Глубинное устройство для вертикальных перемещений перфораторов Советский патент 1980 года по МПК E21B43/114 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти, применение в горнодобывающей промышленности. Известны глубинные устройства для вертикальных перемещений перфоратора, содержащне цилиндр, поршень, жестко соединенный с полым штоком, золотниковый механизм, капилляр к амортизаторы. Переключение направления хода поршня осуществляется при помощи золотникового механизма. Скорость перемещения поршня ц длину его хода регулируют соотвественно капишляр и амортизаторы 1. . Недостатками устройства являются сложность конструкции, наличие узких зазоров, высокие скорости перемещения перфоратора на забое скважины, непосредственное контактирование рабочей жидкости, используемой при гидропескоструйном вскрытии пластов, с деталями, управляющими работой устройства (золотниковым узлом, амортизаторами, капилляром и т.д.). Известна также конструкция глубинного устройства для вертикальных перемещений перфоратора, содержащая цилиндр, порщень с двумя противоположно направленныМИ полыми штоками, расположенными соосно, капилляр и обратный клапан, помещенные в нижней части цилиндра и предназначенные соответственнр для регулирования скорости перемещения поршня и заполнения подпоршневой полости аппарата скважинной жидкостью при возврате поршня совместно с перфоратором в исходное верхнее положение. В известном устройстве подпоршневой рабочей жидкостью является вода 2. Работа устройства основана на принципе дифференциального порщня и перепада давлений между лифтовыми трубами и затрубным пространством. При обратной промьшке скважины за счет работы обратного клапана подвижная часть устройства возвращается в исходное положение. Известному устройству для вертикальных перемещений перфоратора присущи следующие недостатки: отсутствует контроль за. движением перфоратора на забое скважины. При выходе из строя какого-либо узла устройства, например, обратного клапана, или закупорки капилляра, работоспособность аппарата нарущается, а на устье скважины это не фиксируется; для возвращения перформатора в исходное положение, требуется обратная промывка скважины; в случае применения этого устройства в агрессивных средах надежность и долговечность устройства резко снижается в связи с проникновением в полость цилиндра мелких абразивных частиц с рабочей жидкостью или под агрессивным воздействием рабочей жидкости.

Целью изобретения является повышение надежности и обеспечения контроля за перемещением перфоратора, а также расширение диапазона регулирования скорости перемещения перфоратора.

Указанная цель достигается за счет того, что штоки выполнены разного диаметра: щток большего связан с перфоратором, а верхняя часть штока меньшего диаметра выполнена в виде клапана-заглушки и имеет отверстия. При этом капилляр и обратный клапан установлены в поршне, а цилиндр заполнен вязкой жидкостью.

На че1этеже схематично изображено глубинное устройство для вертикальных перемещений перфоратора.

Устройство содержит цилиндр 1, внутри которого помещен поршень 2 с обратным клапаном 3 и капилляром 4. С порщнем соединены два противоположно направленные, соосно расположенные, полые штока разного сечения, верхний 5 и нижний 6, жестко соединенный с перфоратором 7.

Свобо дный конец верхнего 5 полого щтока выполнен в виде клапана-заглушки 8, ниже которого в стенке штока имеются отверстия 9, служащие для прохода рабочей жидкости через полости штоков 5 и 6 к перфоратору.

Верхняя часть цилиндра 1 снабжена направляющей втулкой 10 и кожухом 11 верхнего 5 штока, имеющим в верхней части седло 12.

Цилиндр 1 вместе с направляющей втулкой 10 и кожухом 11 составляют единую часть устройства - его корпус.

Уплотнения 13-15 служат для герметизации полостей А (подпорщневой) и Б (надпоршневой) устройства. Штоком 6 глубинное устройство соединено с перфоратором 7, а кожухом 1 L- с колонной насосно-компрессорных труб.

Устройство работает следующим образом.

Нагнетаемая в насосно-компрессорные трубы при гидропескоструйной перфорации рабочая жидкость, надавливая на клапанзаглушку 8 верхнего 5 штока и отталкивая его, открывает седло 12 и через отверстия 9 и полый щток 6 поступает к перфоратору 7. За счет перепада давления в насадках перфоратора возникает направленное вниз вертикальное усилие, воспринимаемое через порщень 2 вязкой жидкостью, в полости А. Скорость перемещения поршня 2 вниз пропорциональна расходу вязкой жидкости сквозь капилляр 4. Обратный клапан 3 в данном случае закрыт. При достижении порщнем 2 крайнего нижнего положения часть

штока 5 с отверстиями 9 входит в направляющую втулку 10, перекрывая проход нагнетаемой жидкости в перфоратору 7. Благодаря этому давление на линии нагнетания на устье скважины резко возрастает, что

является сигналом о достижении поршнем 2 совместно с перфоратором 7 нижнего крайнего положения.

Нагнетание рабочей жидкости кратковременно прекращается до выхода отверстий 9 штока 5 из направляющей втулки 10.

0 Усилием давления гидростатического столба жидкости на нижний щток б, имеющий больщее поперечное сечение в сравнении со щтоком 5, осуществляется ход поршня 2 вверх. При этом обратный клапан 3 в поршне 2 открывается, и жидкость Из полости Б поступает в полость А, обеспечивая скорость передвижения порщня 2 вверх намного больще, чем при ходе вниз. Возобновляется нагнетание рабочей жидкости в насосно-компрессорные трубы с минимальным расходом

0 агрегата.

При достижении верхнего крайнего положения щток 5 своим клапаном-заглущкой 8 перекрывает седло 12, благодаря чему давление циркулирующей рабочей жидкости повторно возрастает, что служит сигналом о достижении перфоратором крайнего верхнего положения.

Далее процесс повторяется. / - Передача сигналов на поверхность о достижении перфоратором крайних положений обеспечивает контроль за выработкой щелей заданной длины.

Выполнение полых штоков разного диаметра совметсно с изолированием внутренS ней полости цилиндра от внутритрубного и затрубного пространств обеспечивает возвратное перемещение перфоратора в исходное верхнее положение без изменения направления циркулирования рабочей жидкосИзолирование внутренней полости цилиндра от внутритрубного и затрубного пространств и заполнение его вязкой жидкостью повышает надежность работь устройства и расщиряет диапазон регулирования скорости перемещения перфоратора.

Промыщленные испытания предложенного глубинного устройства в коррозионноагрессивной среде (кислотном растворе) подтвердили его работоспособность, надежность и эффективность при увеличении приемистости серодобычных скважин Язовского месторождения серы.

Формула изобретения

1. Глубинное устройство для вертикальных перемещений перфоратора, содержащее цилиндр, порщень с двумя полыми штоками, расположенными соосно, один из которых

связан с перфоратором, капилляр и обратный клапан, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения контроля за перемещением перфоратора, штоки выполнены разнбго диаметра: шток большего связан с перфоратором, а верхняя часть штока меньшего диаметра выполнена в виде клапана-заглушки и имеет отверстия.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости перемещения перфоратора, каппиляр и обратный клапан установлены в поршне.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что цилиндр заполнен вязкой жидкостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 487228, кл. Е ,21 В 43/114, 1975.

2. Ачкурин И. Ш. Подземное оборудование для ГПП. Опытно-конструкторские и научно-исследовательские работы в области нефтепромыслового оборудования. Труды Азербайджанского научно-исследовательского Института нефтяного машиностроения (Казанский филиал), Вып. 1, 1971, с. 38-42.

70

d ,

г