Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к конструкциям устройств для щелевой перфорации обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. Обеспечивает исключение заклинивания устройства в колоннах с повреждениями стенок. Сущность изобретения: режущий узел включает выдвижную консоль с гидромониторной насадкой, выполненную в одном блоке с поршнем и соединенную опорной осью с поворотными кулисами, несущими ось накатного ролика. В продольный паз корпуса перфоратора помещен отклоняющий клин, выполненный в одном блоке со скользящей опорой, имеющий паз для движения накатного ролика и съемные вставки на наклонных плоскостях. С последними контактируют поворотные кулисы. Боковые пластины расположены с обеих сторон отклоняющего клина с пазами, параллельными его наклонной плоскости, в которых размещены концы оси накатного ролика. Согласно изобретению ниже основного накатного ролика, отклоняющего клина и поворотных кулис в дополнительном продольном пазу корпуса перфоратора расположен накатный ролик с отклоняющим клином и поворотными кулисами. Их опорная ось соединена с опорной осью основных поворотных кулис двумя пластинами, расположенными в корпусе перфоратора по обе стороны боковых пластин и выдвижной консоли, упирающихся в поршень. Опорная ось дополнительных кулис помещена в скользящую обойму, установленную с возможностью продольного перемещения во вставную втулку, фиксирующую в корпусе перфоратора отклоняющий клин основного накатного ролика, которая закреплена в этом корпусе с помощью болтов. Отклоняющий клин дополнительного накатного ролика зафиксирован с помощью стакана с поперечным выступом. Последний зажат нижней гайкой в корпусе перфоратора, в котором имеются отверстия, закрытые съемными заглушками против каждой опорной оси поворотных кулис. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в конструкциях устройств для щелевой перфорации обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах.

Известны режущие узлы щелевых перфораторов, включающих выдвижную консоль соединенную осью с поворотными кулисами, несущими ось накатного ролика и опирающихся на отклоняющий клин. (RU 2039220, С1, 09.07.1995; RU 2161697, G2, 10.01.2001)

В этих устройствах используется один накатный ролик, диметр которого равен диаметру перфоратора.

Практика использования таких перфораторов выявила один недостаток, который ограничивает возможность их применения. Недостаток заключается в следующем: при неодинаковой прочности стенки обсадной трубы на некоторых ее участках во время образования щели возникает преждевременный прорыв накатного ролика за пределы трубы, что приводит к заклиниванию перфоратора.

Этот недостаток ограничивает возможности перфоратора при реперфорации, когда щель нарезается на участке обсадной трубы, ранее проперфорированной кумулятивным способом. В таких случаях накатный ролик попадает в перфорационные отверстия, что приводит к механическим ударам и разрушению его.

Не лишен этого недостатка и перфоратор с одним выдвижным накатным роликом, подпружиненной консолью с гидромониторной насадкой, поворотными кулисами, несущими ось накатного ролика (патент РФ №2151858, 27.06.2000).

Целью изобретения является создание режущего узла гидромеханического щелевого перфоратора с использованием эффекта частичного зависания одного из накатных роликов при возможности разнесения их опорной базы.

Поставленная цель решена в режущем узле гидромеханического щелевого перфоратора, который состоит из выдвижной консоли с гидромониторной насадкой, выполненной в одном блоке с поршнем и соединенной опорной осью с поворотными кулисами, несущими ось накатного ролика, помещенного в продольный паз корпуса перфоратора отклоняющего клина, выполненного в одном блоке со скользящей опорой, имеющего паз для движения накатного ролика и съемные вставки на наклонных плоскостях, с которыми контактируют поворотные кулисы, боковых пластин, расположенных с обоих сторон отклоняющего клина с пазами, параллельными его наклонной плоскости, в которых размещены концы оси накатного ролика.

Отличает данное изобретение от известного то, что ниже основного накатного ролика, отклоняющего клина и поворотных кулис, в дополнительном продольном пазу корпуса перфоратора расположен дополнительный накатный ролик с отклоняющим клином и поворотными кулисами, опорная ось которых соединена с опорной осью основных поворотных кулис двумя пластинами, расположенными в корпусе перфоратора по обе стороны боковых пластин и выдвижной консоли, упирающихся в поршень, при этом опорная ось дополнительных кулис помещена в скользящую обойму, помещенную с возможностью продольного перемещения во вставную втулку, фиксирующую в корпусе перфоратора отклоняющий клин основного накатного ролика, которая закреплена в этом корпусе с помощью болтов, а отклоняющий клин дополнительного накатного ролика зафиксирован с помощью стакана с поперечным выступом, который зажат нижней гайкой в корпусе перфоратора, в котором имеются отверстия, закрытые съемными заглушками против каждой опорной оси поворотных кулис.

На фиг.1 показан режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора, на фиг.2 и 3 - его сечения.

Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора состоит из корпуса 1, соединенного с силовым цилиндром 2, в котором помещен поршень 3, выполненный в одном блоке с консолью 4, несущей гидромониторную насадку 5 и опорную ось 6, поворотных кулис 7 с осью 8 основного накатного ролика 9, который опираются на отклоняющий клин 10, выполненный в одном блоке со скользящей опорой 11, на которой установлены боковые пластины 12. Отклоняющий клин 10 зафиксирован в продольном пазу корпуса 1 вставной втулкой 13, закрепленной в этом корпусе болтами 14. В продольном пазу втулки 13 помещена скользящая обойма 15 с осью 16 дополнительных поворотных кулис 17, несущих ось 18 дополнительного накатного ролика 19 и опирающихся на дополнительный отклоняющий клин 20 со вставками 21 и выполненной с ним в одном блоке скользящей опорой 22, которые вставлены в дополнительный продольный паз корпуса 1 и зафиксированы в нем стаканом с поперечным выступом, зажатым в корпусе 1 гайкой 24. Опорная ось 6 поворотных кулис 7 соединена двумя пластинами 25, расположенными в корпусе 1 по обе стороны от боковых пластин 12 и консоли 4 с упором в поршень 3. В корпусе 1 против опорных осей 6 и 16 установлены съемные заглушки 26.

Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора работает следующим образом. При движении вниз поршня 3 и консоли 4, одновременно с выдвижением основного накатного ролика 9 усилие поршня передается не только на опорную ось 6, но и через две пластины 25 на опорную ось 16, которая воздействует на скользящую обойму 15, и поворотные кулисы 17 выдвигают дополнительный накатный ролик 19, передавая на него часть усилия поршня 3. В таком режиме при возвратно-поступательном движении перфоратора в случае, если один из накатных роликов либо прорвет стенку трубы, либо окажется в перфорационном отверстии, существующим после кумулятивной перфорации, он зависает над ним и все усилия поршня передаются на другой накатный ролик, лишая возможности первого накатного ролика углубиться в это отверстие.

Таким образом исключается заклинивание перфоратора, механические удары и разрушение накатного ролика.

Следовательно, наличие в режущем узле гидромеханического щелевого перфоратора двух накатных роликов с жестко связанными опорными осями их поворотных кулис значительно расширяет технические возможности этого перфоратора при работе в эксплуатационных колоннах, имеющих повреждение стенок трубы, и при реперфорации.

Формула изобретения

Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора, включающий выдвижную консоль с гидромониторной насадкой, выполненную в одном блоке с поршнем и соединенную опорной осью с поворотными кулисами, несущими ось накатного ролика, помещенный в продольный паз корпуса перфоратора отклоняющий клин, выполненный в одном блоке со скользящей опорой, имеющий паз для движения накатного ролика и съемные вставки на наклонных плоскостях, с которыми контактируют поворотные кулисы, боковые пластины, расположенные с обеих сторон отклоняющего клина с пазами, параллельными его наклонной плоскости, в которых размещены концы оси накатного ролика, отличающийся тем, что ниже основного накатного ролика, отклоняющего клина и поворотных кулис в дополнительном продольном пазу корпуса перфоратора расположен накатный ролик с отклоняющим клином и поворотными кулисами, опорная ось которых соединена с опорной осью основных поворотных кулис двумя пластинами, расположенными в корпусе перфоратора по обе стороны боковых пластин и выдвижной консоли, упирающихся в поршень, при этом опорная ось дополнительных кулис помещена в скользящую обойму, установленную с возможностью продольного перемещения во вставную втулку, фиксирующую в корпусе перфоратора отклоняющий клин основного накатного ролика, которая закреплена в этом корпусе с помощью болтов, а отклоняющий клин дополнительного накатного ролика зафиксирован с помощью стакана с поперечным выступом, который зажат нижней гайкой в корпусе перфоратора, в котором имеются отверстия, закрытые съемными заглушками против каждой опорной оси поворотных кулис.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3