Устройство для вертикальных перемещений перфоратора Советский патент 1983 года по МПК E21B43/114 

Изобретение относится к оборудованию используемому в нефгегазодобЬ1вак щей промышленности. Известно глубинное устройство для вертикальных перемещений иароабразивногчз перфоратора на забое скважины, содержащее цилиндр, поршень, переводники, золотниковый механизм перекпючения. Переключение направления хода поршня осуществляется при помощи золотниковог механизма l i Недостатками этого устройства является сложность конструкции, контактирова ние рабочей жидкости с деталями, управляющими работой устройства и их выход из строя. Известно также устройство для вертикальных перемещений перфоратора, содержащее корпус, установленный с возможностью перилешения относительно него шток, образующий с корпусом кольцевую герметичную камеру, заполненную вязкой жидкостью, в которой расположен поршен жестко связанный со штоком и имеющий обратный клапан и капиллярный канал 2 Недостатком указанного устройства яв ляется шчзкая надежность его работы взза нарушения зарядной скорости перемещ НИИ штока. Шток и поршень, находящиеся в камер устройства, заполненного в;язкой /жидкостью при работе, находятся в двух край них положениях - верхнем и нижнем (относительно цилиндра). Причем при нахождении ступенчатого .штока и поршня в крайнем нижнем положении объем надпоршневого пространства (в цилиндре) бопыде объема подпоршневого пространства при нахождении потока и поршня в крайнем верхнем положении. Разница объемов выражается величиной &V- 0,T85iD -c3lhy где uV разница объемов надпоршневог и подпоршневого пространств соответственно при расположении поршня в цилиндре в нижнем и верхнем положениях D - наружный диаметр большей ступени штока; d - наружный диаметр меньшей ступени штока; h - величина перемещения пориня в цилиндре. Увеличение надпоршневого объема в камере при движении поршня вниз приводит к образованию разрежения в надпоршнёвой полости цилиндра. Это вызывает в свою очередь нарушение течения жидкости из поршневой полости цилиндра через капилляр в надпоршневую. При этом возможно интенсивное выделение газов и паров Из вязкой жидкости, которой заполнен цилиндр, и даже ее закипание. В конечном итоге все это приведет к наруше ниютечения жидкости через капилляр. Tie. нарушению заданной скорости перемещения поршня и штока в цилиндре, а возможно и их остановке. При этсм возникает неопределенность относительно конечной цели - образование щели в обсадной колонне скважины и пласте, так как скорость разрушетш преграды струей абразивной жидкости, истекающей из насадок перфоратора, при прочих равных условиях зависит от скорости ее движения относительно преграды, (т.е. скорости перемещения поршня и штока в цилиндре устройства). Целью изобретения является повышение надежности работы его путем обеспечения заданной скорости перемещения штока. Поставленная цель достигается тем, что устройство для вертикальных перемещений перфоратора, содержащее корпус, установленный с возможностью перемещения относительно него шток, образующий с корпусом кольцевую герметичную камеру, заполненную вязкой жидкостью, в которой размещен поршень, жестко связанный со штоком и имеющий обратный клапан и капиллярный канал, снабжено установленным в камере над поршнем подпружиненных относительно корпуса дополнительным поршнем. Наличие подпружиненного дополнительного поршня в устройстве исключает возможность закипания жидкости при движении штока вниз, за счет расширения газа над поршнем, что позволяет предотвратить возникновение вакуума в подпоршневой полости. Наличие шпонки и продольного паза в хвостовике устройства исключает возможность поворота перфоратора вокруг продольной оси, что дает возможность получать щели заданных размеров и направлений. На чертеже схематично изображено глубинное устройство для вертикальных перемещений перфоратора. Устройство содержит корпус 1, включающий цилиндр 2 и хвостовик 3. По оси устройства в корпусе 1, цилиндре 2 и квостовшсе 3 распопожен двухступенчатый полый шток 4 с размещенным на нем поршнем 5 с обратным клапаном 6 и капиппярным каналом 7. В верхней части ципиндра 2 на штоке расположен дополните пьны и поршень 8. На нижнем конце штока установлен переходник 9, взаимодействующий через направляющую шпонку 10 с хвостовиком 3 и переходником 9. Уплотнения 11 служат для герметизации камер 12-14, а уплотнения 15 - для устранения возможности попадания абразива к уплотняюшт л элементам 11. - Устройство работает следующим образом. Жидкость с абразивом по колонне на.сосно-комдрессорных труб подается в устройство, расположенное в интервале перфорации. Жидкость проходит через попый шток 4 и поступает к насадкам перфоратора, чзакреппенного на переходнике 9. Давление рабочей жидкости действует на все сечение полого штока и создает усилие, направленное вниз. Одно временно гидростатическое давление со здает ус1Й1ие на систему перфоратор шток, направленное вверх. При определен ных соотношениях площадей сечений больг шого и малого диаметра штока и давлений рабочей жидкости в перфораторе и гидростатического получается равнодействующая сила, двигающая всю систему : шток - поршень, переходник - перфоратор вверх или вниз. Разница поперечных сечений большого и малого диаметров полого штока выбрана такой, чтобы при давлении рабочей жидкости в перфораторе (около 5О атм) равнодействующая сила была направлена вверх, т.е. чтобы шток с поршнем и перфоратором возвращалась в исходное положение, а циркуляция рабо чей жидкости в затрубном пространстве не прекращалась. При движении штока и поршня 5 в цилиндре 2 вниз клапан 6 закрыт и жидкость из камеры 14 перетекает в камеру 13 через капиллярный клапан 7. При этом возникающая разница объемов камер 13 и 14 в крайних верхнем, и нижнем положении компенсируется расширением полости 12 с одновременным перемещением дополнительного поршня 8 в цилиндре 2 до выравнивания давлений.. , Дополнительный поршень 8 подпружинен относительно-корпуса 1 газом или легкокипящей жидкостью, которыми заполняют камеру 12, причем давление в камере выбирают таким, чтобы происходила компенсация увеличения объема каме р 13,этим устраняют закипание жйокости в камерах 13 и 14 и сохраняют заданные условия течения жидкости из камеры 14 в камеру 13 через капш лярный канал 7. Время потока жидкости из камеры 14 в камеру 13 определяется экспериментально при заданных параметрах. По истечении указанного времени давление рабочей жидкости сбрасывается до возможного минимума. При этом равнодействующая сипа изменяет свое направле.ние на обратное, и шток с поршнем начинает перемещаться в верхнее исход-. ное положение. При этом жидкость из камеры 13 перетекает в камеру 14 через кпапан 6. Ввиду достаточно большого проходного сечения кщпана 6 переток жидкости происходит быстро, а шток и поршень 3 занимают исходное положение. Поднимая давление рабочей жидкости до заданной величины, процесс повторяется вновь. При движении штока вниз и вверк г направляющая шпонка 10 скользит в пазе хвостовика 9, предотвращая возможность поворота перфоратора со штоке вокруг оси скважины. Экономическая эффективность при использовании устройства оценивается за счет устранения повторных спуско-подт емных операций при проведении вторичных процессов при вскрытии пласта.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1ПЕРФОРЛТРРА, содержащее корпус, устанкжпеккый с возможностью перемещения относитеп но него шток, образующий с корпус м( кольцевую герметичную камеру, запопненную вязкой жидкостью, в которой расположен поршень, жестко связаииый со штоком и нмекхций обратный кпапав и капиптгарный канап, о. тпичающее - с я тем, что, с цепью повышения иадежности его работы путем обеспечения заданной скорости перемещения штока, оио снабжено уста{ювпенным в камере над поршнем подпружиненным относительно S корпуса дополнительным поршнем.