ПЕРФОРАТОР ГИДРОСТРУЙНЫЙ Российский патент 2001 года по МПК E21B43/114 

Описание патента на изобретение RU2177536C2

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 = πr22

/πr21
= r22
/r21
;
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.

Похожие патенты RU2177536C2

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
  • Пасечник Михаил Петрович
  • Ковалев Валерий Иванович
  • Молчанов Евгений Петрович
  • Коряков Анатолий Степанович
  • Гаценко Петр Васильевич
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

Реферат патента 2001 года ПЕРФОРАТОР ГИДРОСТРУЙНЫЙ

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.

Формула изобретения RU 2 177 536 C2

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2177536C2

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
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ добывания бензина и иных продуктов из нефти, нефтяных остатков и пр. 0
  • Квитко В.С.
  • Квитко Е.К.
  • Семенова К.С.
SU211A1
Оконное сигнальное приспособление 1923
  • Савельев П.А.
SU652A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

RU 2 177 536 C2

Даты

2001-12-27Публикация

2000-03-20Подача