Гидропескоструйный перфоратор

 

Использование: в технике вскрытия продуктивных пластов в эксплуатационных и разведочных нефтяных и газовых скважинах, а именно в устройствах для гидропескоструйной перфорации. Может быть использовано для создания каналов и щелей в скважинах с открытым забоем и обсаженных эксплуатационными колоннами, а также для вырезки обсадных колонн, расширения забоев в необсаженных скважинах. Обеспечивает одинаковую пробивную способность струйных сопел по высоте перфоратора, а также равномерны износ их рабочего сечения. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, направляющие струйные сопла с одинаковой площадью рабочего сечения, клапан и хвостовик. Струйные сопла выполнены с переменной износостойкостью насадок. Струйное сопло с максимальной износостойкостью материала насадки расположено в нижней части перфоратора. 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно с устройством для перфорации продуктивного пласта по гидропескоструйному методу, и может быть использовано для создания каналов, щелей в скважинах с открытым забоем и обсажденных эксплуатационными колоннами, вырезки обсадных колонн, расширение забоев в необсаженных скважинах.

Известен пескоструйный перфоратор АП-6М, состоящий из корпуса, узла насадок, в комплект которого входят насадка, держатель насадки и стопорное кольцо, хвостовик, заглушки, клапан перфоратора и клапан опрессовки труб (см. Усачев П.М. и др. Временная инструкция по гидропескоструйному методу перфорации и вскрытию пластов, М. ВНИИ, 1967, с. 19- 20, рис. 11).

Недостатками известного перфоратора является неравномерность износа рабочего сечения сопел насадок по высоте, причем нижнее сопло имеет максимальный износ, что приводит к падению скорости истечения водопесчаной смеси и снижению ее пробивной способности.

Известен также гидроабразивный перфоратор, содержащий корпус, направляющие сопла, клапаны и хвостовик, причем внутренняя поверхность корпуса выполнена конической с меньшим основанием в нижней части (см. авт. свид. СССР N 619632, 1978 прототип). Этот перфоратор позволяет обеспечивать одинаковую пробивную способность сопел по высоте.

Однако этот гидроабразивный перфоратор имеет серьезный недостаток, заключающийся в сложности изготовления конической внутренней поверхности корпуса, так как его высота может достигать трех метров.

Целью изобретения является создание гидропескоструйного перфоратора, несложного в изготовлении и позволяющего обеспечить одинаковую пробивную способность струйных сопел по высоте и тем самым обеспечить их равномерный износ.

Это достигается тем, что в гидропескоструйном перфораторе, содержащем корпус, направляющие струйные сопла с одинаковой площадью рабочего сечения насадок, клапан и хвостовик, в котором струйные сопла выполнены с переменной износостойкостью материала насадок, сопло с наибольшей износостойкостью материала насадки расположено в нижней части перфоратора.

Например, нижняя насадка выполнена из вольфрамокобальтового сплава ВК8, остальные насадки выполнены из минералокерамии ВК-94-1 или 22ХС, износостойкость которых при гидроабразивном износе значительно ниже сплава ВКЗ.

Другой пример: нижняя насадка выполнена из вольфрамокобальтового сплава ВК 15, используемого для разрушения весьма крепких горных пород, остальные насадки из сплава ВКЗ, износостойкость которого ниже, чем у сплава ВК15.

Отличием гидропескоструйного перфоратора является выполнение струйных сопел с переменной износостойкостью материала насадки в нижней части перфоратора. Например, насадка нижнего сопла изготовлена из сплава ВК8, остальные из минералокерамики вк-94-1 или 22ХС или нижняя насадка из сплава ВК15, остальные из сплава ВКЗ.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан общий вид гидропескоструйного перфоратора в разрезе.

Гидропескоструйный перфоратор содержит корпус 1, направляющие струйные сопла 2 и 3 с одинаковой площадью рабочего сечения насадок, но с переменной износостойкостью материала насадок, шаровой клапан 4 и хвостовик 5. У нижних сопел 2 насадки выполнены из материала с наибольшей в пределах данного перфоратора износостойкостью, например, металлокерамического сплава ВКЗ, насадки последующих рядов сопел 3 выполнены из минералокерамики ВК-94-1 или 22ХС, износостойкость которых при гидроабразивном износе ниже, чем у сплава ВКЗ.

Гидропескоструйный перфоратор работает следующим образом.

Перфоратор монтируют на насосно-компрессорных трубах (на чертеже не показаны) и спускают в скважину в интервал перфорации. Жидкость с абразивным песком под необходимым давлением и расчетном расходе поступает на насосно-компрессорным трубам в корпус 1 и прижимает шаровой клапан 4 к седлу хвостовика 5, а затем поступает в направляющие струйные сопла 2 и 3. Струя жидкости с абразивом, выходящая с высокой скоростью из струйных сопел 2 и 3, прорезает обсадную колонну и вскрывает продуктивный пласт.

Такое несложное выполнение гидропескоструйного перфоратора позволяет обеспечить одинаковую пробивную способность струйных сопел по высоте перфоратора в течение всего процесса вскрытия продуктивного пласта в результате равномерного износа рабочего сечения насадок.

Формула изобретения

Гидропескоструйный перфоратор, содержащий корпус, направляющие струйные сопла с одинаковой площадью рабочего сечения насадок, клапан и хвостовик, отличающийся тем, что направляющие струйные сопла по отношению друг к другу выполнены с переменной износостойкостью материала насадок, причем направляющее струйное сопло с максимальной износостойкостью материала насадки расположено в нижней части перфоратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1