Гидравлический перфоратор Советский патент 1981 года по МПК E21B43/112 

1

Изобретение относится к устрой ствам для вскрытия продуктивных пластов в скважинах.

Известен гидравлический перфоратор, содержащий корпус с насадками, затвор, перекрывающий насадки в виде втулки, закрепленной средними элементами в корпусе. При необходимости создания в стенке скважин горизонтальных кольцевых или прерывистых щелей, корпус перфоратора поворачивают на определенный угол, используя узел вращателя, устанавливаемый под гидроперфоратором.

Однако в таком устройстве вращатель является инструментом разового действия, и перемещения поршня в крайнее нижнее-положение для повторного проведения операций необходимо, поднимать из скважины трубы с перфоратором и осуществлять переподготовку вращателя. Кроме того, ненадежна работа затвора, так как

давление среза штифтов может колебаться в широких пределах.

Известен гидроперфоратор с дистанционным переключением насадок, опускаемый на трубах, включакиций корпус, вал с осевым и сообщающимся с ним перепускным каналами, поворотную обойму с насадками, образунядую с валом камеру с размещенным в ней узлом ограничения поворота обоймы вращателя 21.

Недостатки известного устройства4необходимость установки над перфоратором вращателя, что значительно усложняет конструкцию перфоратора а также ненадежная работа клапанов в абразивной среде.

Цель, изобретения - упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что насадки перфоратора размещены на поворотной обойме зксцентрично относительно поперечной оси перфоратора,1 а узел ограничения поворота обоймы выполнен в виде поршня с наружными и внутренними водилами, вал имеет бесконечный паз,а обойма продольный соответственно под внутреннее и наружное водило. На фиг. 1 показан предлагаемый перфоратор, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечное сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечное сечение Б-Б на фиг. 1 (повернуто); на фиг. 4 - поперечное сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - развертка в плоскости бесконечного паза вала.. Устройство содержит корпус 1, соединенный с колонной труб, на которых ОН , опускается в скважину. Кор пус 1 жестко соединен с валом 2, имеющим сообщающиеся перепускной канал 3, осевой канал 4 и бесконечный паз 5. Вал 2 концентрично размещен в поворотной обойме 6 с насадками 7 установленными эксцентрично относительно поперечной оси перфоратора. Поворотная обойма образует с валом камеру 8 с размещенным в ней узлом ограничения поворота обоШы, выполненным в виде поршня 9 с внутренним 10 и наружным 11 водилами , при этом внутреннее водило связано с обоймой 6 по продольному пазу 12, а наружное - с валом 2 по бесконечному пазу 5. . Легкость вращения поворотной обой мы 6 относительно вала 2 и,корпуса 1обеспечивается подшипниками 13 и 14, а удерживается обойма на валу 2при помоши седла 15, в полости которого размещен обратный клапан 16 Устройство работает следующим об разом. После спуска перфоратора в скваж ну его устанавливают против интерва вскрытия, и в полость перфоратора ч рез трубы нагнетают абразивную жидкость, при этом обратный клапан 16 закрывается, и по перепускным кана.лам 3 жидкость направляется в одну пару насадок, например, в верхнюю (фиг. 2). Нижние насадки (фиг.З) перек ты цйлшщрической поверхностью вала 2 Абразивная жидкость, истекая с боль шой скоростью из верхних насадок, перфорирует колонну (против сечения А-А на фиг. 1) перфоратора. Так как насадки размещены эксцентрично .относительно поперечной оси перфоратора, на поворотную обойму действует крутящий момент и проворачивает поворотную обойму 6 относительно неподвижного вала 2, связанного с колонной труб, с заданной угловой скоростью на определенный угол, при этом верхние насадки в некоторый момент перекрываются цилиндрической поверхностью вала 2, а канал 3 сообщается с нижними насадками 7 (сечение Б-Б на фиг. 1) . Таким образом, попеременная работа верхних и нижних насадок обеспечивает постоянное вращение обоймы 6 относител ьн6 вала 2. За время сообщения тех Ъ других насадок с каналами 3 и истечения через них абразивной жидкости в колонне создаются в шахматном порядке проперфорированные прерывистые щели. Скорость вращения обоймы относительно вала предварительно устанавливается на поверхности перед спуском устройства в скважину.путем выбора соответствующей вязкости рабочей жидкости в камере 8. и геометрических размеров канала, по которым рабочая лсидкость перетекает из полости под поршнем 9 в полость с поршнем. Тормозной поршень 9 наружным водилом 11, размещенным в продольном пазе 12, подвижно соединен с обоймой 6 и может совершать относительно обоймы только поступательное движение вверх и вниз, поэтому скорость вращения поршня 9 всегда равна скорости вращения обоймы 6. При провороте поршня 9 внутреннее водило 10 взаимодействует со стенкой бесконечного паза 5 вала 2, размещенного под углом к вертикали. Под действием вертикально составляющей окружной силы поршень 9 совершает поступательное движение, одновременно проворачиваясь относительно вала 2, причем, когда водило 10 находится в правой ветви паза 5, поршень 9 двигается вниз, а когда в левой - вверх. Скорость поступательного движения, которая зависит от скорости перетока жидкости из одной полости камеры 8 в другую, определяет скорость вращения обоймы 6. Зависимость частоты вращения «Jb от ско5

рости поступательного движения поршня определяется формулой N-bg« L

ш

R где V - линейная скорость поступа

тельного вертикального перемещения поршня;

dугол наклона замкнутого паза к вертикали; R - диаметр вала 2 в месте установки водила 10.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет создавать в пласте продольные прерывистые щели, не прибегая к помощи вращателей, что упрощает его конструкцию и делает процесс перфорации менее трудоемким, а следовательно, более надежным.

Формула изобретения

Гидравлический перфоратор, спускае емый на трубах, содержащий корпус.

7«

вал с осевым и сообщающимся с ним перепускным каналами, поворотную обойму с насадками, образующую с валом камеру с размещенным в ней узлом ограничения поворота обоймы, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения надежности его работы, насадки размещены на поворотной обойме эксцентрично относительно поперечной оси перфоратора, а узел ограничения поворота обоймы выполнен в виде поршня с наружными и внутренними: водипами, вал имеет

бесконечный паз, а обойма - продольный, соответственно под внутреннее и наружное водило. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

). Временная инструкция по пескоструйному методу перфорации и вскрытию пласта-. М., ВНИИ 1967, с. 18-20 и 32-34.

2. Авторское свидетельство СССР

№ 232882, кп. Е 21 В 43/12, 1966.

в

Фи

f(-A

Фиг. г

б-б поВернуто 7.

6

иг.5