертежах не показан). В качестве абразивной пульпы используют смесь линейного геля WG-46LDS с концентрацией 5 л/м³ и проппанта 30/60 (30/50) меш с концентрацией 120 кг/м³ . В стенке корпуса 1 выполнены сквозные резьбовые отверстия 3. Отверстия 3 расположены по периметру корпуса 1 в два или три ряда, плоскости рядов перпендикулярны оси перфоратора. Перфорация производится через форсунки 4, вкрученные в отверстия 3 одного ряда, остальные используются, как резервные и закрыты заглушками 5. После износа форсунок 4 в рабочем ряду производится подключение резервного ряда. В ряду предпочтительно расположено три форсунки 4 (диаметр сопла 1/8" (3.175 мм), фазировка 120 град). Каждый ряд отверстий 3 имеет смещение относительно предыдущего ряда на 45-60°, таким образом, что отверстия одного ряда расположены между осевыми плоскостями, проходящими через отверстия другого, что позволяет увеличить срок службы корпуса 1. Оси отверстий 3 и, соответственно, форсунок 4 направлены вниз под углом =65-85° к оси корпуса 1. Такая геометрия позволяет существенно повысить эффективность воздействия рабочей струи и снизить износ форсунок, поскольку рабочая струя отражается вниз, а не во встречном направлении, и при этом не снижает скорость рабочей струи и не воздействует на форсунки. Диапазон угла установлен в результате многочисленных испытаний: верхний предел обеспечивает исключение встречного воздействия друг на друга рабочей и отраженной струй, а нижний - достаточную работоспособность. Износостойкость корпуса 1 можно повысить путем проведения химико-термической обработки, например, закалки, цементации, азотирования, карбонитрации или газотермического напыления.

Предлагаемый гидропескоструйный перфоратор за счет своей износостойкости обладает увеличенным сроком службы и не имеет температурных ограничений и ограничений по глубине. Его использование повышает проницаемость зон продуктивного пласта, сниженную в процессе бурения или глушения скважин, а также служит для инициирования трещин при гидравлическом разрыве пласта. Диаметр перфорационного отверстия, получаемого с помощью предлагаемого устройства, составляет от 3/8" (9.525 мм) до 1/2" (12.7 мм), глубина - 139-222 мм. Гидропескоструйная перфорация с помощью предлагаемого устройства может производиться не только на новых скважинах, но также и для реперфорирования скважин с уменьшенным дебитом. Размеры колонн должны составлять от 4-1/2" (114 мм) × 11,60 фунтов/фут до 5-3/4" (146 мм) × 22,50 фунтов/фут. Перфоратор не требует дополнительных разрешений на транспортировку, возможно использование до 12 сопел одновременно.

1. Гидропескоструйный перфоратор, содержащий цилиндрический корпус с осевым каналом, закрепленный на насосно-компрессорной трубе, и механизм подачи абразивной пульпы, в стенке корпуса выполнены отверстия, расположенные рядами, по крайней мере, по два в каждом, причем отверстия одного ряда расположены между осевыми плоскостями, проходящими через отверстия другого, при этом, по крайней мере, в части указанных отверстий установлены форсунки, отличающийся тем, что оси отверстий направлены вниз под углом 65-85° к оси корпуса, в отверстиях выполнена резьба для вкручивания форсунок, причем в свободных отверстиях установлены заглушки.

2. Гидропескоструйный перфоратор по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен износостойким за счет химико-термической обработки, например закалки, цементации, азотирования, карбонитрации или газотермического напыления.