СЕКЦИОННЫЙ ГИДРОПЕСКОСТРУЙНЫЙ ПЕРФОРАТОР
SECTIONAL SAND JET PERFORATOR

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для вскрытия продуктивных пластов в скважинах с открытым забоем и с обсадными колоннами. Устройство найдет наибольшее применение при вскрытии пластов в скважинах сложного профиля и горизонтальных, наклонных скважинах.
Известен скважинный гидроабразивный перфоратор, содержащий полый корпус с эксцентрично расположенными осями внутреннего и внешнего диаметров, состоящий из верхней и нижней секций, соединенных при помощи резьбового соединения. Секции содержат струйные насадки и разобщающий уплотнительный узел, расположенный после каждой нижней насадки и состоящий из перепускного отверстия, поршня и уплотнительного элемента (патент на изобретение №2254452).
Недостатком данного технического решения является наличие выступающих частей внутри корпуса при соединении секций, что приводит к быстрому износу перфоратора.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является секционный гидроабразивный перфоратор, выбранный в качестве прототипа, содержащий полый корпус, состоящий из отдельных секций со струйными насадками (патент на полезную модель №96912). Струйные насадки размещены по высоте корпуса спиралеобразно и направлены под острым углом к горизонтальной оси корпуса, а перфоратор снабжен шаровым клапаном. Верхняя секция содержит выдвижной золотник, выполненный в виде полой трубы с пружинным кольцом для фиксации, причем внутренний диаметр каждой секции, начиная снизу, больше внутреннего диаметра предыдущих верхних секций.
Основным недостатком полезной модели является также наличие выступающих частей внутри корпуса при соединении секций, что нарушает равномерность прохождения водопесчаной смеси, приводит к ударам и, как следствие, к быстрому износу перфоратора.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и долговечности работы гидропескоструйного перфоратора, уменьшение его размеров, позволяющее использовать его в обсадных колоннах небольшого диаметра, а также в обсадных колоннах большого диаметра со сложным профилем.
Техническая задача достигается за счет того, что секционный гидропескоструйный перфоратор содержит полый корпус, состоящий из отдельных секций со струйными насадками, согласно изобретению перфоратор для соединения секций снабжен проставками различной длины и муфтами, причем соединение осуществляют встык посредством муфт, расположенных снаружи, а соединительные концы муфт, проставок и каждой секции выполнены с правой и левой резьбой.
Выполнение на соединительных концах секций, проставок и внутри муфт правой и левой резьбы позволяет производить соединение секций встык в необходимом количестве, с необходимой угловой и высотной ориентацией секций, а значит, и форсунок друг относительно друга, без изменения геометрии внутреннего канала для прохождения водопесчаной смеси. Это дает возможность надежного соединения, увеличивает долговечность корпуса за счет отсутствия внутренних уступов, т.е. исключения воздействия водопесчаного потока на местные преграды внутри перфоратора. Кроме того, соединение отдельных секций и проставок осуществляется встык, а соединительные муфты, наворачиваемые снаружи, имеют небольшие размеры, что позволяет использовать данный перфоратор в обсадных колоннах малого диаметра, а также в обсадных колоннах большого диаметра со сложным профилем.
Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию «новизна».
Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».
Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан секционный гидропескоструйный перфоратор в разрезе.
Перфоратор содержит корпус, состоящий из футорки 1, секций со струйными насадками 2, проставок 3 различной длины, муфт 5. На соединительных концах секций 2 и проставок 3 выполнена резьба правая и левая. Муфта 5 имеет внутреннюю резьбу также правую и левую. В нижней части корпуса установлен центратор 6. Секции 2 соединяются между собой и при необходимости с проставками 3 встык и соединение закрепляется муфтами 5.
Секционный гидропескоструйный перфоратор работает следующим образом.
Гидропескоструйный перфоратор собирают необходимой длины из секций со струйными насадками 2 и проставками 3 различной длины. Соединение обеспечивается муфтами 5.
Гидропескоструйный перфоратор опускают в скважину и устанавливают напротив интервала, подлежащего обработке.
Затем подается песчано-жидкостная смесь насосными агрегатами высокого давления, обладающими способностью развивать давление до 70 МПа. Разрушение преграды происходит в результате использования абразивного и гидромониторного эффектов высокоскоростных песчано-жидкостных струй, вылетающих из насадок перфоратора.
Небольшие размеры секций перфоратора обеспечивают значительное расстояние между насадкой и разрушаемой преградой, что позволяет значительно увеличить фокальное пятно выбрасываемой струи с сохранением достаточной энергии для разрушения преграды. Проведенные испытания показали увеличение диаметра проперфорированных отверстий в обсадной трубе 168 мм в 4-5 раз по сравнению с существующими конструкциями перфораторов.
Применение секционного перфоратора предлагаемой конструкции позволяет увеличить надежность и срок службы перфораторов, варьировать в широких пределах расположением форсунок по углу и высоте, значительно увеличить размеры перфорируемых отверстий и использовать их на скважинах с обсадными колоннами сложного профиля 146-168 мм, включая горизонтальные и наклонные, а также с обсадными колоннами малого диаметра, от 89 мм обычного профиля без увеличения диаметра перфорируемых отверстий.