Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и используется для механической перфорации труб нефтяных и газовых скважин.
Известны механические перфораторы различных конструкций, выполняющие перфорацию сверлением, прокалыванием, фрезерованием и т.п. (а.с. NN 673724 от 15.07.79, 68581 от 15.09.79, 968362 от 23.10.82, 1352042 от 15.11.87, 1668641 от 07.08.91, 2043486 от 10.09.95, 2070279 от 10.12.96, МПК E 21 B 43/11-43/119, РФ).
Общим недостатком перфораторов является низкая стойкость инструмента, большая его стоимость и ограниченная глубина перфорации.
Частично эти недостатки устранены в известном гидроструйном перфораторе, принятом за прототип. Гидроструйный перфоратор для перфорации труб в нефтяных и газовых скважинах содержит корпус, поршень, сопло с отверстием для создания перфорирующей струи рабочей жидкости (В.Е. Гавура и др. Современные методы и системы разработки газонефтяных залежей. М., ВНИИОУЭНП, 1994, с. 276). Данный перфоратор размывает стенку трубы и пласт струей жидкости с песком, подаваемыми под давлением до 300 атмосфер через отверстие диаметром 4-5 мм.
Основным достоинством такого перфоратора является значительная глубина перфорации (несколько метров) с созданием полостей в пласте.
Недостатками перфоратора являются длительность перфорации, достигающая 5-6 часов, а также сложности с созданием высокого давления и транспортированием песка.
Задачей предлагаемого изобретения является создание гидроструйного перфоратора, в котором устранены указанные недостатки.
Техническим результатом от использования изобретения является создание высокого давления перфорирующей струи жидкости, превышающего предел прочности материала перфорируемой трубы, что позволяет уменьшить давление подаваемой жидкости и обойтись без песка. Этого достаточно, чтобы снизить затраты времени на перфорацию и упростить операцию перфорации.
Указанный технический результат достигается тем, что в перфораторе гидроструйном для перфорации труб в нефтяных и газовых скважинах, содержащем корпус, поршень и сопло с отверстием, согласно изобретению в поршне выполнен конус, а диаметр отверстия сопла выбран из условия превышения произведения давления подаваемой рабочей жидкости и отношения квадрата радиуса основания конуса к квадрату радиуса отверстия сопла над пределом прочности материала перфорируемой трубы, причем поршень выполнен с возможностью прижатия к стенке перфорируемой трубы.
Выполнение конуса в поршне создает разность давлений рабочей жидкости, подаваемой в перфоратор, и жидкости, выходящей из сопла.
Выполнение диаметра отверстия сопла из условия превышения произведения давлений подаваемой рабочей жидкости на отношение квадрата радиуса основания конуса к квадрату радиуса отверстия сопла над пределом прочности материала перфорируемой трубы позволяет создать давление перфорирующей жидкости, производящее мгновенную перфорацию. Здесь использовано следующее явление. Известно, что соотношение давлений жидкости на входе в конус через его основание и на выходе из конуса через отверстие обратно пропорционально соотношению площадей основания конуса и отверстия
P1/P2 = S1/S2 = πr
откуда
где P1 - давление подаваемой в перфоратор рабочей жидкости;
P2 - давление струи жидкости, выходящей из отверстия, сопла, то есть перфорирующей струи жидкости;
S1 и r1 - площадь и радиус основания конуса соответственно;
S2 и r2 - площадь и радиус отверстия сопла.
Например, при значениях P1=100 атм, r1=30 мм и различных значениях r2 (1 мм, 2 мм и 3 мм) значение P2 равно
Как видно, во всех случаях давление перфорирующей струи жидкости оказывается достаточным для разрушения металла, так как предел прочности металлов не превышает 10000 кгс/см2.
Предложенный перфоратор представлен на чертеже, где изображен его продольный разрез.
Перфоратор содержит корпус 1, поршень 2, сопло 3 с отверстием 4 для создания перфорирующей струи жидкости, конус 5 в поршне 2 с основанием 6.
Перфоратор работает следующим образом. После спуска перфоратора на насосно-компрессорных трубах в зону перфорации включают подачу рабочей жидкости. Жидкость устремляется через корпус 1 в конус 5, одновременно прижимая поршень 2 к стенке перфорируемой трубы. Давление и скорость жидкости, движущейся по конусу 5, возрастают, достигая максимального значения на выходе, то есть в отверстии 4 сопла 3. Как уже говорилось, величина давления жидкости на выходе из сопла обратно пропорциональна отношению площадей (что равнозначно отношению квадратов радиусов) отверстия 4 и основания 6 конуса 5 и равна произведению этого отношения на давление подаваемой по насосно-компрессорной трубе рабочей жидкости. Благодаря такой зависимости струя рабочей жидкости осуществляет эффективную перфорацию трубы.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТОР | 2001 |
|
RU2190759C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОКАЛЫВАНИЯ ТРУБЫ НЕФТЯНОЙ ИЛИ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ | 2000 |
|
RU2188306C2 |
КОРПУС КУМУЛЯТИВНОГО ПЕРФОРАТОРА | 2000 |
|
RU2185498C1 |
ПЕРФОРАТОР ПРОКАЛЫВАЮЩИЙ | 2000 |
|
RU2172394C1 |
КОРПУС ПЕРФОРАТОРА | 2001 |
|
RU2198286C1 |
СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРФОРАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2008 |
|
RU2373382C1 |
Способ интенсификации добычи флюида из скважины | 2002 |
|
RU2224093C2 |
ПАКЕР ДЛЯ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ | 2000 |
|
RU2177532C2 |
СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ | 2000 |
|
RU2172390C1 |
СПОСОБ ПУЛЕВОЙ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2001 |
|
RU2195547C2 |
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и используется для механической перфорации труб нефтяных и газовых скважин. Обеспечивает высокое давление перфорирующей струи жидкости за счет установки конуса с расчетными параметрами, что позволяет обойтись без песка, снизить затраты времени и упростить операцию перфорации. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, поршень и сопло с отверстием. В поршне выполнен конус. Диаметр отверстия сопла выбран из условия превышения произведения давления подаваемой рабочей жидкости и отношения квадрата радиуса основания конуса к квадрату радиуса отверстия сопла над пределом прочности материала перфорируемой трубы. Поршень выполнен с возможностью прижатия к стенке перфорируемой трубы. 1 ил.
Перфоратор гидроструйный для перфорации труб в нефтяных и газовых скважинах, содержащий корпус, поршень и сопло с отверстием, отличающийся тем, что в поршне выполнен конус, а диаметр отверстия сопла выбран из условия превышения произведения давления подаваемой рабочей жидкости и отношения квадрата радиуса основания конуса к квадрату радиуса отверстия сопла над пределом прочности материала перфорируемой трубы, причем поршень выполнен с возможностью прижатия к стенке перфорируемой трубы.
ГАВУРА В.Е | |||
и др | |||
Современные методы и системы разработки газонефтяных залежей | |||
- М.: ВНИИОУЭНП, 1994, с.276 | |||
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Способ добывания бензина и иных продуктов из нефти, нефтяных остатков и пр. | 0 |
|
SU211A1 |
Оконное сигнальное приспособление | 1923 |
|
SU652A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Даты
2001-12-27—Публикация
2000-03-20—Подача