ПЕРФОРАТОР ДВУХДИСКОВЫЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ
TWO-DISC SLOTTED HYDRO MECHANICAL PERFORATOR

Изобретение относится к устройствам для вторичного вскрытия пластов путем создания продольных щелей в обсадных (эксплуатационных) колоннах и формирования фильтрационных каналов в призабойной зоне пласта.
Из уровня техники известен перфоратор двухсторонний гидромеханический щелевой (пат. РФ №2327859, E21B 43/112, опуб. 2008 г. ), содержащий корпус, размещенный в нем поршень-толкатель и выдвижной режущий инструмент в виде верхнего и нижнего режущих дисков, каждый из которых установлен на своей оси, механизм их выдвижения в виде смонтированного на центральной оси коромысла, в плечах которого установлены оси режущих дисков, и выполненного с возможностью поворота при перемещении поршня-толкателя.
Недостатком перфоратора является быстрый износ рабочих деталей, а также недостаточная эффективность работы гидромониторных насадок и соответственно плохая очистка накатных дисков перфоратора от продуктов гидромониторного разрушения.
Наиболее близким из аналогов - прототипом является перфоратор гидромеханический щелевой (пат. РФ №2422625, E21B 43/112, опуб. 2010 г. ), содержащий полый корпус с двумя поршнями в верхней части корпуса, с центральным каналом, выполненным в теле каждого, продольное окно в нижней части корпуса, коромысло с поперечной корпусу осью, размещенное в этом окне, два накатных диска, по одному в каждом из концов коромысла, механизм перемещения коромысла с накатными дисками в рабочее положение, клиновой вилкообразный толкатель коромысла, две гидромониторные насадки в теле нижнего поршня, гидравлически сообщенные посредством каналов с надпоршневыми полостями корпуса, посадочные седла, пружины цилиндрической навивки.
Недостатками прототипа являются невозможность одинаково эффективной одновременной работы гидромониторных насадок как конструктивных, так и технологических, что ведет к неэффективному удалению продуктов гидромониторного разрушения из-под накатных дисков.
Задачей изобретения является повышение надежности и технологичности перфоратора, обеспечение повышения эффективности и производительности процесса.
Технический результат, который обеспечивает решение указанной задачи, заключается в возможности гарантированного вскрытия эксплуатационной колонны одновременно двумя дисками.
Данный технический результат достигается за счет того, что в известном перфораторе двухдисковом гидромеханическом щелевом, содержащем полый корпус с поршнем в верхней части корпуса, продольное окно в нижней части корпуса, коромысло с поперечной корпусу осью, размещенное в этом окне, два накатных диска, размещенных на разных концах коромысла, механизм перемещения коромысла с накатными дисками в рабочее положение, выполненный в виде клинового толкателя, две гидромониторные насадки, гидравлически сообщенные посредством каналов с надпоршневыми полостями корпуса, посадочное седло под шар в центральном канале штока, пружина, как часть механизма возвратного перемещения коромысла, согласно предлагаемому изобретению одна из насадок расположена непосредственно над нижним накатным диском и соединена с внутренней полостью штока закрытым каналом, выполненным в корпусе, клиновой толкатель прикреплен к штоку через упор посредством скобы, шар расположен внутри штока и зафиксирован от выпадения штифтом, на концах корпуса и гидроцилиндра по наружным диаметрам прибора смонтированы съемные вкладыши, обеспечивающие скольжение и центровку прибора в колонне.
На фигуре представлено устройство в сборе в исходном положении и пунктиром диски в рабочем положении.
Перфоратор содержит корпус 1 с гидроцилиндром 2, внутри которых размещены подпружиненный поршень 3 с полым штоком 4. К нижнему концу полого штока 4 присоединены упор 5 с гидромониторной насадкой 6 и скоба 7, удерживающая клиновой толкатель 8, состоящий из двух косынок, которые имеют свободу перемещения по открытому пазу, отфрезерованному в корпусе 1.
В корпусе 1 выполнен закрытый канал 9, соединяющий гидромониторную насадку 10 с внутренней полостью штока 4.
В нижней части корпуса 1 на оси 11 закреплен рычаг 12 в виде коромысла, на свободных концах которого на осях 13 и 14 установлены два накатных диска - верхний 15 и нижний 16.
В скобе 7 выполнено отверстие, связывающее внутреннюю полость полого штока 4 через седло 17 с затрубным пространством скважины, перекрываемое шаром 18.
Клиновой толкатель 8, состоящий из двух косынок, образует механизм радиального выдвижения режущего узла.
Гидроцилиндр 2, поршень 3, шток 4 и возвратная пружина 19 образуют привод механизма радиального выдвижения режущего узла. Шар 18 расположен внутри штока 4 и зафиксирован от выпадения штифтом 20.
На концах корпуса 1 и гидроцилиндра 2 по наружным диаметрам прибора смонтированы съемные вкладыши 21, обеспечивающие скольжение и центровку прибора в колонне, а также исключающие соприкосновения корпуса перфоратора с колонной (толщина вкладышей 21 подбирается в зависимости от толщины стенки перфорируемой колонны).
Перфоратор состоит из следующих основных частей:
- корпуса 1;
- режущего узла, состоящего из рычага 12 и двух накатных дисков 15 и 16;
- клинового толкателя 8 для радиального выдвижения накатных дисков;
- механизма привода выдвижения режущего узла, состоящего из гидроцилиндра 2, поршня 3 и возвратной пружины 19;
- двух гидромониторных насадок 6 и 10.
Перфоратор работает следующим образом.
Установив перфоратор против интервала перфорации, создают внутри компоновки рабочее давление; одновременно расхаживают компоновку. При этом поршень 3 с полым штоком 4 выдвигает клиновой толкатель 8, по рабочей поверхности которого перекатывается ось 13 вместе с верхним накатным диском 15.
Рычаг 12 и накатные диски 15 и 16 поворачиваются относительно оси 11 до соприкосновения накатных дисков со стенками обсадной трубы.
При последующем повышении давления и расхаживании компоновки в пределах заданного интервала перфорации накатные диски 15 и 16 вдавливаются в стенки обсадной колонны.
Когда накатные диски 15 и 16 выйдут за пределы обсадной колонны, внутри компоновки создают повышенное давление и реализуется гидромониторный эффект струи рабочей жидкости, вытекающей из насадок 6 и 10 с большой скоростью, которая, размывая цементный камень и горную породу, формирует перфорационные каналы.
Для прекращения операции останавливают прокачку рабочей жидкости.
При этом давление в системе падает, и усилием возвратной пружины 19 поршень 3 с полым штоком 4 и клиновой толкатель 8 возвращаются в исходное положение, выводя из щели накатные диски 15 и 16. Перфоратор полностью переходит в исходное положение. После этого перфоратор поднимают на поверхность, при необходимости приподняв компоновку на следующий интервал, процесс перфорации повторяют.