SU802528A1 - Импульсный гидравлический пер-фОРАТОР - Google Patents

Description

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТОР

1

Изобретение относитс  к нефтегазодобываюш ,ей промышленности, а именно к способам и устройствам дл  перфорации скважин направленной струей жидкосчи.

Известен гидропескоструйный перфоратор , включающий корпус с гидромониторными насадками 1.

Перфораци  обсадных колонн, цементного камн  и горной породы с использованием данного устройства осуш,ествл етс  за счет использовани  абразивного и гидромониторного эффектов высокоскоростных песчано-жидкостных струй, вылетаюших с большой скоростью из насадок.

По литературным источникам глубина перфорационного канала в продуктивном пласте скважин находитс  в пределах 20- 25 см при длительности воздействи  до 25 мин.

Дл  дальнейшего увеличени  глубины перфорационного канала и сокрашени  времени перфорации, необходимо увеличение диаметра насадки и, как следствие, увеличение числа насосных агрегатов.

При добавлении в рабочую жидкость абразивного материала интенсификаци  процесса возрастает, но это вызывает быстрый износ наземного и подземного оборудовани  При проведении гидропескоструйной перфорации на больших глубинах эффективность ее падает, поскольку на струю рабочей жидкости велико вли ние гидростатики, а также велики гидравлические потери при прокачке рабочей жидкости.

Известен также импульсный гидравлический перфоратор дл  вскрыти  продуктивного пласта, содержащий wopnyc с наконечником , пороховой зар д, мембрану, рабочую жидкость в камере с коническим каналом , нижним концом который направлен на стенку скважины 2.

.Недостатком этой конструкции перфоратора  вл етс  мала  длительность воздейстВИЯ струи на пласт, небольшой объем рабочей жидкости, воздействующей на пласт при взрыве порохового зар да, дл  создани  давлени  используетс  энерги  пороховых газов.

Claims (3)

1. Известен также импульсный гидравлический перфоратор, включающий корпус с гидромониторными насадками и механизм периодического перекрыти  насадка, состо щий из вращающегос  ротора с отверсти МИ , приводимого в движение гидравлической турбиной 3. При вращении ротора гидромониторные насадки периодически перекрываютс , а при совпадении отверстий ротора с насадками происходит выпуск струи рабочей жидкости из перфоратора. Недостатком данного перфоратора  вл етс  сложность его конструкции, т. к. дл  привода ротора используетс  многоступенчата  турбина, лопасти которой быстро изнашиваютс , особенно, при наличии абразива в рабочей жидкости, что снижает надежность работы. Целью насто щего изобретени   вл етс  упрощение конструкции перфоратора. Указанна  цель достигаетс  тем, что механизм периодического перекрыти  насадок выполнен в виде полого плунжера, жестко соединенного с двухступенчатым полым порщнем, подпружиненным относительно корпуса , и соосно расположенного в плунжере и поршне ступенчатого щтока, подпружиненного относительно поршн  и имеющего осевой канал, перекрытый в верхней части тарельчатым клапаном с индикаторным стержнем , причем двухступенчатый поршень образует с корпусом надпорщневую камеру, гидравлически св занную с осевым каналом ступенчатого штока и через канал с жиклером со скважинным пространством, и подпоршневую камеру, гидравлически св занную каналом с полостью над плунжером. На фиг. 1 изображен общий вид перфоратора в разрезе в момент перекрыти  насадок , на фиг. 2 - перфоратор в момент выпуска струи рабочей жидкости из насадок. Импульсный гидравлический перфоратор содержит корпус 1, св занный в верхней части с колонной труб 2, а в нижней части - с корпусом гидроцилиндра 3. Внутри корпуса 1, в его верхней части, установлен с возможностью перемещени  плунжер 4, герметично перекрывающий внутреннюю полость 5 колонны труб 2 своим верхним конусом . Нижним конусом плунжер 4 выходит в цилиндрическую расточку 6 в корпусе 1, и жестко св зан со ступенчатым порщнем 7, который установлен в цилиндрической расточке 6, с возможностью перемещени . Ступенчатый поршень 7 своим нижним концом 8 выходит в корпус гидроцилиндра 3 и опираетс  на возвратную пружину 9, установленную в камере переменного объема 10, котора  каналом 11 посто нно св зана с внутренней полостью 5 колонны труб 2 и в нижней части герметично закрыта резьбовой пробкой 12. Внутри плунжера 4 выполнен сквозной канал 13, в котором в верхней части установлена регулировочна  пробка 14 с отверстием 15, регулировочна  пробка 14 поджимает пружину 16 к головке 17 индикаторного стержн  18. Индикаторный стержень 18 содержит осевой канал 19, свободно проходит нижним концом внутри регулировочной гайки 20 и св зани с тарелью клапана 21. Тарель клапана 21 установлена таким образом, что поджимаетс  ж торцу двухступенчатого щтока 22, перекрыва  канал 23, который своим нижним концом выходит в полость 24. Полость 24 каналом 25 в плунжере 4, св зана с камерой переменного объема 26, образуемой внутренней поверхностью корпуса 1 и ступенчатым поршнем 7, а также через жиклер 27 в ступенчатом поршне 7, отверстие 28 в корпусе 1 - с межтрубным пространством. Нижний конец двухступенчатого щтока 22 образует подвижное соединение со ступенчатым порщнем 7 и опираетс  на пружину .29, установленную в цилиндрической расточке 30 ступенчатого порщн  7 и поджатую резьбовой пробкой 31. Цилиндрическа  расточка 30 через канал 32 в теле ступенчатого поршн  7, канал 33 в корпусе гидроцилиндра 3, св зана с межтрубным пространством. Двухступенчатый щток 22 уплотнен относительно плунжера уплотнением 34, а относительно внутренней поверхности ступенчатого поршн  7 уплотнением 35. В верхней части корпуса 1, в зоне перекрыти  полости 5 колонны труб 2 плунжером 4, выполнена расточка 36, в которой установлена сменна  насадка 37. Перфоратор работает следующим образом . На колонне труб 2 устройство опускаетс  в скважину. Плунжер 4, св занный со ступенчатым порщнем 7, поджимаетс  пружиной 9 к торцу колонны труб 2 и перекрывает внутреннюю полость 5. Рабоча  жидкость в насадку 37 не подаетс . В полость 5 колонны труб 2 подают рабочую жидкость. При этом давление внутри колонны труб 2 возрастает и передаетс  по отверстию 15 в регулировочной пробке 14 в сквозной канал 13 в плунжере 4 и далее по осевому каналу 19 в индикаторном стержне 18 передаетс  на тарель клапана 21 и торец двухступенчатого штока 22. Тарель клапана 21 усилием пружины 16, действующей на головку 17 индикаторного стержн  18, и давлением рабочей жидкости поджимаетс  к торцу двухступенчатого штока 22, перекрыва  канал 23. Двухступенчатый шток 22, совместно с тарелью клапана 21 и индикаторным стержнем 13, давлением рабочей жидкости перемещаютс  вниз. При этом двухступенчатый шток 22 действует на пружину 29 и сжимает ее. Усилие пружины 29 подбираетс  с помощью резьбовой пробки 31. Давление рабочей жидкости в полости 5 колонны труб по каналу 11 посто нно действует на площадь поперечного сечени  ступенчатого поршн  7 в камере переменного объема 10 и прижимает плунжер 4 к торцу колонны труб 2. При определенном давлении рабочей жидкости двухступенчатый шток 22 с тарелью клапана 21 и индикаторным стержнем 18 подходит к нижнему положению. Индикаторный стержень 18 головкой 17 зависает на регулировочной гайке 20. Тарель клапана 21 при этом отрываетс  от торца двухступенчатого штока 22 и открывает канал 23 дл  свободного прохода рабочей жидкости в полость 24. Рабоча  жидкость под давлением по каналу 25 попадает в камеру переменного объема 26 и действует на ступенчатый поршень 7. OM: RpeMeHHo двухступенчатый шток 22 дополнительным усилием от давлени  рабочей жидкости, действуюш,им на плошадку в области перехода с меньшего диа .метра на больший, дожимаетс  вниз и еш,е больше сжимает пружину 29. Ступенчатый поршень 7, совместно с плунжером 4 резко движетс  вниз, сжимает возвратную пружину 9 и вытесн ет рабочую жидкость из камеры переменного объема 10 на колонну 11 в полость 5 колонны труб 2. Рабоча  жидкость под давлением из полости 5 попадает через расточку 36 к сменной насадке 37. Стру  рабочей жидкости истекает из часадки 37 и производит разрушение пороа ,ы пласта. Так как расход рабочей жидкости через насадку 37 превышает расход наземного несоосного агрегата, то давление в полости 5 колонны труб 2 падает. При этом двухступенчатый шток 22 усилием сжатой пружины 29 движетс  вверх и встречаетс  с тарелью клапана 21. Тарель клапана 21 перекрывает канал 23 и подача рабочей жидкости в полость 24 и камеру переменного объема 26 прекрашаетс . При этом на ступенчатый поршень 7 начинает действовать усилие сжатой пружины 9 и разность давлений рабочей жидкости в камере переменного объема 26 и камере переменного объема 10. Рабоча  жидкость из камеры переменного объема 26 усилием пружины 9 и усилием от давлени  рабочей жидкости на ступенчатом поршне 7 вытесн етс  по каналу 25 в полость 24 и далее через жиклер 27, канал 28 выходит в межтрубное пространство . Ступенчатый поршень 7 совместно с плунжером 4 давлением рабочей жидкости на плош.адь поперечного сечени  в камере переменного объема 10 движутс  в верхнее положение . Плунжер 4 торцовой поверхностью перекрывает при опред-ленном давлении колонну труб 2. Двухступенчатый шток 22 с тарелью клапана 21 и индикаторным стержнем 18 при этом занимают исходное положение. Давление рабочей жидкости в полости 5 колонны труб 2 вновь возрастает и цикл повтор етс . Формула изобретени  Импульсный гидравлический перфоратор , включаюший корпус с гидромониторными насадками и механизм периодического перекрыти  насадок, отличающийс  тем, что, с целью упрошени  конструкции, механизм периодического перекрыти  насадок выполнен в виде полого плунжера, жестко соединенного с двухступенчатым полым поршнем , подпружиненным относительно корпуса , и соосно расположенного в плунжере и поршне ступенчатого штока, подпружиненного относительно поршн  и имеюшего осевой канал, перекрытый в верхней части тарельчатым клапаном с индикаторным стержнем , причем двухступенчатый поршень образует с корпусом надпоршневую камеру, гидравлически св занную с осевым каналом ступенчатого штока и через канал с жиклером со скважинным пространством, и подпоршневую камеру, гидравлически св занную каналом с полостью над плунжером. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Лаврушко П. Н. и др. Эксплуатаци  нефт ных и газовых скважин. М., «Недра, 1971, с. 29.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 563484, кл. Е 21 В 43/117, 07.01.74.
3. 3.Авторское свидетельство СССР 350932, кл. Е 21 В 43/114, 15.07.70.

   /

   //

   $иг.2