Скважинный перфоратор Советский патент 1993 года по МПК E21B43/114 

Фиг. 1

Изобретение относится к геофизической технике, конкретно - к средствам перфорации стенок обсаженных скважин.

Известны сверлящие перфораторы, которые опускаются в ствол скважины и выполняют перфорационные отверстия в направлении, перпендикулярном оси скважины. Основной их конструктивный недостаток заключается в том, что глубина перфорационных каналов, выполняемых ими, ограничена поперечными размерами цилиндрического корпуса (выход бура меньше диаметра прибора.

Прототипом заявляемого устройства является керноотборник-перфоратор типа СКМ-8-9, включающий цилиндрический корпус, эле ктрогидравлический привод, прижимной механизм и бур с коронкой. При выполнении перфорационного канала прижимной механизм обеспечивает фиксацию перфоратора в скважине, Бур приводится во вращение и с помощью двуплечего рычага выдвигается из корпуса в направлении, перпендикулярном оси прибора (скважины). Недостатком данного перфоратора является малая величина выхода бура, позволяющая создавать перфорационные каналы глубиной не более 60 мм при наружном диаметре корпуса прибора 120мм. Малая глубина перфорации стенки скважины не позволяет достигать высокого качества вскрытия продуктивного пласта, что ограничивает доступ нефти из пласта в скважину.

Целью изобретения является повышение эффективности работы скважинного перфоратора путем увеличения глубины перфорации (выход бура из корпуса перфоратора).

Указанная цель достигается тем, что скважинный перфоратор снабжен установленной на коронке с возможностью свободного вращения кольцом с гибкими упорами, ,а бур выполнен в виде телескопически сопряженных ведущей с пазами и ведомой с шипами втулок, при этом шипы расположены с возможностью перемещения в пазах.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый перфоратор отличается тем, что бур выполнен из двух телескопически сооруженных втулок с шипами и пазами, а на корпусе буровой коронки установлено кольцо с упорами. Таким образом, заявленный перфоратор соответствует критерию изобретения новизна.

.Сравнение заявляемого решения с уровнем техники в данной области показало, что Для выполнения перфорационных отверстий раздвижной бур оанее не применялся, т.е. можно сделать вывод о соответствии заявляемого перфоратора критерию существенные отличия.

На фиг. 1 и 2 приведены схемы, поясняющие компоновку бура скважинного перфоратора.

Буровая колонна. 1с помощью резьбо вого соединения закреплена на ведомой

втулке 2 и зафиксирована заклепками 3. На

корпусе коронки 1 установлено свободно

вращающееся кольцо 4 с жестко закреплен-..

. ными в нем гибкими упорами 5. Ведущая

втулка 6 телескопически связана с ведомой

втулкой 2, которая имеет шипы 7, входящие

в пазы ведущей втулки 6. Описанная компоновка бура позволяет раздвигать и сдвигать

втулки 2 и 6, что обеспечивает увеличение

выхода бура, а следовательно, и глубину

перфорации....,

.Рассмотрим работу скважинного перфоратора. От привода подается крутящий момент на ведущую втулку 6, вращающуюся по часовой стрелке. Затем начинается выдвижение бура из корпуса 9. Привод,,обеспечивающий вращением выдвижение бура,

по конструкции аналогичен описанному в прототипе. При выполнении перфорационного канала в стенке скважины шипы 7, закрепленные на ведомой втулке 2. находятся в пазах ведущей втулки б в положении I

(см,фиг.2)-. Это обеспечивает передачу крутящего момента и осевой нагрузки на ведомую втулку 2 с закрепленной на ней буровой коронкой 1. Когда глубина перфорационного канала становится равной I, т.е. будет

достигнут предельный выход бура в данном положении шипов 7, вращение бура прекращается и осуществляется втягивание бура внутрь корпуса перфоратора.

В процессе втягивания бура гибкие упоры}закрепленные в кольце 4 фиксируют.ся в перфорационном канале, что обеспечивает перемещение телескопически сопряженных втулок друг относительно друга на.длину А I. При этом шипы г 7 сдвигаются по

пазам 8 из положения 1 в положение II (см.фиг.2). Ведомая втулка вновь приводится во вращение по часовой стрелке, шипы 7 сдвигаются по пазам 8 в положение III, и осуществляется дальнейшее бурение перфорационного канала, на глубину Д1. Таким образом, выбуривание перфорационного канала закончено, и его длина равна I + Д1. Для того, чтобы убрать бур в корпус перфоратора, необходимо обеспечить еращение бура против часовой стрелки (шипы 7 сдвинутся в пазах 8 из положении III в положение II) и втянуть бур в корпус 9 перфоратора. При этом телескопически сопряженные втулки бура еще остаются в

раздвинутом положении, а коронка выдвинута из корпуса перфоратора на расстояние Д|. Затем вращение бура прекращается и он выдвигается в перфорационный канал. В процессе выдвижения бура гибкие упоры 5, закрепленные в кольце 4, цепляются за стенки перфорационного канала. Создаваемое при этом усилие обеспечивает перемещение телескопически сопряженных втулок бура в исходное положение (шипы 7 сдвигаются в пазах 8 из положения II в положение I).

Вновь бур вращается против часовой стрелки и происходит перемещение шипов из положения I в положение IV. Эта операция необходима для того, чтобы предотвратить возврат шипов из положения I в положении II при обратном ходе бура.

Бур полностью задвигается в корпусе перфоратора (шипы в положении IV). В таком положении перфоратор поднимается вверх по стволу скважины и устанавливается на новую точку.

Основным техническим преимуществом заявляемой конструкции скважинного

перфоратора является увеличение выхода бура на величину Д1, что позволяет выполнять более глубокие перфорационные каналы в стенке скважины. Увеличение глубины перфорационных каналов при одинаковом

количестве их на один метр обеспечивает получение большей площади фильтрации, т.е. повышает совершенство вскрытия пласта.

Перфоратор содержит корпус 9, электрогидравлический привод и бур с коронкой 1. Бур выполнен из двух телескопически сопряженных ведомой 2 и ведущей 6 втулок, Ведомая втулка 2 имеет шипы 7, которые перемещаются по пазам ведущей втулки 6. На корпусе буровой коронки 1 установлено свободно вращающееся кольцо 4 с жестко закрепленными в нем гибкими упорами 5. 2 ИЛ. . . -- ; .. - . - . .

Формула изобретения Скважинный перфоратор, содержащий корпус, электрогидравлический привод и бур с коронкой, отличаю щи и с я тем. что, с целью повышения эффективности в работе, он снабжен установленной на коФиг. 2.

ронке с возможностью свободного вращения кольцом с гибкими упорами, а бур выполнен в виде телескопически сопряженных ведущей с пазами и ведомой с шипами втулок, при этом шипы расположены с возможностью перемещения в пазах.