Устройство для вертикальных перемещений перфоратора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1ПЕРФОРЛТРРА , содержащее корпус, устанкжпеккый с возможностью перемещения относитеп но него шток, образующий с корпус м( кольцевую герметичную камеру, запопненную вязкой жидкостью, в которой расположен поршень, жестко связаииый со штоком и нмекхций обратный кпапав и капиптгарный канап, о. тпичающее - с я тем, что, с цепью повышения иадежности его работы путем обеспечения заданной скорости перемещения штока, оио снабжено уста{ювпенным в камере над поршнем подпружиненным относительно S корпуса дополнительным поршнем.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3364252/22-03 (22) 08.12.8 1 (46) 15.09.83. Бюл. М 34 (72) П.М.Усачев, Ю.А.Миклин и А.А. Саврасов (71) Всесоюзный нефтегазовый научноисследовательский институт (53) 622.243.14 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 672331, кл. Е 21 В 43/114, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР % 737619, кл. Е 21 В 43/114, 1976 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРТИ

КАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1ПЕРФОРАТО»

РА, содержащее корпус, установленный с воэможностью перемещения относительно юго шток, образующий с корпусом кольцевую герметичную камеру, заполненную вязкой жидкостью, в которой расположен поршень, жестко связанный со штоком и имеющий обратный клапан и капиллярный канал, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности его работы путем обеспечения заданной скорости перемещения штока, оно снабжено установленным в камере над поршнем подпружиненш)м относительно корпуса дополнительным поршнем.

1 1О41

Изобретение относится к оборудованию, используемому в нефтегазодобь|ваю щей промышленности.

Известно глубинное устройство для вертикальны х перемещений идроабразивного перфоратора на забое скважины, содержащее цилиндр, поршень, переводники, золотниковый механизм переключения.

Переключение направления хода поршня осуществляется при помощи золотникового 10 механизма (1) .

Недостатками этого устройства является сложность конструкции, контактирование рабочей жидкости с деталями, управляющими работой устройства и Их выход 15 из строя, Известно также устройство для вертикальных перемещений перфоратора, содержащее корпус, установленный с возможностью перемещения относительно него 20 шток, образующий с корпусом кольцевую герметичную камеру, заполненную вязкой жидкостью, в которой расположен поршень, жестко связанный со штоком и имекхций обратный клапан и капиллярный канал (21. 25

Недостатком указанного. устройства яв ляется низкая надежность его работы изэа нарушения зарядной скорости перемеще ния штока.

Шток и поршень, находящиеся в камере З0 устройства, заполненного вязкой жидкостью при работе, находятся в двух крайних положениях - верхнем и нижнем (относительно цилиндра}. Причем при нахождении ступенчатого .штока и поршня в крайнем нижнем положении объем надпоршневого пространства (в цилиндре) больше объема подпоршневого пространства при нахождении потока и поршня в крайнем верхнем положении. Разница объемов выражается величиной ьЧ= 0,78д р2 д ) р где g ) - разница объемов надпоршневого и подпоршневого пространств соответственно при расположении поршня в цилиндре в нижнем и верхнем положениях;

D - наружный диаметр большей ступени штока; д - наружный диаметр меньшей ступени штока; — величина перемещения поршня в цилиндре.

Увеличение надпоршневого объема в

55 камере при движении поршня вниз приводит к образованию разрежения в надпоршневой полости цилиндра. Это вызывает в свою очередь нарушение течения жидкос674 2 ти иэ поршневой полости цилиндра через капилляр в надпоршневую. При этом возможно интенсивное выделение газов и паров из вязкой жидкости, которой,заполнен цилиндр, и даже ее закипание. В ксьнечном итоге все ато приведет к нарушению течения жидкости через капилляр, т.е. нарушению заданной. скорости перемещения поршня и штока в цилиндре, а возможно, и их остановке, При атом возникает неопределенность относительно конечной цели - образование щели в обсадной колонне скважины и пласте, так как скорость разрушения преграды струей абразивной жидкости, истекающей из насадок перфоратора, при прочих равных условиях зависит от скорости ее движения относительно преграды, (т.е. скорооти перемещения поршня и штока в цилиндре устройства) °

Целью изобретения является повышение надежности работы его путем обеспечения заданной скорости перемещения штока.

Поставленная цепь достигается тем, что устройство для вертикальных перемещений перфоратора, содержащее корпус, установленный с возможностью переме- щения относительно него шток, образующий с корпусом кольцевую герметичную камеру, заполненную вязкой жидкостью, в которой размещен поршень, жестко связанный со штоком и имеющий обратный клапан и капиллярный канал, снабжено установленным в камере над поршнем подпружиненных относительно корпуса дополнительным поршнем.

Наличие подпружиненного дополнительного поршня в устройстве исключает возможность закипания жидкости при движении штока вниз, за счет расширения газа над поршнем, что позвопяет предотвратить возникновение вакуума в подпоршневой полости.

Наличие шпонки и продольного паза в хвостовике устройства исключает возможность поворота перфоратора вокруг продольной оси, что дает возможность получать щели заданных размеров и направлений.

На чертеже схематично изображено глубинное устройство для вертикальных перемещений перфоратора.

Устройство содержит корпус 1, включающий цилиндр 2 и хвостовик 3, По оси устройства в корпусе 1, цилиндре 2 и хвостовике 3 расположен двухступенчатый полый шток 4 с размещенным на нем поршнем 5 с обратным клапаном 6 и

3 1041674 4 капиллярным каналом 7. В верхней части 13 и 14 в крайних верхнем, и нижнем цилиндра 2 на штоке расположен допол- положении компенсируется расширением нительный поршень 8. На нижнем конце -, полости 12 с одновременным перемещеништока установлен переходник 9, взаимо- — ем дополнительного поршня 8 в цилиндре действующий через направляющую шпонку 5 2 до выравнивания давлений.

1.0 с хвостовиком 3 и переходником 9.

Уплотнения 11 служат для герметизации . Дополнительный поршень 8 подпружикамер 12-14, а уплотнения 15 - для нен относительно. корпуса 1 газом или устранения возможности попадания абра- легкокшищей жидкостью, которыми зазива к уплотняющиу элементам 11. jo полняют камеру 12, причем давление в

Устройство работает следующим об- . . камере выбирают таким, чтобы происхо» ay разом. дила компенсация увеличения объема камеЖидкость с абразивом по колонне на-,ры 13,этим устраняют закипание жидкости сосно-компрессорных труб подается в в камерах 13 и 14 и тем самым сохраняустройство, расположенное в интервале 15- ют заданные условия течения жидкости перфорации. Жидкость проходит через: из камеры 14 в камеру 13 через капиппопый шток 4 и поступает к насадкам лярный канал 7. перфоратора, закрепленного на переход- Время потока жидкости из камеры 14 . нике 9. Давление рабочей жидкости дей- в камеру 13 определяется эксперименствует на все сечение полого штока и рО тально при заданных параметрах. По иосоздает усилие, направленное вниз. Одно- течении указанного времени давление ра-. временно гидростатическое давление со - бочей жидкости сбрасывается до возздает усилие на систему перфоратор - можного минимума. При этом равнодейшток, направленное вверх. При определен- ствующая сила изменяет свое направленых соотношениях площадей сечений боль p5 . we на обратное, и шток с поршнем начишого и малого диаметра штока и давле- кает перемещаться в верхнее исход- . ний рабочей жидкости в перфораторе и: ное положение. При этом жидкость из гидростатического получается равнодей- . камеры 13 перетекает в камеру 14 через ствующая сила, двигающая всю систему: клапан 6. Ввиду достаточно большого шток - поршень, переходник - перфоратор 3а .:- проходного сечения клапана 6 переток вверх или вниз. Разница поперечных се- -: жидкости происходит быстро, а шток и чений большого и малого диаметров по- . поршень 3 занимают исходное положение. лого штока выбрана такой, чтобы при . Поднимая давление рабочей жидкости до давлении рабочей жидкости в перфораторе .; заданной величины, процесс повторяется (около 50 атм} равнодействуняцая сила -; вновь, была направлена вверх, т.е. чтобы шток . При. движении штока вниз и вверх 35 с поршнем и перфоратором возвращалась:. направляющая шпонка 10 скользит в лазе в исходное положение, а циркуляция рабо- хвостовика 9, предотвращая возможность чей жидкости в затрубном пространстве . поворота перфоратора со штоком вокруг не прекращалась. оси скважины.

При движении штока и поршня 5 в - Экономическая эффективнос|ь при исцилиндре 2 вниз клапан 6 закрыт и жид- пользовании устройства оценивается за кость из камеры 14 перетекает в каме- *- счет устранения повторных спуско-подь ру 13 через капиллярный клапан 7. При " емных операций при проведении вторичэтом возникающая разница объемов камер ных процессов при вскрытии пласта.

45 .

1041 674

ВНИИПИ Заказ 7084/32 Тираж 603 Подпиеное филиал ППП Патент", г. Ужгороа, уп. Проектная, 4