ГИДРОПЕСКОСТРУЙНЫЙ ПЕРФОРАТОР С ПАКЕРОМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2023 года по МПК E21B43/114 E21B43/119 

Изобретение относится к добыче нефти, а именно, к устройствам для добычи нефти из буровых скважин, в частности, к перфораторам с гидроприводом и использованием струи направленного действия.

Из существующего уровня техники известен гидропескоструйный перфоратор (Патент RU 2631947 C1, 29.09.2017, E21B43/114), содержащий корпус с отверстиями, в которых установлены струйные насадки, размещенную в корпусе подвижную втулку, связанную с запорным элементом, соединенным с подвижным стержнем, седло запорного элемента, установленное в патрубке, соединенном с корпусом, подвижный стержень соединен с подпружиненным подвижным стаканом, в торцевой части которого выполнены отверстия, причём, в отверстия подвижного стакана установлены втулки, закрепленные с помощью прижима, струйные насадки расположены вдоль корпуса по спирали, в подвижной втулке выполнен паз, в который заведен конец пробки, установленной в отверстии корпуса, пружина подвижного стакана отделена от подвижного стержня трубчатыми элементами.

Из уровня техники также известен гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта (Патент RU 2696035 C1, 30.07.2019, E21B43/114), содержащий корпус с отверстиями, в которых установлены струйные насадки, размещенную в корпусе подвижную втулку и запорный элемент, отличающийся тем, что в корпусе выполнены два ряда отверстий на расстоянии 0,05-0,1 м друг от друга, при этом в каждом ряду выполнено по два отверстия, расположенных в горизонтальной плоскости под углом 180° по отношению друг к другу, а в рядах отверстия расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом снизу корпус снабжен присоединительной резьбой для пакерного оборудования, причем снаружи в верхней и нижней частях корпуса жестко установлены центраторы с переточными каналами, при этом снизу в корпус ввернуто стопорное кольцо, причем подвижная втулка, размещенная в корпусе, снабжена снизу наружной цилиндрической выборкой, а внутри - седлом под запорный элемент, при этом в исходном положении оба ряда отверстий корпуса, оснащенных струйными насадками, герметично изнутри перекрыты подвижной втулкой, закрепленной относительно корпуса срезным элементом, при этом срезной элемент ввернут в корпус и размещен в наружной цилиндрической выборке подвижной втулки, а в рабочем положении подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения относительно корпуса до упора в стопорное кольцо с открытием двух рядов отверстий, оснащенных струйными насадками, и фиксацией подвижной втулки относительно корпуса с помощью разрезного пружинного кольца.

Наиболее близким техническим решением является гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта (Патент RU 2738059 C1, 07.12.2020, E21B43/112, E21B43/114), содержащий корпус с двумя отверстиями, расположенными в горизонтальной плоскости под углом 180° по отношению друг к другу, в отверстиях установлены струйные насадки, в корпусе размещена подвижная втулка, снабженная снизу наружной цилиндрической выборкой, в которой размещено разрезное пружинное кольцо, а внутри подвижная втулка оснащена посадочным седлом под запорный элемент, снизу корпус снабжён присоединительной резьбой для пакерного оборудования, а снаружи в верхней и нижней частях корпуса жёстко установлены центраторы с переточными каналами, при этом снизу в корпус ввёрнуто стопорное кольцо, при этом в исходном положении ряд отверстий корпуса, оснащённых струйными насадками, герметично изнутри перекрыт подвижной втулкой, закреплённой относительно корпуса срезным элементом, в рабочем положении подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения относительно корпуса до упора в стопорное кольцо с открытием ряда отверстий, оснащённых струйными насадками, и фиксацией подвижной втулки относительно корпуса с помощью разрезного пружинного кольца, отличающийся тем, что в корпусе выше ряда с отверстиями выполнен ряд радиальных каналов, при этом в исходном положении ряд радиальных каналов в корпусе герметично изнутри перекрыт дополнительной подвижной втулкой, снизу снабжённой наружной кольцевой проточкой, в которой установлено дополнительное разрезное пружинное кольцо, а внутри дополнительная подвижная втулка оснащена посадочным седлом под дополнительный запорный элемент, причём дополнительная подвижная втулка закреплена относительно корпуса срезным штифтом, а в рабочем положении дополнительная подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения вниз относительно корпуса с открытием ряда каналов, и фиксацией дополнительной подвижной втулки относительно корпуса с помощью дополнительного разрезного пружинного кольца во внутренней кольцевой проточке, выполненной в корпусе ниже ряда отверстий, при этом диаметр посадочного седла подвижной втулки меньше диаметра посадочного седла дополнительной подвижной втулки, при этом центраторы с переточными каналами выполнены сменными с наружным диаметром на 10 мм меньше внутреннего диаметра перфорируемой колонны труб, при этом центраторы установлены на верхнем и нижнем концах корпуса с помощью резьбового соединения и зафиксированы относительно корпуса винтами.

Основными недостатками вышеописанных технических решений являются низкие эксплуатационные возможности, заключающиеся в отсутствии реализации точности направленной ориентации гидропескоструйной перфорации с последующим гидравлическим разрывом пласта в нескольких интервалах скважины и с одновременной возможностью изоляции её нижних перфорированных интервалов за одну спускоподъёмную операцию.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в обеспечении точности позиционирования гидромониторных струйных насадок перфоратора в пространстве скважины с последующим эффективным гидравлическим разрывом пласта в нескольких интервалах скважины, в возможности изоляции нескольких её нижних перфорированных интервалов за одну спускоподъёмную операцию и вторичного вскрытия залежей углеводородов, а также в реализации опрессовки лифта насосно-компрессорной трубы на герметичность перед началом гидропескоструйной перфорации.

Указанный технический результат достигается за счет того, что гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия содержит гидромониторную цилиндрическую секцию, с одного конца которой закреплена пакер-пробка, с другого – муфта с трубой лифта насосно-компрессорного трубопровода, и которая выполнена, по меньшей мере, с одной гидромониторной струйной насадкой.

Причём, гидромониторная цилиндрическая секция оснащена устройством ориентирования, которое выполнено с возможностью возвратно-поступательного движения, поворота и фиксации гидромониторных струйных насадок упомянутой секции по её цилиндрической оси в необходимом положении по азимутальному направлению от вертикали нижней части сечения секции в вертикальной, или наклонно-направленной, или горизонтальной скважине с заданным углом ориентации упомянутых насадок.

В частности, гидромониторные струйные насадки могут быть установлены на подвижной втулке, внутренняя часть которой образует пару скольжения с внешней цилиндрической образующей упомянутой секции, выполненной в виде золотниковой втулки и содержащей со стороны пакер-пробки гидрозамковый патрубок упомянутых насадок, с продольными пазами (шлицами) по длине, равной траектории возвратно-поступательного движения подвижной втулки.

При этом устройство ориентирования может содержать приёмник со стороны крепления пакер-пробки, а со стороны крепления муфты насосно-компрессорного трубопровода – балансир с центрирующим шаром и устройство установки угла ориентирования с лимбом, закрепленное на подвижной втулке и оборудованное поворачивающимся сферическим пазом для установки угла ориентации на центрирующий шар балансира по упомянутым продольным пазам (шлицам), которые могут быть выполнены между приёмником и балансиром на внешней цилиндрической образующей секции.

Кроме этого, поворачивающийся сферический паз может быть выполнен в виде сообщающихся продольных канавок на внутренней цилиндрической поверхности устройства установки угла ориентирования, а балансир может быть оборудован пружинным лепестковым механизмом с функцией фиксации центрирующего шара в неподвижном сферическом пазе балансира в нижней части сечения упомянутой секции.

Причём, упомянутая пакер-пробка может состоять из эластичного уплотнительного элемента (манжеты) в центральной её части, с одной стороны которой последовательно расположены якорь с гидравлическим приводом, клапан обратного действия с шаром в посадочном седле, а с другой – прицепное устройство с приёмным седлом, посредством которого пакер-пробка может быть закреплена к приёмнику или установлена в скважине посредством сброса дополнительного шара в трубу лифта насосно-компрессорного трубопровода.

При этом крепление пакер-пробки к приёмнику может быть выполнено в модульном варианте исполнения, который содержит, по меньшей мере, две упомянутых пакер-пробки, последовательно соединенных между собой посредством упомянутых обратного клапана и прицепного устройства, таким образом, что типоразмер диаметров шара и посадочного седла клапана обратного действия начальной пакер-пробки соответствует максимальному значению, а типоразмер диаметров шара и посадочного седла клапана обратного действия для каждой последующей пакер-пробки выполнен с увеличением от его минимального значения.

Кроме этого, типоразмер диаметров шара и посадочного седла клапана обратного действия для каждой пакер-пробки может быть выполнен в виде системы, образующей пару запорной арматуры шар-седло, таким образом, что упомянутая пара реализована с возможностью функции обратного клапана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлен частный случай исполнения заявляемого гидропескоструйного перфоратора с пакером гидравлического действия:

на фигуре 1 представлен упрощенный общий вид гидропескоструйного перфоратора с пакером гидравлического действия (в режиме выполнения операции перфорации); на фигуре 2 – упрощенный общий вид гидропескоструйного перфоратора с пакером гидравлического действия перед началом выполнения операции перфорации (холостой режим работы); на фигуре 3 – упрощенный местный разрез пары скольжения, образованной подвижной втулкой с гидромониторными струйными насадками и внешней цилиндрической образующей гидромониторной цилиндрической секцией, выполненной в виде золотниковой втулки, и гидрозамкового патрубка упомянутых насадок; на фигуре 4 – упрощенный общий вид трёх пакер-пробок в модульном варианте исполнения; на фигуре 5 – схематичный вид компоновочного расположения по типоразмеру пары шарнир-седло шести пакер-пробок в модульном варианте исполнения; на фигуре 6 – схематичный вид компоновочного расположения центрирующего шара балансира и гидромониторной струйной насадки перед началом выполнения операции перфорации (холостой режим работы); на фигуре 7 – схематичный вид компоновочного расположения центрирующего шара балансира и гидромониторной струйной насадки в режиме выполнения операции перфорации; на фигуре 8 – схематичный вид компоновочного расположения центрирующего шара балансира и поворачивающегося сферического паза в начале выполнения операции перфорации; на фигуре 9 – схематичный вид компоновочного расположения центрирующего шара балансира и поворачивающегося сферического паза в режиме выполнения операции перфорации; на фигуре 10 – схематичный вид части компоновочной развёртки поворачивающегося сферического паза, выполненного в виде сообщающихся продольных канавок, где:

1 – гидромониторная цилиндрическая секция;

2 – пакер-пробка;

3 – муфта лифта насосно-компрессорного трубопровода;

4 – труба лифта насосно-компрессорного трубопровода;

5 – гидромониторная струйная насадка;

6 – устройство ориентирования;

7 – азимутальное направление от вертикали нижней части сечения гидромониторной цилиндрической секции;

8 – вертикаль нижней части сечения гидромониторной цилиндрической секции;

9 – нижняя часть сечения гидромониторной цилиндрической секции;

10 – подвижная втулка гидромониторных струйных насадок;

11 – внешняя цилиндрическая образующая гидромониторной цилиндрической секции;

12 – гидрозамковый патрубок;

13 – продольные пазы (шлицы) внешней цилиндрической образующей гидромониторной цилиндрической секции;

14 – приёмник устройства ориентирования;

15 – балансир с центрирующим шаром устройства ориентирования;

16 – центрирующий шар балансира;

17 – устройство установки угла ориентирования;

18 – лимб устройства установки угла ориентирования;

19 – поворачивающийся сферический паз устройства установки угла ориентирования;

20 – сообщающиеся продольные канавки поворачивающегося сферического паза;

21 – эластичный уплотнительный элемент (манжета) пакер-пробки;

22 – якорь пакер-пробки с гидравлическим приводом;

23 – клапан пакер-пробки обратного действия (обратный клапан);

24 – шар обратного клапана;

25 – посадочное седло шара клапана обратного действия;

26 – прицепное устройство пакер-пробки.

Частный случай реализации гидропескоструйного перфоратора с пакером гидравлического действия может быть выполнен следующим образом: гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия содержит гидромониторную цилиндрическую секцию 1, с одного конца которой закреплена пакер-пробка 2, с другого – муфта 3 с трубой 4 лифта насосно-компрессорного трубопровода, и которая выполнена, по меньшей мере, с одной гидромониторной струйной насадкой 5.

Причём, гидромониторная цилиндрическая секция 1 оснащена устройством ориентирования 6, которое выполнено с возможностью возвратно-поступательного движения, поворота и фиксации гидромониторных струйных насадок 5 упомянутой секции 1 по её цилиндрической оси в необходимом положении по азимутальному направлению 7 от вертикали 8 нижней части 9 сечения секции 1 в вертикальной, или наклонно-направленной, или горизонтальной скважине с заданным углом ориентации упомянутых насадок 5.

Гидромониторные струйные насадки 5 могут быть установлены на подвижной втулке 10, внутренняя часть которой образует пару скольжения с внешней цилиндрической образующей 11 упомянутой секции 1, выполненной в виде золотниковой втулки и содержащей со стороны пакер-пробки 2 гидрозамковый патрубок 12 упомянутых насадок 5, с продольными пазами (шлицами) 13 по длине, равной траектории возвратно-поступательного движения подвижной втулки 10.

При этом устройство ориентирования 6 может содержать приёмник 14 со стороны крепления пакер-пробки 2, а со стороны крепления муфты 3 насосно-компрессорного трубопровода – балансир 15 с центрирующим шаром 16 и устройство установки угла ориентирования 17 с лимбом 18, закрепленное на подвижной втулке 10 и оборудованное поворачивающимся сферическим пазом 19 для установки угла ориентации на центрирующий шар 16 балансира 15 по упомянутым продольным пазам (шлицам) 13, которые могут быть выполнены между приёмником 14 и балансиром 15 на внешней цилиндрической образующей 11 секции 1.

Кроме этого, поворачивающийся сферический паз 19 может быть выполнен в виде сообщающихся продольных канавок 20 на внутренней цилиндрической поверхности устройства установки угла ориентирования 17, а балансир 15 может быть оборудован пружинным лепестковым механизмом с функцией фиксации центрирующего шара 16 в неподвижном сферическом пазе балансира в нижней части 9 сечения упомянутой секции 1.

Причём, упомянутая пакер-пробка 2 может состоять из эластичного уплотнительного элемента (манжеты) 21 в центральной её части, с одной стороны которой последовательно расположены якорь 22 с гидравлическим приводом, клапан обратного действия 23 с шаром 24 в посадочном седле 25, а с другой – прицепное устройство 26 с приёмным седлом, посредством которого пакер-пробка 2 может быть закреплена к приёмнику 14 или установлена в скважине посредством сброса дополнительного шара в трубу 4 лифта насосно-компрессорного трубопровода.

При этом крепление пакер-пробки 2 к приёмнику 14 может быть выполнено в модульном варианте исполнения, который содержит, по меньшей мере, две упомянутых пакер-пробки 2, последовательно соединенных между собой посредством упомянутых обратного клапана 23 и прицепного устройства 26, таким образом, что типоразмер диаметров шара 24 и посадочного седла 25 клапана обратного действия 23 начальной пакер-пробки 2 соответствует максимальному значению, а типоразмер диаметров шара 24 и посадочного седла 25 клапана обратного действия 23 для каждой последующей пакер-пробки 2 выполнен с увеличением от его минимального значения.

Кроме этого, типоразмер диаметров шара 24 и посадочного седла 25 клапана обратного действия 23 для каждой пакер-пробки 2 может быть выполнен в виде системы, образующей пару запорной арматуры шар-седло, таким образом, что упомянутая пара реализована с возможностью функции обратного клапана.

Гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия работает следующим образом: перед работой в устье скважины к приёмнику 14 устройства ориентирования 6 нижней части перфоратора посредством прицепного устройства 26 закрепляют пакер-пробку 2. При этом к упомянутому приёмнику 14 может быть закреплено в модульном варианте исполнения несколько пакер-пробок 2 посредством обратного клапана 23 и прицепного устройства 26, таким образом, что типоразмер диаметров шара 24 и посадочного седла 25 клапана обратного действия 23 начальной пакер-пробки 2 соответствует максимальному значению, а типоразмер диаметров шара 24 и посадочного седла 25 клапана обратного действия 23 для каждой последующей пакер-пробки 2 выполнен с увеличением от его минимального значения. Причём, типоразмер диаметров шара 24 и посадочного седла 25 клапана обратного действия 23 для каждой пакер-пробки 2 выполнен в виде системы, образующей пару шар-седло, таким образом, что упомянутая пара реализована с возможностью функции обратного клапана, что помогает при обратной промывке скважины. Далее, посредством устройства 17 установки угла ориентирования с помощью лимба 18 устанавливают значение необходимого угла ориентации гидромониторных струйных насадок 5, расположенных на подвижной втулке 10, на гидромониторной цилиндрической секции 1 по её цилиндрической оси в необходимом положении по азимутальному направлению 7 от вертикали 8 нижней части 9 сечения секции 1 в вертикальной, или наклонно-направленной, или горизонтальной скважине с заданным углом ориентации. Причём, устройство 17 установки угла ориентирования оборудовано поворачивающимся сферическим пазом 19, который через вращение лимба 18 задаёт необходимое значение угла ориентации по продольным пазам (шлицам) 13 внешней цилиндрической образующей 11 гидромониторной цилиндрической секции 1. При этом поворотом лимба 18 через крайнюю канавку 20 поворачивающегося сферического паза 19 выставляют необходимый угол поворота гидромониторных струйных насадок 5 по продольным пазам (шлицам) 13 внешней цилиндрической образующей 11 гидромониторной цилиндрической секции 1. Перед началом выполнения операции перфорации и в холостом режиме работы, центрирующий шар 16 балансира 15 перекрыт от канавок 20 пружинным лепестковым механизмом, который фиксирует шар 16 в сферическом пазе балансира 15 по нижней части 9 сечения секции 1. После чего, перфоратор посредством муфты 3 с трубой 4 закрепляют к лифту насосно-компрессорного трубопровода, спускают в скважину на глубину интервала перфорации и позиционируют в скважине посредством геофизических методов привязки к литологии скважины. Далее, производится опрессовка насосно-компрессорного трубопровода и инициация пакера-пробки 2. Для чего, на устье скважины в насосно-компрессорном трубопроводе и перфораторе создаётся давление до 10 МПа и по манометру на насосном агрегате проверяется его герметичность. При данном значении давления пакер-пробка 2 приводится в рабочее положение: давление рабочей жидкости воздействует на шар 24 в седле 25 обратного клапана 23, седло 25 создаёт давление на поршень гидравлического якоря 22, раздвигая его рабочую часть до стенок скважины и удерживая в ней пакер-пробку 2. В свою очередь, рабочая часть гидравлического якоря 22 давит на конусную часть эластичного уплотнительного элемента (манжеты) 21 пакер-пробки 2, сжимая и расширяя его до стенок скважины, тем самым, герметизируя пространство скважины ниже перфоратора от любых перепадов давления. Если насосно-компрессорный трубопровод обеспечивает условие герметичности, то насосным агрегатом опрессовывают затрубное пространство (промежуток между насосно-компрессорным трубопроводом и эксплуатационной колонной). После чего, посредством увеличения давления насосным агрегатом в перфораторе не менее 20 МПа мгновенно происходит поступательное движение до балансира 15, поворот на заданный угол ориентации вокруг цилиндрической оси гидромониторной цилиндрической секции 1 и фиксация с заданным углом подвижной втулки 10 с гидромониторными струйными насадками 5. Причём, активизация процессов гидропескоструйной перфорации или гидравлического разрыва пласта осуществляется непосредственным сдвигом под давлением жидкости в трубопроводе гидромониторных струйных насадок 5 с гидрозамкового патрубка 12, обеспечивая циркуляцию жидкости между насосно-компрессорным трубопроводом и эксплуатационной колонной. А фиксация необходимого угла по значению, заданному вращением лимба 18, реализуется зацеплением сферического паза 19 устройства установки угла ориентирования 17 на центрирующий шар 16 балансира 15. При этом при создании давления пружинный лепестковый механизм балансира 15 перестаёт удерживать центрирующий шар 16, который непосредственно входит в зацепление с любой из канавок 20 сферического паза 19 и фиксируется в азимутальном направлении 7 по значению, установленному на лимбе 18. После операций гидропескоструйной перфорации или гидравлического разрыва пласта давление в трубопроводе стравливается, таким образом, что давление снаружи и внутри перфоратора выравнивается, подвижная втулка 10 с гидромониторными струйными насадками 5 и центрирующий шар 16 балансира 15 мгновенно возвращаются в исходное положение, пакер-пробка 2 переходит в транспортное положение, а перфоратор перемещается посредством лифта насосно-компрессорного трубопровода на следующий интервал. Затем, вся описанная выше операция может быть осуществлена снова. При необходимости изолирования нижележащего интервала, производится установка пакер-пробки 2 в скважине. Для этого, после проведения основных операций и стравливания давления, сбрасывается шар с устья скважины, воздействуя на приёмное седло прицепного устройства 26, создаётся давление до 200 МПа, пакер-пробка 2 отстёгивается от перфоратора, а далее она может быть при необходимости либо извлечена, либо разбурена. Посредством обратного клапана 23 пакер-пробка 2 может изолировать на время проведения основных операций нижележащий интервал скважины, как, не позволяя поступать скважинному флюиду из нижележащего пласта, так и, не позволяя пройти любой жидкости в нижележащий пласт. Обратный клапан 23 при необходимости, может быть изначально заглушен на устье скважины, тогда пакер-пробка 2 не будет пропускать жидкость или газ в обе стороны. Кроме этого, обратный клапан 23 необходим для обеспечения возможности проведения обратной промывки после основных операций, так как проппант попадает в затрубное пространство. На перфораторе может быть установлено несколько пакер-пробок 2 последовательно друг за другом, что позволяет за одну спуско-подъёмную операцию произвести перфорацию на нескольких интервалах и изолировать их во время проведения основных операций в скважине. Разъединение каждой нижней пакер-пробки 2 инициируется так же сбрасыванием шара с устья скважины с последующим воздействием на шар 24 обратного клапана 23 верхней пакер-пробки 2 и на приёмное седло прицепного устройства 26 нижней пакер-пробки 2, а так же созданием давления до 200 МПа. При этом чтобы отстегнуть нижнюю пакер-пробку 2, с устья скважины сбрасывается шар меньшего диаметра, при создании давления нижняя пакер-пробка 2 активируется, приёмное седло прицепного устройства 26 нижней пакер-пробки 2, сдвигаясь вниз, отстёгивает её, но верхняя пакер-пробка 2 при этом не активируется. Причём, в данном случае, шар для прицепного устройства 26 нижней пакер-пробки 2 выполняет запирающую функцию в обратном клапане 23 верхней пакер-пробки 2.

Указанный технический результат достигается за счет того, что, во-первых, заявляемый гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия конструктивно выполнен с устройством ориентирования гидромониторных струйных насадок, таким образом, что подвижная втулка с гидромониторными струйными насадками обеспечивает возможность возвратно-поступательного движения, поворота и их фиксации в необходимом положении, тем самым с достаточной точностью позиционируя их в пространстве скважины, обеспечивая, тем самым, качественный эффект гидропескоструйной перфорации и гидравлического разрыва пласта. Во-вторых, конструкция пакер-пробки перфоратора, с одной стороны, обеспечивает возможность, как работы перфоратора в нескольких интервалах скважины, так и их изоляции в её нижней части за одну спускоподъёмную операцию. А, с другой, пакер-пробка конструктивно позволяет реализовать возможность её извлечения после установки в скважине, а также обеспечивает качественную герметичность в процессе опрессовки пространства между насосно-компрессорным трубопроводом и эксплуатационной колонной.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «новизна».

Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень».

Изобретение относится к добыче нефти. Техническим результатом является расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в обеспечении точности позиционирования гидромониторных струйных насадок перфоратора в пространстве скважины с последующим эффективным гидравлическим разрывом пласта в нескольких интервалах скважины, возможности изоляции нескольких её нижних перфорированных интервалов за одну спускоподъёмную операцию и вторичного вскрытия залежей углеводородов, а также реализации опрессовки лифта насосно-компрессорной трубы на герметичность перед началом гидропескоструйной перфорации. Заявлен гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия, содержащий гидромониторную цилиндрическую секцию, с одного конца которой закреплена по меньшей мере одна пакер-пробка, с другого – муфта с трубой лифта насосно-компрессорного трубопровода, и, которая выполнена, по меньшей мере, с одной гидромониторной струйной насадкой. При этом гидромониторная цилиндрическая секция выполнена в виде золотниковой втулки, содержащей со стороны упомянутой по меньшей мере одной пакер-пробки гидрозамковый патрубок, и оснащена устройством ориентирования, которое выполнено с возможностью возвратно-поступательного движения, поворота и фиксации по меньшей мере одной гидромониторной струйной насадки на её внешней цилиндрической образующей в необходимом положении по азимутальному направлению поперечного сечения упомянутой секции, в вертикальной или наклонно-направленной или горизонтальной скважине, с заданным углом ориентации упомянутой по меньшей мере одной насадки. Причем по меньшей мере одна гидромониторная насадка установлена на подвижной втулке, внутренняя часть которой образует пару скольжения с внешней цилиндрической образующей упомянутой секции с продольными пазами-шлицами по длине, равной траектории возвратно-поступательного движения подвижной втулки. Устройство ориентирования содержит приёмник со стороны крепления по меньшей мере одной пакер-пробки, а со стороны крепления муфты насосно-компрессорного трубопровода – балансир с центрирующим шаром и устройство установки угла ориентирования с лимбом, закрепленное на подвижной втулке и оборудованное сферическим пазом для установки угла ориентации на центрирующий шар балансира по упомянутым продольным пазам-шлицам гидромониторной цилиндрической секции, которые выполнены между приёмником и балансиром на внешней цилиндрической образующей секции. Упомянутая по меньшей мере одна пакер-пробка состоит из эластичного уплотнительного элемента-манжеты в центральной её части, с одной стороны которой последовательно расположены якорь с гидравлическим приводом, клапан обратного действия с шаром в посадочном седле, а с другой – прицепное устройство с приёмным седлом, посредством которого по меньшей мере одна пакер-пробка закреплена к приёмнику. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия, содержащий гидромониторную цилиндрическую секцию, с одного конца которой закреплена по меньшей мере одна пакер-пробка, с другого – муфта с трубой лифта насосно-компрессорного трубопровода, и, которая выполнена по меньшей мере с одной гидромониторной струйной насадкой, отличающийся тем, что гидромониторная цилиндрическая секция выполнена в виде золотниковой втулки, содержащей со стороны упомянутой по меньшей мере одной пакер-пробки гидрозамковый патрубок, и оснащена устройством ориентирования, которое выполнено с возможностью возвратно-поступательного движения, поворота и фиксации по меньшей мере одной гидромониторной струйной насадки на её внешней цилиндрической образующей в необходимом положении по азимутальному направлению поперечного сечения упомянутой секции, в вертикальной или наклонно-направленной или горизонтальной скважине, с заданным углом ориентации упомянутой по меньшей мере одной насадки, при этом по меньшей мере одна гидромониторная насадка установлена на подвижной втулке, внутренняя часть которой образует пару скольжения с внешней цилиндрической образующей упомянутой секции с продольными пазами-шлицами по длине, равной траектории возвратно-поступательного движения подвижной втулки, причем устройство ориентирования содержит приёмник со стороны крепления по меньшей мере одной пакер-пробки, а со стороны крепления муфты насосно-компрессорного трубопровода – балансир с центрирующим шаром и устройство установки угла ориентирования с лимбом, закрепленное на подвижной втулке и оборудованное сферическим пазом для установки угла ориентации на центрирующий шар балансира по упомянутым продольным пазам-шлицам гидромониторной цилиндрической секции, которые выполнены между приёмником и балансиром на внешней цилиндрической образующей секции, упомянутая по меньшей мере одна пакер-пробка состоит из эластичного уплотнительного элемента-манжеты в центральной её части, с одной стороны которой последовательно расположены якорь с гидравлическим приводом, клапан обратного действия с шаром в посадочном седле, а с другой – прицепное устройство с приёмным седлом, посредством которого по меньшей мере одна пакер-пробка закреплена к приёмнику.

2. Гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия по п.1, отличающийся тем, что прицепное устройство выполнено модульным с возможностью крепления двух и более пакер-пробок, последовательно соединенных между собой посредством упомянутых обратного клапана и прицепного устройства, таким образом, что типоразмер диаметров шара и посадочного седла клапана обратного действия начальной пакер-пробки соответствует максимальному значению, а типоразмер диаметров шара и посадочного седла клапана обратного действия для каждой последующей пакер-пробки выполнен с увеличением от его минимального значения.

3. Гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия по п.1, отличающийся тем, что сферический паз выполнен в виде сообщающихся продольных канавок на внутренней цилиндрической поверхности устройства установки угла ориентирования, а балансир оборудован пружинным лепестковым механизмом с функцией фиксации центрирующего шара в неподвижном сферическом пазе балансира в нижней части сечения упомянутой секции.

4. Гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия по п.1, отличающийся тем, что типоразмер диаметров шара и посадочного седла клапана обратного действия для каждой пакер-пробки выполнен в виде системы, образующей пару запорной арматуры шар-седло, таким образом, что упомянутая пара реализована с возможностью функции обратного клапана.