Глубинное устройство для вертикальных перемещений гидроперфоратора Советский патент 1984 года по МПК E21B43/114 

1 Изобретение относится к нефтедоб вающей промышленности, в частности к оборудованию для вскрытия продуктивных пластов. Известно устройство для перемеще нйя гидроперфоратора, содержащее цилиндр, поршень, переводник, золот ник, выполненный в виде втулки, уст новленной в нижней части цилиндра lj Однако контроль за работой устройства, а следовательно и за перем щением гидроперфоратора отсутствует. В качестве рабочей жидкости используется жидкость для гидроперфорации, что снижает надежность и долговечность, особенно в агрессивных средах. Кроме того, при одной установке оборудования получают только одну -щель на насадку. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является глубинное устройство дли вертикальных перемещений перфоратора, содержащее корпус, внутри которого установлен дифференциальный полый шток с насад ками и затвором регулятор скорости движения щтока, имеющий кольцевую камеру, образованную корпусом и штоком, и заполненную вязкой жидкостью, в которой установлена разде тельная втулка с обратным клапаном и капиллярным каналом 2j. Недостатком известного устройств является низкая эффективность его в работе, так как получение одйой щели при одной установке устройства является причиной большого объема спуско-подъемных операций. Выполнение щели большой длины невозможно по причине ослабления прочности колонны. При приходе перфоратора в нижнее положение, когда перекрываются отверстия клапана-заглушки, происходит гидроудар с резким повышением давления в НКТ, при этом может произойти проворот и смещение насадок, клапан-заглушка и седло под клапанзаглушку сильно разматываются в про цессе гидроперфорации. Целью изобретения является повышение эффективности устройства в ра боте путем создания прерывистой щели на большой мощности пласта и пре дотвращение гидроудара при достижении гидроперфоратором нижнего положения. 7 Поставленная цель достигается тем, что в глубинном устройстве для i вертикальных перемещений гидроперфоратора, содержащем корпус, внутри которого установлен дифференциальный полый шток с насадками и затвором, регулятор скорости движения штока, имеющий кольцевую камеру, образованную корпусом и штоком и заполненную вязкой жидкостью-, в которой установ- лена разделительная втулка с обратным клапаном и капиллярным каналом, разделительная втулка установлена в камере неподвижно, а на наружной поверхности дифференциапьного полого штока меньшего диаметра выполнены кольцевые проточки, причем капиллярный канал образован разделительной втулкой, и наружной поверхностью штока. Кроме того, оно снабжено связанным с нижней частью корпуса ограничительным стаканом с продольными сквозными пазами для размещения в них насадок и упором для взаимодействия с затвором. Взаимодействие кольцевых проточек с разделительной втулкой обеспечивает перемещение гидроперфоратора с двумя скоростями за счет разности скорости перетока жидкости через чередующиеся капиллярные и макрозазоры,т.е. происходит дискретное торможение, а за счет разного времени контакта струи и преградой образуется прерывистая щель. При опускании гид15оперфоратора насадки движутся в вертикальных пазах стакана, что обеспечивает вертикальность щелей и ликвидирует разброс струи в радиальном направлении. По достижении гидроперфоратором нижнего положения скорость его перемещения гасиТся перетоком жидкости по капиллярному зазору и происходит взаимодействие упора ограничительного стакана с затвором гидроперфоратора, что сигнализирует о приходе гидроперфоратора в нижнее положение, т.е. об окончании цикла гидроперфорации. В результате применения устройства получается прерывистая щель, вскрывающая значительно большую мощность пласта при одной установке оборудования. На чертеже показано устройство, продольный разрез. Устройство содержит корпус 1, в котором расположен дифференциаль3110

ный польш шток 2 с кольцевыми проточками 3, соединенный с поршнем 4. В нижней части 5 штока установлены затвор 6 и насадки 7, закрепленные гайками 8. Нижняя часть корпуса 1 соединена с ограничительным стаканом 9, выполненным со сквозными продольными пазами 10 под насадки 7. В кольцевом пространстве между корпусом 1 Иштоком 2 находится разделительная втулка 11, соединенная с корпусом, с установленными в ней обратным клапаном, выполненным в виде тарелки 12, пружиной 13, упором 14.Тарелка 12 и верхняя часть штока 2 образуют кольцевой зазор 15, меняющийся дискретно при перемещении штока 2. Корпус 1, верхняя часть штока 2, поршень 3 образуют полость 16, расположенную над разделительной втулкой 11 и заполненную вяз кой жидкостью, которая перетекает при работе б полость 17, образованную корпусом 1, нижней частью штока 2, расположенную ниже резделитеЛьной втулки 11. Поршень 4 и дифференциальный шток 2- составляют гидравлически неуравновешенную систему, подвижную относительно корпуса 1 (большой диаметр штока 2 боль ше диаметра поршня 4). Ограничительный стакан 9 имеет упор 18 для взаимодействия с затвором 6.

Устройство работает следующим образом.

Нагнетаемая в колонну насрснокомпрессорных труб (НКТ) жидкость за счет перепада давления в насадках при истечении создает направленное вниз усилие на подвижную систему. Под действием усилия вязкая жидкость из полости 16 по зазору 15 перетекает в полость 17. При прохождении через тарелку 12 верхней части штока 2 без проточки образуется капиллярный зазор и происходит медленное опускание подвижной системы за счет перетоки вязкой жидкости по капиллярному зазору. Малая скорость перемещения насадки обуславливает время контакта струи с преградой, необходимое для перфорации ее (общее время за несколько циклов). При прохождении через тарелку 12 верхней части штока 2 с кольцевой проточкой образуется макрозазор, и происходит быстрое опускание подвижной системы за счет перетока вязкой жидкости по макрозазору без сопротивления. Большая скорость перемещения насадки вдоль преграды обуславливает время контакта струи с преградой,н цостаточное для ее перфорации (суммарное время за несколько циклов). При работе устройства в колонне создается столько щелей, сколько участков на штоке 2, выполненых без проточки, причем длина щели соответствует длине участка, а расстояние между щелями соответствует ширине кольцевых проточек. В нижнем положении, когда подвижная система тормозится, упор 18 ограничительного стакана 9 приподнимает затвор 6, при этом происходит падение давления в НКТ, что служит сигналом об окончании цикла гидроперфорации. Нагнетание жидкости в НКТ прекращают, и под действием давления гидростатического столба жидкости в подвижной гидравлически неуравновешенной системе возникает усилие, направленное вверх. Поток вязкой Жидкости из полости 17 приподнимает тарелку 12 над разделительной втулкой 11, сжав пружину 13, и жидкость перетекает в полость 16 по кольцевому макрозазору между втулкой 11 и тарелкой 12. При этом осуществляется обратньй ход с большой скорость и подвижная часть устройства возвращется в первоначальное положение, пос чего начинают нагнетать жидкость в НКТ, и следует следующий цикл гидроперфорации.

Устройство позволяет получить прерывистую щель на большой мощности пласта без перестановки оборудования что значительно сокращает время и трудоемкость процесса. Работа устройства без гидроударов, без резкого повьш1ения давления в полости НКТ позволит более широко проводить процесс гидроперфорации.

1. ГЛУБИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГИДРОПЕРФОРАТОРА) содержащее корпус, внутри которого установлен дифференциальный полый шток с.насадками и затвором, регулятор скорости движения штока, имеющий кольцевую камеру, образованную корпусом и штоком и заполненную вязкой жидкостью, В koтарой установлена разделительная втулка с обратным клапаном и капиллярным каналом, отличающееся Тем, .что, с целью повышения эффeктивнoctи его в работе путем создания прерывистой щели на большой мощности пласта, разделительная втулка установлена в камере неподвижно, а на наружной поверхности дифференциального полого штока меньшего диаметра выполнены кольцевые проточки, причем капиллярный канал образован разделительной втулкой и наружной поверхностью штока. 2. Устройство по П.1, о т л и ч а g ю щ е ее я тем, что, с целью предотвращения гидроудара при достижении гидроперфоратором нижнего полоЛения, оно снабжено связанным с нижней частью корпуса ограничительным стаканом с продольными сквозными пазами для размещения в них насадок и упором для взаимодействия с затвором. 00 со г