ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ СКВАЖИННЫЙ ПЕРФОРАТОР Российский патент 2004 года по МПК E21B43/112 

Описание патента на изобретение RU2230182C1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для создания перфорационных щелей в обсадных трубах, цементном камне и горной породе.

Известно устройство для перфорации обсадных труб по авторскому свидетельству СССР №947398, Е 21 В 43/144, содержащее корпус, выдвижной режущий инструмент в виде режущей фрезы, механизм подачи фрезы и привод ее вращения.

Недостатком является ненадежность устройства в работе из-за быстрого изнашивания фрезы (выкрашивания зубьев). Принудительное вращение фрезы с помощью привода позволяет разрезать металлическую трубу, но, дойдя до цементного камня в затрубном пространстве, зубья фрезы выкрашиваются (фреза не режет цемент). Кроме того, изготовление фрезы (вырезание профиля зуба и его заточка) - сложная, трудоемкая и дорогостоящая операция. И, наконец, фреза режет с образованием стружки и пыли, что создает неудобство при работе в малом (ограниченном) пространстве обсадной трубы.

Известен также гидромеханический скважинный перфоратор по патенту России №2182221, Е 21 В 43/144, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому изобретению, принятый за прототип и содержащий составной корпус, выдвижной режущий инструмент в виде накатного ролика, установленного в направляющих, механизм подачи режущего инструмента, циркуляционный клапан и гидромониторную насадку с цилиндрическим каналом, входная кромка канала выполнена по прямой линии.

Недостатком является низкая надежность и эффективность устройства. Так как профиль накатного ролика одинаковый по окружности режущей кромки, то она создает постоянное удельное давление на разрушаемый участок. В результате для образования щели в обсадной трубе и в затрубном пространстве таким роликом необходимо сделать много накаток (движений вверх, вниз). Это занимает много времени и приводит к быстрому смятию и выкрашиванию режущей кромки ролика, что снижает его надежность. Эффективность процесса при таком профиле ролика низкая.

Так как входная кромка канала гидромониторной насадки выполнена по прямой линии, а естественная форма втекающей в отверстие струи имеет кривизну, то при входе струи происходит ее сжатие, трение о кромку, что снижает ее давление на выходе. Струя имеет при этом неопределенную форму и неустойчивый режим истечения. Все это снижает эффективность ее проникновения в цементный камень (породу), увеличивая время размывки. Кроме того, после работы части корпуса разбирают для технического обслуживания и вновь собирают, т.е. развинчивают и свинчивают инструментом, который соскальзывает с гладкой наружной поверхности корпуса. Это ведет к потере времени на подготовку устройства.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности, эффективности и экономии времени на подготовку устройства.

Заявляемый гидромеханический скважинный перфоратор содержит составной корпус, выдвижной режущий инструмент в виде накатного ролика, установленного в направляющих, механизм подачи режущего инструмента, циркуляционный клапан и гидромониторную насадку.

В отличие от прототипа в накатном ролике выполнены на режущей кромке радиальные канавки, расположенные по окружности, а входная кромка канала гидромониторной насадки выполнена с кривизной, радиус которой равен толщине ее стенки. На корпусе снаружи по окружности выполнены вертикальные насечки в местах соединения его частей.

Канавки на режущей кромке ролика создают ее переменный профиль, что обеспечивает переменное удельное давление (микроудары) на разрушаемый материал и повышает эффективность работы, экономя время не только при создании щели в трубе, но и в затрубном пространстве (цементном камне).

Выполнение входной кромки канала гидромониторной насадки с кривизной, радиус которой равен толщине ее стенки, обеспечивает форму канала, практически повторяющего естественную форму входящей в него струи. Это сводит к минимому трение струи (сдавливание) на входе и обеспечивает максимальное давление ее на выходе из насадки. То есть коэффициент расхода близок к единице (0,99), струя имеет правильную форму и устойчивый режим истечения, что повышает ее эффективность и сокращает время воздействия на разрушаемый материал.

Насечки на корпусе повышаю трение при захвате его инструментом для разборки и обслуживания, что сокращает время на подготовку устройства.

Таким образом, все заявляемые признаки являются существенными и решают поставленную задачу.

Устройство представлено на чертежах.

Фиг.1 Гидромеханический скважинный перфоратор. Общий вид.

Фиг.2 Накатной ролик. Общий вид.

Фиг.3 Разрез А-А на фиг.2.

Фиг.4 Гидромониторная насадка. Общий вид.

Фиг.5 Разрез Б-Б на фиг.4.

Гидромеханический скважинный перфоратор (фиг.1) содержит корпус 1, состоящий из частей 2, 3, 4, связанных между собой резьбовым соединением, выдвижной режущий инструмент, выполненный в виде накатного ролика 5, имеющего на режущей кромке радиальные канавки 6, расположенные по окружности (фиг.2, 3), механизм подачи режущего инструмента 7, циркуляционный клапан 8 и гидромониторную насадку 9. Входная кромка канала гидромониторной насадки выполнена с кривизной 10, радиус R которой равен толщине S ее стенки (фиг.4, 5). На наружной поверхности корпуса 1 в местах крепления его частей выполнены по окружности вертикальные насечки 11. Накатной ролик 5 установлен между двумя щеками 12 на оси 13 с возможностью вращения (фиг.1).

Устройство работает следующим образом.

После спуска устройства в скважину создают давление жидкости в трубах НКT, которое воздействует через поршень 14, шток-фильтр 15 на кулису 16, соединенную со щеками 12 (фиг.1). Последние, перемещаясь по направляющим 17, выводят накатной ролик 5 из перфоратора в рабочее положение, на фиг.1 показано тонкой линией. Устройство, находящееся под давлением, перемещают вверх и вниз поочередно на длину щели. Накатной ролик 5 при этом свободно перекатывается по металлической обсадной трубе (не показано) своей режущей поверхностью: то гладкой частью, то канавкой, попеременно до образования щели. При этом создаются переменное удельное давление, микроудары, что способствует быстрому разрушению трубы, а при выходе в затрубное пространство - дроблению цементного слоя. С увеличением давления увеличивается выход ролика 5 из перфоратора. При создании давления более 100 атмосфер в работу включается гидромониторная насадка 9, через которую подают промывочную жидкость для окончательного разрушения цементного кольца в затрубном пространстве. Так как участок сжатия струи, расположенный на входе в насадку 9, повторяет контур поверхности струи, втекающей в отверстие, то струя имеет правильную форму и максимальное давление на выходе. После окончательного разрушения цементного кольца опускают циркуляционный клапан 8, открывая отверстие для промывки скважины.

После окончания работы части корпуса 2, 3, 4 развинчивают между собой, устанавливая при этом инструмент на насечки, и проводят техническое обслуживание.

Похожие патенты RU2230182C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАЦИИ ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2004
  • Кузнецов П.Д.
RU2244806C1
СЕКТОРНЫЙ СПОСОБ ЩЕЛЕВОЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ 2007
  • Вячеславов Валерий Степанович
RU2369728C2
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАТОР 2009
  • Кривцов Сергей Владимирович
RU2392421C1
ГИДРОМОНИТОРНАЯ НАСАДКА ДЛЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПЕРФОРАТОРА 2006
  • Гостев Игорь Александрович
RU2338056C1
ПЕРФОРАТОР ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ 2014
  • Сафонов Дмитрий Игоревич
  • Варламов Сергей Евгеньевич
  • Атрощенко Николай Николаевич
RU2550629C1
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАТОР 2009
  • Кривцов Сергей Владимирович
  • Кончин Дмитрий Александрович
  • Семенцов Евгений Анатольевич
  • Ложкин Виктор Геннадьевич
RU2389867C1
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ СКВАЖИННЫЙ ПЕРФОРАТОР 2001
  • Съедин В.А.
  • Кузьмин П.Г.
RU2182221C1
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАТОР (ВАРИАНТЫ) 2003
  • Кузяев Э.С.
RU2247226C1
ПЕРФОРАТОР ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ 2003
  • Кузяев Э.С.
RU2249678C2
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАТОР 2013
  • Шестаков Сергей Николаевич
  • Черепанов Владимир Сергеевич
RU2538554C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 230 182 C1

Реферат патента 2004 года ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ СКВАЖИННЫЙ ПЕРФОРАТОР

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для создания перфорационных щелей в обсадных трубах, цементном камне и горной породе. Обеспечивает повышение надежности, эффективности и экономии времени на подготовку устройства. Сущность изобретения: устройство содержит составной корпус, выдвижной режущий инструмент в виде накатного ролика, установленного в направляющих, механизм подачи режущего инструмента, циркуляционный клапан и гидромониторную насадку. В накатном ролике выполнены на режущей кромке радиальные канавки. Они расположены по окружности. Входная кромка канала гидромониторной насадки выполнена с кривизной, радиус которой равен толщине ее стенки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 230 182 C1

1. Гидромеханический скважинный перфоратор, содержащий составной корпус, выдвижной режущий инструмент в виде накатного ролика, установленного в направляющих, механизм подачи режущего инструмента, циркуляционный клапан и гидромониторную насадку, отличающийся тем, что в накатном ролике выполнены на режущей кромке радиальные канавки, расположенные по окружности, а входная кромка канала гидромониторной насадки выполнена с кривизной, радиус которой равен толщине ее стенки.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на корпусе снаружи по окружности выполнены вертикальные насечки в местах соединения его частей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2230182C1

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ СКВАЖИННЫЙ ПЕРФОРАТОР 2001
  • Съедин В.А.
  • Кузьмин П.Г.
RU2182221C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАЦИИ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ 2000
RU2180038C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАЦИИ ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН 1999
  • Галеев Э.М.
  • Акчурин Х.И.
  • Нафиков Р.А.
  • Валеев В.Б.
  • Прокшин В.В.
  • Ремизов В.В.
  • Вяхирев В.И.
  • Ипполитов В.В.
  • Сукманский О.Б.
RU2161697C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАЦИИ ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН 1998
  • Галеев Э.М.
  • Акчурин Х.И.
  • Нафиков Р.А.
  • Валеев В.Б.
  • Прокшин В.В.
RU2151858C1
Устройство для создания перфорационных щелевых каналов 1986
  • Саркисов Николай Михайлович
SU1337513A1
Гидромеханический перфоратор 1990
  • Александров Владимир Степанович
SU1789674A1
US 4392527 A, 03.03.1981.

RU 2 230 182 C1

Авторы

Кузяев Э.С.

Гостев И.А.

Даты

2004-06-10Публикация

2002-11-04Подача