RU27148U1 - Устройство для перфорации скважины - Google Patents

Description

2002122203

- {1Йр1ШШПШПППН1 :МПК6Е21В43/112

(rSiVli IJX О HZ 1 Jj T-J/ i i Z

rfifr

УСТРОЙСТВО для ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к нефтяной и газовой нромышленности и может быть иснользована для формирования отверстий в колонне скважины или в насоснокомпрессорной трубе, спущенной в скважину.

Известны различные устройства для перфорации скважины: механические, взрывные, химические , электродуговые (Фридляндер Л.Я. Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник, М.: Недра, 1990; US патент № 4226288, кл. E21D 10/00,1980; РФ патент № 2069739, 6 Е21В 43/11,1997; US патент № 2381929, Е2Ш 43/112,1945; SU а.с.1596082, кл.Е21В43/11,1990).

Общим недостатком известных устройств является больщая стоимость как самих устройств, так и выполняемых ими работ.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является устройство по патенту РФ № 2087685, кл. Е21В 43/112, 1997, которое имеет более простую конструкцию и поэтому несколько меньшую стоимость.

Устройство для перфорации скважины по прототипу содержит корпус с цилиндром, силовой привод с насосом, камеру с рабочей жидкостью, поршень, шток, камеру высокого давления с поршнем и инструментом для перфорации. Недостатками прототипа являются:

трудности возврата инструмента в исходное положение ввиду его перекосов в процессе перфорации;

быстрый износ инструмента и вероятность его поломок ввиду больших удельных нагрузок на него;

Задачей полезной модели является создание устройства перфорации скважины, лишенного указанных недостатков.

Техническим результатом, достигаемым нри использовании предложенного устройства, является создание не ломающегося, не изнашивающегося, не заклинивающего и всегда возвращающегося в исходное положение инструмента.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для перфорации скважины, содержащем корпус с цилиндром, силовой привод с насосом, камеру с рабочей жидкостью, поршень, шток, камеру высокого давления с поршнем и инструментом для перфорации, согласно полезной модели, камера высокого давления соединена через фильтр с обратньм клапаном, установленным в корпусе, в поршне, расположенном в камере высокого давления, выполнены конус и фильера, поршень соединен с пружиной или установлен неподвижно, в качестве инструмента использована жидкость, находящаяся в камере высокого давления и предназначенная для транспортировки через конус и фильеру.

Соединение камеры высокого давления через фильтр с обратным клапаном, установленньм в корпусе, обеспечивает заполнение камеры скважинной жидкостью, очищенной фильтром, после окончания каждого рабочего цикла. Это позволяет устройству быть готовым к работе сразу же после возврата порщня и щтока в исходное положение. Кроме того, обратный клапан не позволяет жидкости выходить из камеры в скважину в процессе рабочего цикла. Находящаяся под высоким давлением жидкость в камере высокого давления имеет возможность выходить в скважину только через фильеру и выполнять перфорацию.

Выполнение в порщне в камере высокого давления конуса и фильеры обеспечивает плавный вход жидкости из камеры в фильеру без значительных гидродинамических потерь и выполнение перфорации жидкостью, вышедшей из фильеры во время рабочего цикла.

Соединение поршня, расположенного в камере высокого давления, с пружиной обеспечивает его возврат в исходное положение после окончания рабочего цикла. Кроме того, подвижный поршень имеет возможность подойти вплотную к перфорируемой стенке, что способствует улучшению процесса перфорации.

Установка поршня, расположенного в камере высокого давления, неподвижно упрош;ает его уплотнение и обслуживание и позволяет выбрать размер зазора между фильерой и стенкой перфорируемой трубы, обеспечиваюп ;ей получение заданного увеличенного диаметра перфорационного канала в трубе.

Использование в качестве инструмента жидкости, находящейся в камере высокого давления и предназначенной для транснортировки через конус и фильеру, обеспечивает получение неизнашивающегося, неперекашиЁающегося, не заклинивающегося и не ломающегося инструмента. Кроме того, жидкостной инструмент обеспечивает увеличение глубины перфорационного канала. Все в совокупности приводит к увеличению добьши нефти.

Использование в качестве инструмента жидкости, находящейся в камере высокого давления, позволяет постоянно пополнять эту жидкость из скважины через обратный клапан и вьшолнять рабочий цикл и перфорацию столько раз, сколько это необходимо.

Подача жидкости, находящейся под большим давлением, через конус и фильеру обеспечивает разгон выходящей струи до сверхзвуковой скорости, в результате чего струя разрушает металл и породу и по сути своего действия становится инструментом.

Предложенное устройство показано на чертеже, где на фиг. 1 изображен продольный разрез устройства, а на фиг. 2 - продольный разрез поршня, установленного неподвижно в камере высокого давления.

Устройство содержит корпус 1 с цилиндром 2, силовой привод 3 с насосом, камеру 4 с рабочей жидкостью, поршень 5, шток 6, камеру высокого давления 7 с поршнем 8 и ин

струментом для перфорации, в качестве которого использована жидкость 9, находящаяся в камере высокого давления 7. Камера высокого давления 7 соединения через фильтр 10с обратным клапаном 11, установленным в корпусе 1. В поршне 8, расположенном в камере высокого давления 7, выполнены конус 12 и фильера 13. Поршень 8 соединен с пружиной 14 или установлен неподвижно (на фиг.2). Жидкость 9 предназначена для транспортировки через конус 12 и через фильеру 13.

Предложенное устройство для перфорации скважины работает следующим образом.

Подсоединяют устройство к геофизическому кабелю и опускают в скважину в зону перфорации. По кабелю подают ток к силовому приводу 3. Привод 3 перекачивает рабочую жидкость из камеры 4 в камеру над поршнем 5 и создает рабочее давление. Поршень

5начинает перемещаться вниз по цилиндру 2.и перемещает шток 6. Под штоком 6 давление жидкости 9 в камере высокого давления 7 возрастает по сравнению с рабочим давлением жидкости над поршнем 5 обратно пропорционально соотношению площадей штока

6и поршня 5. Давление жидкости 9 достигает нескольких тысяч кГс/см. Обратный клапан 11 давлением жидкости 9 в камере 7 закрывается.

Благодаря наличию фильеры 13 в поршне 8 жидкость 9 под большим давлением выходит через направляющие конус 12 и через фильеру 13 в зазор между поршнем 8 и стенкой перфорируемой трубы в скважине. Скорость движения жидкости 9, выходящей из фильеры возрастает обратно пропорционально поперечным сечениям фильеры 13 и штока 6. Струя жидкости 9, выходящая с больщой скоростью из фильеры 13, размывает трубу, цементный камень и частично призабойную зону пласта. Так как диаметр фильеры небольшой - менее одного миллиметра, то перфорация осуществляется при небольшом расходе жидкости 9 и объема камеры высокого давления 7 оказывается достаточно для выполнения перфорации. Диаметр получаемого перфорационного канала в трубе зависит от расстояния кромки фильеры 13 на поршне 8 от стенки трубы в скважине. При подвижном

поршне 8 он самоустанавливается под действием давлений с обеих его сторон и возвращается в исходное состояние пружиной 14. Если получаемый диаметр перфорационного канала в трубе недостаточен, то в этом случае норшень 8 устанавливают на резьбе неподвижно и регулируют зазор между кромками фильеры 13 и стенкой трубы в скважине до получения запланированного диаметра перфорационного канала в трубе.

После окончания перфорации, что происходит после полного рабочего хода поршня 5 и штока 6 и самоотключения силового привода 3, давление жидкости 9 в камере 7 падает до величипы давления жидкости в скважине и подпружиненный обратный клапан 11 открывается. Жидкость из скважины заходит в камеру 7 частично через фильеру 13, но в основном через обратный клапан 11. Под действием скважинного давления шток 6 перемещается вверх и перемещает поршень 5 в исходное положение. Жидкость из камеры над поршнем 5 вьщавливается поршнем 5 через каналы привода 3 в камеру 4.

После этого устройство опять готово к работе, и его можпо переместить кабелем па запланированное расстояние и выполнить перфорацию следующего канала.

После окончания работы устройство извлекают из скважины.

В работе устройства использован не ломающийся, не изнашиваемый, не заклинивающийся, всегда возвращающийся в исходное положение инструмент в виде струи жидкости 9, выходящей из фильеры 13.

Claims (1)

1. Устройство для перфорации скважины, содержащее корпус с цилиндром, силовой привод с насосом, камеру с рабочей жидкостью, поршень, шток, камеру высокого давления с поршнем и инструментом для перфорации, отличающееся тем, что камера высокого давления соединена через фильтр с обратным клапаном, установленным в корпусе, в поршне, расположенном в камере высокого давления, выполнены конус и фильера, поршень соединен с пружиной или установлен неподвижно, в качестве инструмента использована жидкость, находящаяся в камере высокого давления и предназначенная для транспортировки через конус и фильеру.