RU2542023C2 - Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора - Google Patents

Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора Download PDF

Info

Publication number
RU2542023C2
RU2542023C2 RU2013127064/03A RU2013127064A RU2542023C2 RU 2542023 C2 RU2542023 C2 RU 2542023C2 RU 2013127064/03 A RU2013127064/03 A RU 2013127064/03A RU 2013127064 A RU2013127064 A RU 2013127064A RU 2542023 C2 RU2542023 C2 RU 2542023C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
nozzle
water injection
injection nozzle
section
Prior art date
Application number
RU2013127064/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013127064A (ru
Inventor
Михаил Анатольевич Камышев
Сергей Иванович Томин
Original Assignee
Михаил Анатольевич Камышев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Анатольевич Камышев filed Critical Михаил Анатольевич Камышев
Priority to RU2013127064/03A priority Critical patent/RU2542023C2/ru
Publication of RU2013127064A publication Critical patent/RU2013127064A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2542023C2 publication Critical patent/RU2542023C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к струйным насадкам для гидропескоструйного перфоратора, применяемого при вскрытии пластов для создания каналов и локальных щелей в скважинах с открытым забоем и обсаженных эксплуатационными колоннами. Струйная насадка содержит продольный канал переменного сечения, в выходной части которого выполнена вихревая камера, представляющая собой осесимметричную полость, охватывающую участок заданной длины. Обеспечивается снижение абразивного износа канала насадки и одновременное повышение эффективности истекающей струи. 1 ил.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к струйным насадкам (далее по тексту - насадкам) для гидропескоструйного перфоратора, применяемого при вскрытии пластов для создания каналов и локальных щелей в скважинах с открытым забоем и обсаженных эксплуатационными колоннами и расширения забоев в необсаженных скважинах.
Известна струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора, описанная в патенте RU №2247227, МПК Е21В 43/114, В05В 1/34, опубл. 27.02.2005 г., содержащая корпус и проточный коноидальный щелевой канал переменного сечения, выполненный винтовым с углом поворота его продольной оси в интервале 20-60 градусов с уменьшением площади сечения выходного щелевого отверстия по сравнению с входным в 1,5-3 раза. Недостатком данного технического решения является сложность его конструкции (винтообразный канал переменного сечения) и высокий абразивный износ канала насадки, поскольку абразивные частицы, в качестве которых обычно используется песок, под действием силы тяжести концентрируется вблизи нижней стенки канала, что при высокой скорости частиц (160-200 м/с) приводит к быстрому износу канала.
Известен гидропескоструйный перфоратор, описанный в патенте RU №2312979, МПК Е21В 43/114, опубл. 20.12.2007 г., содержащий полый корпус с коническими резьбовыми отверстиями для размещения форсунок (насадок), включающих корпус и твердосплавную струйную вставку с коническим отверстием. Корпус перфоратора имеет углубления для размещения форсунок, а в углублениях в определенном месте и под определенным углом закреплена сменная площадка отражения из твердосплавного материала. В этом техническом решении, как и в предыдущем, также происходит интенсивный износ стенок канала насадки, что требует ее замены, т.е. снижает долговечность работы перфоратора в целом.
Известна также гидромониторная насадка для гидромеханического перфоратора, описанная в патенте RU №2338056, МПК Е21В 43/114, опубл. 10.11.2008 г., имеющая канал для формирования струи жидкости, выполненной с коническим сходящимся соплом, образующим разгонную камеру и соединенным с цилиндрическим участком канала. При этом угол захода конического сопла составляет 13-14 градусов, а длина разгонной камеры составляет 1,3-1,7 диаметра канала. Недостатком данного технического решения является высокий абразивный износ канала насадки, поскольку под действием силы тяжести абразивные частицы концентрируются возле нижней стенки канала, что и является причиной его износа, а следовательно, снижает надежность и долговечность работы перфоратора.
Известна гидромониторная насадка для гидромеханического скважинного перфоратора, описанная в патенте RU №2230182, МПК Е21В 43/114, опубл. 10.06.2004 г., входная кромка которой выполнена с кривизной, радиус которой равен толщине ее стенки. Однако такой радиус захода не исключает возможности вихреобразования, т.е. турбулентный режим движения жидкости, в результате чего в насадке может возникать эффект кавитации, что приводит к ее преждевременному разрушению.
В качестве прототипа, как наиболее близкого по технической сути, выбрана форсунка гидропескоструйного перфоратора, описанная в патенте RU №2448241, МПК Е21В 43/114, опубл. 20.04.2012 г., содержащая корпус с приливом и твердосплавную струйную вставку с отверстием переменного сечения. При этом форсунка снабжена защитной гайкой, а на наружной части прилива корпуса выполнена резьба для соединения с защитной гайкой. Данное техническое решение позволяет предохранить от достаточно быстрого износа коническое отверстие в корпусе перфоратора под струйную насадку и поверхность вблизи него от воздействия отраженной реактивной струи, однако проблема износа канала струйной насадки остается открытой.
Задачей изобретения является создание такой конструкции струйной насадки для гидропескоструйного перфоратора, которая позволила бы существенно снизить износ ее канала и одновременно повысить эффективность (разрушающую способность) истекающей струи.
Достигается это тем, что в известной струйной насадке для гидропескоструйного перфоратора, содержащей продольный канал переменного сечения, выполненный в насадке, согласно изобретению:
- в выходной части канала выполнена вихревая камера, представляющая собой осесимметричную полость, охватывающую участок заданной длины в выходной части канала.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1, на которой в разрезе представлена заявляемая струйная насадка, установленная в корпусе гидропескоструйного перфоратора (вариант исполнения). В коническом отверстии 1 корпуса перфоратора расположена струйная насадка 2, выполненная из твердосплавного материала. Прилив корпуса 1 посредством резьбы служит для соединения с защитной гайкой 3, наружная поверхность которой срезана от внутреннего диаметра к наружному для создания обтекаемой формы, снижающей воздействие от реактивной струи. Насадка 2 содержит продольный канал 4 переменного сечения, имеющий на входе, например, скругленные края 5, а на выходе выполненный в виде цилиндра 6. В выходной части канала 4 выполнена вихревая камера 7, представляющая собой осесимметричную полость, охватывающую участок заданной длины в выходной части канала 4. Направление движения жидкости, истекающей из насадки, показано стрелкой. Данные о форме вихревой камеры 7 и ее геометрических размерах являются «ноу-хау» заявителя.
Работа заявляемого технического решения происходит следующим образом. Гидропескоструйный перфоратор с установленными струйными насадками, прикрепленный к колонне напорных труб, опускают в скважину и подают под давлением гидроабразивную смесь, представляющую собой смесь воды и песка в заданном соотношении, истекающую через канал 4 насадки 2. При прохождении гидроабразивной смеси через канал 4 в вихревой камере 7 образуются вихревые потоки. В результате воздействия вихревых потоков происходит значительное дифференцирование вектора скорости гидроабразивной смеси в продольной плоскости сечения насадки 2 с увеличением скорости ближе к продольной оси и ее уменьшению к периферии, что приводит к увеличению полезной длины истекающей струи, а следовательно, к повышению ее эффективности (разрушающей способности). Направление движения абразивных частиц благодаря реализующимся в вихревой камере вихревым потокам смещается к центру потока (к продольной оси канала 4), а скорость их движения на выходе из канала 4 увеличивается. При этом концентрация абразивных частиц и их скорость у стенок канала 4 снижается, что снижает его абразивный износ. Воздействие абразивных частиц на вихревую камеру 7 также отсутствует благодаря инерции приданного им направления движения. Таким образом, применение насадки предлагаемой конструкции позволяет увеличить эффективность и срок службы насадок гидропескоструйных перфораторов. Заявителем проведены расчеты поля скорости жидкости, протекающей внутри канала и траектории движения абразивных частиц при наличии вихревой камеры и без нее, которые позволили выбрать оптимальную форму вихревой камеры, ее размеры и положение относительно канала 4 насадки 2.
Приводимые в формуле изобретения отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, в связи с чем изобретение соответствует критерию «новизна».
Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».
Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Учитывая изложенное, заявитель считает, что заявленное техническое решение может быть защищено патентом на изобретение.

Claims (1)

  1. Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора, содержащая продольный канал переменного сечения, выполненный в насадке, отличающаяся тем, что в выходной части канала выполнена вихревая камера, представляющая собой осесимметричную полость, охватывающую участок заданной длины в выходной части канала.
RU2013127064/03A 2013-06-13 2013-06-13 Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора RU2542023C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127064/03A RU2542023C2 (ru) 2013-06-13 2013-06-13 Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127064/03A RU2542023C2 (ru) 2013-06-13 2013-06-13 Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013127064A RU2013127064A (ru) 2014-12-20
RU2542023C2 true RU2542023C2 (ru) 2015-02-20

Family

ID=53278219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127064/03A RU2542023C2 (ru) 2013-06-13 2013-06-13 Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542023C2 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4050529A (en) * 1976-03-25 1977-09-27 Kurban Magomedovich Tagirov Apparatus for treating rock surrounding a wellbore
JP2000167438A (ja) * 1998-12-03 2000-06-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 噴射ノズル
RU2247227C2 (ru) * 2000-06-14 2005-02-27 Фатихов Василь Абударович Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора
RU62981U1 (ru) * 2006-12-27 2007-05-10 Игорь Александрович Гостев Гидромониторная насадка для гидромеханического перфоратора
RU2448241C1 (ru) * 2010-10-04 2012-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Нефть-Сервис" Форсунка для гидропескоструйного перфоратора

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4050529A (en) * 1976-03-25 1977-09-27 Kurban Magomedovich Tagirov Apparatus for treating rock surrounding a wellbore
JP2000167438A (ja) * 1998-12-03 2000-06-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 噴射ノズル
RU2247227C2 (ru) * 2000-06-14 2005-02-27 Фатихов Василь Абударович Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора
RU62981U1 (ru) * 2006-12-27 2007-05-10 Игорь Александрович Гостев Гидромониторная насадка для гидромеханического перфоратора
RU2448241C1 (ru) * 2010-10-04 2012-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Нефть-Сервис" Форсунка для гидропескоструйного перфоратора

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЛАСОВ В.Н. "О струйных газовых энерготехнологиях"; "Академия Тринитаризма", Москва, Эл N77-6567, публ.14825, 09.06.2008 [он-лайн] [найдено 29.09.2014]. Найдено в Интернет *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013127064A (ru) 2014-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10876367B2 (en) Downhole vibratory apparatus
EP2268886B1 (en) Method and apparatus for jet-assisted drilling or cutting
JP5443393B2 (ja) 流体流れ制御バルブ
US8460438B2 (en) Choke assembly
EP2529843B1 (en) Reverse-flow nozzle for generating cavitating or pulsed jets
US20100288562A1 (en) nozzle with channels that impart an angular momentum to the exiting fluid and methods for making and using same
US20150292516A1 (en) Impeller for centrifugal pump and use thereof when pumping drill fluid containing cuttings
RU2542023C2 (ru) Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора
RU143107U1 (ru) Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора
RU2247227C2 (ru) Струйная насадка для гидропескоструйного перфоратора
CA2764302A1 (en) Fluid or slurry pulsing casing/liner shoe
WO2021008831A1 (en) A vortex device and a method for hydroacoustic treatment of a fluid
RU2721144C1 (ru) Устройство для декольматации скважин
RU2264850C2 (ru) Диспергатор
RU104236U1 (ru) Кольмататор гидроструйный эжекторный наддолотный

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Notice of change of address of a patent owner