Скважинный перфоратор Советский патент 1991 года по МПК E21B43/114 

Изобретение относится к горной промышленности и. предназначено для проведения перфорационных работ в скважине.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет повышения скорости гидроабразивной струи, улучшения ее формообразования в импульсном режиме и уменьшение давления в зоне реза при одновременном повышении износостойкости устройства за счет исключения подачи гидроабразивной смеси по насосно-компрессорным трубам и регулирования количества поступающего к соплу абразива.

На фиг. 1 представлен перфоратор, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - фрагмент перфоратора с камерой переменного объема.

Скважинный перфоратор содержит цилиндрический корпус 1 с размещенным на его наружной поверхности пакером 2 с узлом 3 крепления к насосно-компрессорным трубам 4 и с емкостью 5 для абразива, размещенной с противоположной от узла 3 крепления стороны корпуса 1. в котором перпендикулярно его оси установлены по меньшей мере одно сопло 6 и один разгонный канал, размещенный соосно с соплом 6.

О

ю

о

ON 00

соединенным с выполненным в корпусе 1 каналом 7 для подачи абразива. Перфоратор снабжен телескопической заборной трубкой 8 для подачи абразива, а также размещенной между пакером 2 и узлом 3 креп- ления перегородкой 9. Последняя разделяет полость корпуса 1 на гидравлически связанную с полостью узла 3 крепления полость 10 высокого давления и полость 11 низкого давления.

Перфоратор, кроме того, снабжен размещенными соосно с корпусом 1 обратным клапаном 12 для сброса давления, подпружиненным относительно корпуса 1 ударным поршнем 13 с каналом 14, подпружиненным относительно перегородки 9 плунжером 15, расположенной между ударным поршнем 13 и плунжером 15 запорной втулкой 16, подпружиненной относительно плунжера

15с двух сторон и размещенной с обеспечением возможности перекрытия канала 14 ударного поршня 13 в транспортном положении. В полости 11 низкого давления размещены камера 17 переменного объема с подпружиненным подвижным поршнем 18, надпоршневая полость которого в рабочем положении гидравлически связана с насосной камерой 19, выполненной в корпусе 1 и перекрытой с противоположной от камеры 17 переменного объема стороны плунжером 15, и с соплом 6, а подпоршневая полость подвижного поршня 18 гидравлически соединена с каналом 7 для подачи абразива 7 и полостью 11 низкого давления. Причем подпоршневая зона ударного поршня 13 гидравлически связана с полостью 10 высокого давления, которая посредством эжек- ционного канала 20 гидравлически связана с полостью 11 низкого давления. Канал 7 для подачи абразива гидравлически связан с выполненным в корпусе циркуляционным каналом 21 для сброса абразива и с телескопической заборной трубкой 8, полость которой связана дроссельным каналом 22 с полостью 10 высокого давления.

Перфоратор работает следующим образом.

Перфоратор закрепляют посредством резьбы на нэсосно-компрессорных трубах 4 и опускают в скважину, Насосом подают воду. Пакер 2 срабатывает при меньшем давлении, чем перфоратор, и изолируют подпакерную зону.

В исходном положении запорная втулка

16отделяет осевой канал 14 ударного поршня 13 от полости 10 высокого давления. При подаче рабочей жидкости растет давление в полости 10, и по мере его роста ударный поршень 13 в контакте с запорной втулкой 16 перемещается вверх, сжимая силовую пружину 23. В конце хода пружина 24 разжимает контакт запорной втулки 16 с ударным поршнем 13. Происходит резкое открытие осевого канала 14.

Ударный поршень 13 под действием

пружины 23 совершает рабочий ход в полости 10, где давление уменьшилось, нанося удар по плунжеру 15, который сжимает жидкость в насосной камере 19. Жидкость из

этой камеры поступает в надпоршневую полость камеры 17 переменного объема и далее в сопло 6. Подвижный поршень 18 перемещается и вытесняет жидкость в трубку 8 подачи абразива, где она переводит

часть абразива из циркуляционного канала 21 в сопло 6. Неиспользованный абразив по циркуляционному каналу 21 сбрасывается на забой или в емкость 5 для абразива. Забор абразива осуществляется путем поступления давления в телескопическую заборную трубку 8. вследствие чего абразив засасывается в циркуляционный канал 21. После совершения ударным поршнем 13 рабочего хода процесс повторяется. Забор абразива может осуществляться и прямо с забоя с использованием телескопической заборной втулки.

Формула изобретения

Скважинный перфоратор, содержащий цилиндрический корпус с размещенным на его наружной поверхности пакером, с узлом крепления к насосно-компрессорным трубам и емкостью для абразива, размещенной

с противоположной от узла крепления стороны корпуса, в котором перпендикулярно его оси установлены по меньшей мере одно сопло и один разгонный канал, размещенный соосно соплу, соединенному с выполненным в корпусе каналом для подачи абразива, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы за счет повышения скорости гиброабра- зивной струи, улучшения ее формообразования в импульсном режиме и уменьшения давления в зоне реза при одновременном повышении его износостойкости за счет исключения подачи гидроабразивной смеси по насосно-компрессорным трубам и

регулирования количества поступающего к соплу абразива, он снабжен телескопической заборной трубкой для подачи абразива, размещенной между пакером и узлом крепления, перегородкой, разделяющей полость корпуса на гидравлически связанную с полостью узла крепления, полость высокого давления и полость низкого давления, размещенными соосно корпусу обратным клапаном для сброса давления, подпружиненным относительно корпуса ударным

поршнем с каналом, подпружиненным относительно перегородки плунжером, расположенной между ударным поршнем и плунжером запорной втулкой, подпружиненной относительно плунжера с двух сторон и размещенной с обеспечением возможности перекрытия канала ударного поршня в транспортном положении, размещенными в полости низкого давления камерой переменного объема с подпружиненным подвижным, поршнем, надпоршневая полость которого в рабочем положении гидравлически соединена с насосной камерой, выполненной в корпусе и перекрытой с противоположной от камеры

0

переменного объема стороны плунжером, и с соплом, а подпоршневая полость гидравлически соединена с каналом для подачи абразива и полостью низкого давления, причем подпоршневая зона ударного поршня гидравлически связана с полостью высокого давления, которая посредством эжекционного канала гидравлически связана с полостью низкого давления, а канал для подачи абразива гидравлически связан с выполненным в корпусе циркуляционным каналом для сброса абразива и с телескопической заборной трубкой для подачи абразива, полость которой связана дроссельным каналом с полостью высокого давления.

Изобретение предназначено для перфорационных работ в скважине. Цель - повышение эффективности работы устр-ва за счет повышения скорости гидроабразивной струи, улучшения ее формообразования в импульсном режиме и уменьшения давления в зоне реза при одновременном повышении износостойкости устр-ва за счет исключения подачи гидроабразивной смеси по насосно-компрессорным трубам (НКТ) и регулирование количества поступающего к соплу абразива. К корпусу снизу прикреплена емкость для абразива. Устр-во крепится к НКТ, по которым подается вода. В корпусе вдоль его оси последовательно сверху вниз установлены ударный поршень с осевым каналом, запорная втулка и плунжер. В нижней части корпуса размещены камера переменного объема с подвижным поршнем, сопло и разгонный канал. При подаче воды по НКТ под действием давления ударный поршень перемещается вверх. После резкого открытия осевого канала происходит удар по плунжеру. Последний сжимает жидкость в насосной камере и впрыскивает жидкость в сопло. Одновременно абразив по циркуляционному каналу эжектируется в сопло. Затем цикл повторяется до образования перфорационного отверстия. 2 ил. t/i С

12

Фиг. 7

2/

hti.Z