RU157710U1 - Сверлящий скважинный перфоратор - Google Patents

Abstract

1. Сверлящий скважинный перфоратор, включающий цилиндрический корпус с резьбой для соединения с колонной труб, полый бур с режущей поверхностью, узел вращения и узел подачи бура к стенке скважины, отличающийся тем, что функции узла подачи и узла вращения выполняет поршень, установленный в верхней части корпуса, с возможностью осевого перемещения, ограниченного штифтами, входящими в пазы, выполненные на его боковой поверхности, в центре поршня выполнено отверстие с резьбой, выполняющей функцию резьбовой передачи, преобразовывающей поступательное движение поршня во вращательное движение подвижного в осевом и радиальном направлении штока, к которому через гибкое звено присоединен бур, причем концентрично штоку установлена возвратная пружина.2. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что угол подъема резьбы резьбовой передачи не менее 45°.3. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что в нижней части корпуса установлена и закреплена направляющая гибкое звено вставка.4. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что гибкое звено может быть выполнено из проволоки, навитой виток к витку.5. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что направляющее бур отверстие защищено установленной в нем износостойкой втулкой.6. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что в нижней части корпуса выполнено отверстие для прохождения промывочной жидкости.7. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что отверстие в корпусе для прохождения промывочной жидкости защищено от абразивного износа гидромониторной насадкой.8. Сверлящий скважин

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использована для увеличения глубины сверления перфорационных каналов при вторичном вскрытии продуктивных пластов.

Известен перфоратор гидромеханический щелевой по патенту РФ на изобретение №2440486. Группа изобретений относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к устройству для создания одновременно двух и более продольных перфорационных щелей в обсадной (эксплуатационной) колонне, цементном камне и горной породе. Перфоратор содержит корпус, размещенный в нем поршень-толкатель, возвратную пружину, отклоняющий клин и смонтированный на оси выдвижной режущий инструмент, обеспечивающий возможность выполнения диаметрально расположенных щелей в колонне скважины. В корпусе между поршнем-толкателем и возвратной пружиной установлен модуль, выполненный из, по меньшей мере, одного рабочего узла в виде цилиндра, внутри которого установлен выдвижной режущий инструмент, выполненный с возможностью его выдвижения через два диаметральных сквозных продольных выреза, выполненных в стенке цилиндра, или через один сквозной продольный вырез в стенке цилиндра, охватывающий диаметральные направления выдвижения указанного инструмента. Выдвижной режущий инструмент выполнен в виде коромысла, которое установлено с возможностью взаимодействия с отклоняющим клином и в плечах которого размещены на оси два диска. Ось коромысла жестко закреплена на внутренних стенках цилиндра с обеспечением ее продольного перемещения вместе с цилиндром и установлена с эксцентриситетом относительно центра тяжести коромысла с обеспечением длины плеча коромысла до оси верхнего диска больше, чем длина плеча коромысла до оси нижнего диска, причем отклоняющий клин, с которым взаимодействует коромысло, жестко закреплен в корпусе перфоратора, а количество отклоняющих клиньев, размещенных в корпусе, соответствует количеству рабочих узлов в модуле. Недостатком перфоратора гидромеханического щелевого является недостаточная глубина перфорации.

Известен режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора по патенту РФ на изобретение №2371569 Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к конструкции устройств для вскрытия пластов путем гидромеханической щелевой перфорации. Технический результат - повышение производительности перфорационного устройства и сокращение времени, затрачиваемого на проведение перфорации, улучшение качества вскрытия колонны за счет одновременного формирования перфорационных щелей в четырех и более проекциях. Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора включает режущие инструменты в виде дисков, расположенных в корпусе перфоратора с возможностью вертикально-радиального выдвижения через пазы корпуса перфоратора, и механизм выдвижения дисков, приводимый в действие поршнем, перемещающимся в корпусе перфоратора под действием давления. Режущий узел содержит, по меньшей мере, две режущих секции с режущими дисками и механизмами их выдвижения, корпуса режущих секций выполнены разъемными и соединяются между собой резьбовым соединением с возможностью осевого поворота относительно друг друга на нужный угол. Причем соединение режущих секций выполнено с возможностью фиксации под выбранным углом поворота, а механизмы выдвижения дисков всех режущих секций приводятся в движение поршнями, последовательно соединенными между собой при помощи тяг и соединительного винта. Недостатком режущего узла гидромеханического щелевого перфоратора является низкая надежность и недостаточная глубина перфорации.

Известен универсальный гидромеханический щелевой перфоратор по патенту РФ на изобретение №2372474. Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии продуктивных пластов. Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей перфоратора в колоннах как малого, так и большого диаметров. Универсальный гидромеханический щелевой перфоратор включает перепускной клапан, блок силовых цилиндров, состоящий из основного, промежуточного и вспомогательного силовых цилиндров, режущий узел с выдвижным накатным роликом, гидромониторной насадкой и скользящей опорой. На корпусе перепускного клапана установлен сменный центратор, выполненный в виде отдельного цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует диаметру корпуса перепускного клапана, а по периметру внешнего диаметра этого цилиндра диаметрально противоположно расположены большие и малые скользящие опоры центратора. При этом внешняя поверхность опор представляет собой часть поверхности другого цилиндра, ось которого смещена относительно оси первого цилиндра, а его диаметр на 4-5 мм меньше внутреннего диаметра перфорируемой эксплуатационной колонны. При этом верхний и нижний край этих опор имеет конические скосы. Малые опоры расположены так, что между ними имеется промежуток, величина которого больше ширины прорезаемой щели, а в рабочем положении центратор фиксируется на поверхности перепускного клапана с помощью зажимной гайки. Режущий узел перфоратора снабжен сменной скользящей опорой, опорная поверхность которой выполнена в виде части цилиндра с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру перфорируемой эксплуатационной колонны. Недостатком универсального гидромеханического щелевого перфоратора является сложность конструкции, низкая надежность и недостаточная глубина перфорации.

Известен сверлящий скважинный перфоратор по заявке на изобретение №93045409. Перфоратор сверлящий скважинный относится к геофизической технике, в частности к техническим средствам для перфорации стенок обсаженных скважин. Цель изобретения - повышение надежности и производительности сверлящего перфоратора. Для этого привод механизмов прижатия перфоратора к стенке скважины и выдвижения бура выполнен в виде двух телескопически сопряженных подпружиненных кольцевых поршней, связанных с исполнительными органами и замкнутых на единую нагнетательную полость. Площадь поперечного сечения одного из кольцевых поршней больше, а жесткость пружины меньше, чем у другого. Недостатком сверлящего скважинного перфоратора является сложность конструкции.

Известен сверлящий скважинный перфоратор по патенту РФ на изобретение №2058477. Использование: при перфорации стенок обсаженных скважин. Обеспечивает повышение надежности и производительности устройства. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, масляный насос с электродвигателем, выдвижной бур и механизмы выдвижения бура и прижатия корпуса к стенке скважины. Они выполнены в виде гидроцилиндров с поршнями и исполнительных узлов и связаны с соответствующими поршнями. Поршни механизмов выдвижения бура и прижатия к стенке скважины помещены один в другом. Они подпружинены и имеют общую надпоршневую полость. Кроме того, площадь полезного сечения одного из поршней больше площади поперечного сечения другого поршня. Жесткость соответствующей пружины меньше жесткости другой пружины. Недостатком сверлящего скважинного перфоратора является низкая надежность.

Известен сверлящий скважинный перфоратор по патенту РФ на изобретение №2182961 (прототип). Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, используемым при вторичном вскрытии продуктивных пластов. Обеспечивает увеличение глубины сверления перфорационных каналов. Сущность изобретения: устройство включает цилиндрический корпус, подвеску корпуса в виде каротажного кабеля, бур в виде полого стержня с фрезой на конце, узел вращения, узел подачи бура к стенке скважины и узел ориентированного поворота бура. Он размещен внутри корпуса и выполнен в виде мальтийских крестов. Его входное звено связано с узлом подачи бура. Устройство имеет узел промывки для подачи промывочной жидкости в зону разрушения породы буром через его полый стержень, а также механизм прижатия корпуса с стенке скважины. Часть корпуса с размещенными в нем узлами подачи бура, передачи вращения и узлом ориентированного поворота установлена с возможностью полного поворота вокруг центральной оси корпуса. Стержень бура выполнен в виде составных патрубков с соединительными элементами на концах, размещенных в кассетах и подаваемых к узлу подачи бура с помощью делителя. Недостатком сверлящего скважинного перфоратора, является сложность конструкции и низкая надежность.

Задачей создания полезной модели, является повышение надежности и производительности сверлящего скважинного перфоратора.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что сверлящий скважинный перфоратор, включает цилиндрический корпус с резьбой, для соединения с колонной труб, полый бур с режущей поверхностью, узел вращения и узел подачи бура к стенке скважины, функции узла подачи и узла вращения выполняет поршень, установленный в верхней части корпуса, с возможностью осевого перемещения ограниченного штифтами, входящими в пазы, выполненные на его боковой поверхности, в центре поршня выполнено отверстие с резьбой, выполняющей функцию резьбовой передачи, преобразовывающей поступательное движение поршня во вращательное движение подвижного в осевом и радиальном направлении штока, к которому через гибкое звено присоединен бур, причем концентрично штоку установлена возвратная пружина. Угол подъема резьбы резьбовой передачи не менее 45°. В нижней части корпуса установлена и закреплена направляющая гибкое звено вставка. Гибкое звено может быть выполнено из проволоки, навитой виток к витку. Направляющее бур отверстие защищено установленной в нем износостойкой втулкой. В нижней части корпуса выполнено отверстие для прохождения промывочной жидкости. Отверстие в корпусе для прохождения промывочной жидкости защищено от абразивного износа гидромониторной насадкой. Шток выполнен с продольным и поперечными отверстиями, для прохождения в нижнюю часть корпуса промывочной жидкости.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении сверлящего скважинного перфоратора применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…2, где:

на фиг. 1 приведен продольный разрез сверлящего скважинного перфоратора в транспортном положении,

на фиг. 2 приведен продольный разрез сверлящего скважинного перфоратора в рабочем положении.

Сверлящий скважинный перфоратор, содержит цилиндрический корпус 1 с резьбой 2 для соединения с колонной труб, полый бур 3 с режущей поверхностью 4, узел вращения и узел подачи бура к стенке скважины, функции узла подачи и узла вращения выполняет поршень 5, установленный в верхней части корпуса 6 с возможностью осевого перемещения ограниченного штифтами 7, входящими в пазы 8, выполненные на его боковой поверхности, в центре поршня выполнено отверстие с резьбой 9, выполняющей функцию резьбовой передачи, преобразовывающей поступательное движение поршня 5 во вращательное движение подвижного в осевом и радиальном направлении штока 10, к которому через гибкое звено 11 присоединен бур 3, причем концентрично штоку 10 установлена возвратная пружина 12. Угол подъема резьбы резьбовой передачи не менее 45°. В нижней части корпуса 13 установлена и закреплена, направляющая гибкого звена вставка 14. Гибкое звено 11 может быть выполнено из проволоки, навитой виток к витку. Направляющее бур 3 отверстие, защищено установленной в нем износостойкой втулкой 15. В нижней части корпуса 13 выполнено отверстие 16 для прохождения промывочной жидкости. Отверстие в корпусе для прохождения промывочной жидкости 16, защищено от абразивного износа гидромониторной насадкой 17. Шток выполнен с продольным 18 и поперечными 19 отверстиями, для прохождения в нижнюю часть корпуса 13 промывочной жидкости.

Сверлящий скважинный перфоратор работает следующим образом. Перфоратор закрепляют на колонне труб и спускают в скважину в интервал перфорации. Включают насосы. Промывочная жидкость под давлением поступает к перфоратору. Под действием давления поршень 5 двигается вниз, при этом штифты 7 скользят в пазах 8, выполненных на боковой поверхности поршня 5 и предотвращают его радиальное перемещение. Резьба 9 преобразовывает поступательное движение поршня 5 во вращательное движение подвижного в осевом и радиальном направлении штока 10, при этом на штоке 10 возникает также осевая нагрузка, направленная вниз. Шток 10 через гибкое звено 11 давит на бур 3. Бур 3 вращается и одновременно врезается режущей поверхностью в стенку скважины, перпендикулярно к ее оси. Одновременно в зону бурения через отверстие 16, защищенное от абразивного износа гидромониторной насадкой 17, подается струя промывочной жидкости. После того, как поршень доходит до упора, насос выключают и поршень возвращается возвратной пружиной 12 в исходное положение. При этом шток 10, гибкое звено 11 и режущий инструмент 4 вращаются в противоположную сторону, освобождая перфорационное отверстие от шлама. Рабочий цикл повторяют до внедрения режущего инструмента в стенку скважины на его полную длину.

Применение полезной модели позволило:

1. Обеспечить эффективную перфорацию горной породы.

2. Повысить надежность механических деталей перфоратора.

3. Повысить ресурс работы перфоратора.

4. Увеличить межремонтный период работы перфоратора.

5. Повысить производительность перфоратора.

6. Предотвратить заклинивание бура в породе.

Claims (8)

1. Сверлящий скважинный перфоратор, включающий цилиндрический корпус с резьбой для соединения с колонной труб, полый бур с режущей поверхностью, узел вращения и узел подачи бура к стенке скважины, отличающийся тем, что функции узла подачи и узла вращения выполняет поршень, установленный в верхней части корпуса, с возможностью осевого перемещения, ограниченного штифтами, входящими в пазы, выполненные на его боковой поверхности, в центре поршня выполнено отверстие с резьбой, выполняющей функцию резьбовой передачи, преобразовывающей поступательное движение поршня во вращательное движение подвижного в осевом и радиальном направлении штока, к которому через гибкое звено присоединен бур, причем концентрично штоку установлена возвратная пружина.

2. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что угол подъема резьбы резьбовой передачи не менее 45°.

3. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что в нижней части корпуса установлена и закреплена направляющая гибкое звено вставка.

4. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что гибкое звено может быть выполнено из проволоки, навитой виток к витку.

5. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что направляющее бур отверстие защищено установленной в нем износостойкой втулкой.

6. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что в нижней части корпуса выполнено отверстие для прохождения промывочной жидкости.

7. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что отверстие в корпусе для прохождения промывочной жидкости защищено от абразивного износа гидромониторной насадкой.

8. Сверлящий скважинный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что шток выполнен с продольным и поперечными отверстиями, для прохождения в нижнюю часть корпуса промывочной жидкости.

Images