Гидравлический перфоратор

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0401.79 (21) 2705722/22-03 с присоединением заявки Нов ,(23) Приоритет

Опубликовано 15.0481,Бюллетень N9 14 пп821685

Ж

/ (51) М. Кл.З

Е 21 В 43/114

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б22.245. .14(088.8) Дата опубликования описания 150481

Ф.Г. Максудов, Ф.А. Искендер-заде, А.Я. Гаджиев и Н.Н. Зейналов (72) Авторы изобретения (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТОР

Изобретение относится к оборудованию для вскрытия продуктивного пласта при заканчивании нефтяных и газовых скважин и может быть использова- 5 но для резки труб при капитальном ремонте скважин или ликвидации аварий, а также пустотелых свай и опор морских гидротехнических сооружений.

Гидропескоструйные работы, помимо $0 самого процесса, резки, требуют проведения предварительной опрессовки колонны, на которой спущен аппарат, и последующей промывки скважины для извлечения осевшего (в процессе Резки) 15 песка, Для опрессовки колонны в нее спускается специальный клапан до посадки на опорную поверхность, предусмотренную непосредственно над насадками аппарата, затем давление 20 в ней повышается до испытательного, после чего клапан извлекается, например, обратной промывкой. Для промывки же песчаной пробки производится обычно подъем из скважины аппарата 25 и повторный спуск колонны с наконечником для промывки песка.

Известен гидравлический якорьперфоратор, который снабжен радиально подвижными плашками, в которых З0 размещены насадки. При закачке пульпы плашки под воздействием перепада давления выдвигаются из корпуса и врезаются в стенку обсадной колонны $1(.

Недостатками данного устройства являются невозможность резки колонны, необходимость дополнительных устройств для опрессовки труб и промыв-. ки скважины от песка.

Известно также устройство для вращения абразивного перфоратора, выполненное в виде кольцевого поршня, перемещающегося в пространстве между кожухом и валом и соединенного с гайкой, взаимодействующей.с резьбой вала,, который соединен с перфоратором.

В кожух устройства для замедления движения поршня вмонтирован капилляр, через который масло из камеры выдавливается в скважину. Поршень, вал и перфоратор соединены между собой, а гайка неподвижно закреплена в кожухе, что обеспечивает перфоратору движение по винтовой линии под действием перепада давления прокачиваемой жидкости, воздействующей на поршень 21.

821685

Указанная цель достигается тем, что перфоратор снабжен установленным на корпусе с воэможностью вращения якоря с плашками, соединенными рычагами с вилкой, и трубчатым затвором с боковыми отверстиями, установленным коаксиально в.корпусе и связанным с ним шлицевым соединением, зафиксированным срезным элементом, а также установленным в затворе полым поршнем, соединенным с верхним концом штока и имеющим промывочный канал, в котором установлен обратный

К недостаткам этого устройства следует отнести невозможность кольцевой резки, а также необходимость дополнительных устройств и операций для опрессовки и промывки скважины от песка.

Известен также якорь для предотвращения и компенсации растяжения колонны труб, имеющий скользящее сое,динение. Поток воздействует на поршень, последний приводит в движение якорь, который стягивает трубы, компенсируя, таким образом, общее растяжение колонны f3) .

Недостаток этого устройства — неспособность выполнения Функций an парата гидропескоструйной резки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический перфоратор, состоящий из корпуса перфоратора, штуцеров с насадками, перфорированной трубки, кор- 20 пуса клапана, корпуса промывочной камеры, опорной шайбы, штока, пружины и стопорного болта. Камера крепится непосредственно к перфоратору.

Нри снуске в скважину шток находит- 25 ся в нижнем положении, а путь жидкости в корпус промывочной камеры перекрывается шаром. При этом поток песчано-жидкостной смеси направляется в штуцера камеры. После перфорации посадкой камеры на песчаную пробку шток перемещается вверх, отрывая шар от -корпуса, и Фиксируется в верхнем положении и, тем самым, открывает проход жидкости на промывку скважины .(41.

Большая продолжительность гидропескоструйных работ этого устройства обуславливается необходимостью проведения операций, связанных со спуском и извлечением опрессовочного клапана, а также низкой эффективностью самой резки вследствие вызванного пульсирующих характером изменения давления песчано-жидкостной смеси колебания насадок относительно линии 45 резки.

Цель изобретения — сокращение времени гидропескоструйных работ путем исключения операций, связанных со спуском и извлечением опрессовочного 50 клапана и устранением колебаний насадок относительно линии резки. клапан, причем промывочная камера прикреплена к нижней части якоря, а вилка связана разъемным соединением с нижним концом штока, который установлен в затворе с возможностью осевого перемещения относительно затвора и вилки.

На фиг. 1 изображено устройство при спуске и опрессовке колонны, общий вид, на фиг. 2 — то же, положение в процессе резки; на фиг. 3 то же положение в процессе промывки; на фиг. 4 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг 5 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Перфоратор состоит из трубчатого затвора 1, на котором снаружи расположен корпус 2, а во внутреннюю полость входит полый поршень 3. На кор- пусе 2 расположены штуцера 4 с насадками 5 и кожух 6. К корпусу 2 присоединен якорь 7 с плашками 8, к нижней части которого прикрепляется промывочная камера 9. Плашки 8 взаимодействуют с вилкой 10 посредством рычагов 11 и пальцев 12. Камера 9 крепится к якорю 7 посредством болтов 13. Исключение воэможности относительного вращения корпуса 2 и затвора 1 обеспечивается шпонкой 14, зафиксированной кольцевой пружиной 15, а для обеспечения воэможности вращения корпуса 2 относительно якоря 7 их соединение осуществлено посредством шарового замкового соединения 16.

Герметичность стыков между корпусом

2, затвором 1 и поршнем 3 обеспечивается уплотнителями 17-19. Промывочный канал В поршня 3 разобщается с надпоршневым пространством посредством обратного клапана 20, над которым расположена перфорированная крышка 21. Поршень 3 жестко соединен со штоком 22, который посредством винтового соединения соединяется с вилкой 10. Вращение штока 22 относительно затвора 1 исключается упругим упором 23. Временное крепление затвора 1 с корпусом 2 осуществляется посредством срезаемого штифта 24. Для промывки скважины на нижней части камеры 9 имеются отверстия Г. На штоке 22 имеется бурт 25 для ограничения перемещения штока 22 относительно вилки 10.

Устройство работает следующим образом.

Перфоратор на насосно-компрессорных трубах спускают в скважину в . исходном положении (см. Фиг. 1). При этом жидкость, находящаяся в скважине, проходит череэ отверстия Г камеры 9 и отверстйя В поршня 3, отрывая клапан 20 от седла, и через перфорированную крышку 21 попадает в полость насосно-компрессорных труб.

После спуска перфоратора на тра" буемую глубину производят опрессовку колонны насосно-компрессорных труб

821685 путем повышения давления в них до величины испытательного. При этом клапан 20 перекрывает отверстия В, замыкая таким образом внутреннюю полость насосно-компрессорных труб.

Давление жидкости, воздействующее на поршень 3, передается через шток 22 и винтовое соединение на вилку 10 и посредством рычагов 11 и пальцев 12 перемещает плашки 8 до упора в стенку обсадной колонны и, тем самым фиксирует якорь 7. После окончания процесса опрессовки снижают давле ние жидкости в насосно-компрессорных трубах до уровня, достаточного для фиксации якоря 7, и вращают колонну насосно-компрессорных труб, например, с устья скважины. При этом начинает вращаться шток 22 за счет наличия связи е о с затвором 1 посредством упора 23.

Таким образом, шток 22 вывинчивается из вилки 10 и вместе с поршнем

3 падает до упора буртом 25 в вилку 10, отжимая упругий упор 23 и открывая доступ жидкости, находящейся,в насосно-компрессорных трубах к насадкам .5. Далее приступают к процессу резки, закачивая абразивную жидкость и продолжая вращать затвор

1 с корпусом 2 относительно якоря 7.

После завершения процесса резки, не сбрасывая давления, натягивают колонну насосно-компрессорных, в результате чего происходит срез штифта 24 в затвор 1 перемещается вверх на величину Н, освобождая поршень 3, который, в свою очередь, перестает действовать на вилку 10 и, тем самым, освобождает плашки 8 ° Это приводит к тому, что жидкость, находящаяся в насосно-компрессорных трубах, получает возможность проходить мимо поршня 3, через отверстие Г в скважину и, таким образом, дает возможность приступить к промывке скважины °

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства заключается в сокращении времени гидропескоструйных работ, что, в свою очередь, приведет к сокращению расхода абразивного материала, увеличит срок службы наземного оборудования и арматуры. Снижение вибраций колонны насосно-. компрессорных труб приведет к увеличению срока службы резьбовых соединений, а исключение работ, связанных со спуском и извлечением опрессовочного клапана, значительио сократит трудоемкость работы в целом.

Формула изобретения

Гидравлический перфоратор, включающий корпус с насадками, промывочную камеру с промывочными отверстиями в нижней части, обратный клапан и расположенный по оси корпуса шток с фиксатором и буртом в верхней части, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени перфорации путем исключения операций, 20 связанных со спуском и извлечением клапана, и устранения колебания насадок относительно линии резки, он снабжен установленным на корпусе с возможностью вращения якорем с плашками, соединенными рычагами с вилкой, и трубчатым затвором с боковыми отверстиями, установленным коаксиально в корпусе и связанным с ним шлице,вым соединением; зафиксированным срезным элементом, а также установленным в затворе полым поршнем, соединенным с верхним концом штока и имеющим промывочный канал, в котором установлен обратный клапан, причем промывочная камера прикреплена к нижней части якоря, а вилка связана разъемным соединением с нижним концом штока, который установлен в затворе с возможностью осевого перемещения относительно затвора и вилки.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 170889, кл. В 21 В 43/114, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

45. 9 151657, кл. Е 21 В 43/114, 1962.

3. Якорь для насосно-компрессорных труб. - "Инженер-нефтяник", 1967, Р 2, с. 41 °

4. Изобретения и рационализаторские предложения, серия "Добыча", вып. N .М., ВНИИОЭНГ, 1969, рис ° 5.

Фиг, р

Ф иО

Составитель В. Никулин

Редактор С. Лыжова Техред И. Асталош Корректор N. лароши, Заказ 1748/50 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4