ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ СКВАЖИННЫЙ ПЕРФОРАТОР

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, в частности, дня создания перфорационных щелей в обсадных колоннах нефтяных и газовых скважин.
Известно «Устройство для щелевой перфорации обсадной колонны» (патент РФ №2180038, кл. Е 21 В 43/114, пуб. 27.02.2002 г.), содержащее режущий узел с выдвижным накатным роликом с формообразующей поверхностью, гидромониторный и гидравлический каналы, скользящую опору в виде лыжи, жестко соединенной с корпусом устройства и расположенной с противоположной стороны от накатного ролика.
Недостатком известного устройства является то, что в результате износа поверхности скользящей опоры в виде лыжи вовремя работы устройства возникает необходимость замены всей опоры корпуса устройства, что экономически нецелесообразно. Кроме этого, устройство не снабжено средством для открытия гидравлического сообщения рабочей полости подъемных труб с затрубным пространством, что препятствует интенсивному освобождению полости
труб от жидкости при подъеме перфоратора на поверхность после окончания работ.
Наиболее близким по технической сущности с заявляемой полезной моделью является «Гидромеханический скважинный перфоратор (патент РФ №2182221, кя. Е 21 В 43/114, пуб. 10.05.2002 г.), включающий корпус, выдвижной режущий инструмент в вида накатного диска, гидромониторную насадку, клиновой паз с основанием, служащей опорной поверхностью скольжения, ось накатного диска, полый шток-фильтр, расположенный в двух гидроцилиндрах, установленных герметично относительно друг друга, подпружиненный поршень-толкатель, расположенный в нижнем гидроцилиндре, срезной циркуляционный клапан.
Недостатком этого устройства является также необходимость замены основания в результате износа ее поверхности скольжения во время работы устройства. Кроме этого, так кик посадка срезного циркуляционного клапана в корпусе допустима только с зазором, то в этом случае во время работы устройства через этот зазор неизбежен переток части жидкости из полости труб в затрубное пространство, что приводит к нестабильности работы устройства.
Технической задачей полезной модели является создание удобного обслуживания устройства и повышение надежности его работы.
Поставленная задача решается предлагаемым гидромеханическим скважинным перфоратором, включающим составной корпус, переводник с циркуляционным клапаном, режущий узел с накатным роликом и скользящей опорой в виде лыжи, расположенной с противоположной стороны от накатного ролика, полый шток, расположенный в двух герметично разделенных друг от друга гидроцилиндрах и жестко связанный с подпружиненным парой пружин поршнем, размещенными в верхнем гидроцилиндре и поршнем-толкателем, размещенным в нижнем гидроцилиндре.
Новым в устройстве является то, что циркуляционный клапан снабжен уплотнительными элементами, в нижней части перевод-водника размещено опорное кольцо циркуляционного клапана, а скользящая опора режущего узла выполнена в виде быстросменной лыжи.
На фиг. схематично представлено устройство в исходном положении.
Устройство содержит составной корпус, собранный из переводника 1 с циркуляционным клапаном 2 и опорным кольцом 3 циркуляционного
клапана, верхнего гидроцилиндра 4 с размещенным в нем подпружиненным парой пружин 5 и 6 поршнем 7, нижнего гидроцилиндра 8 с размещенным в нем поршнем-толкателем 9 и режущего узла 10 с накатным роликом 11 и быстросменной лыжей 12. Поршень 7 верхнего гадроцилиндра 4 и поршень-толкатель 9 нижнего гидроцилиндра 8 жестко присоединены к полому штоку 13. Поршень-толкатель 9 нижним концом шарнирно связан с фигурными пластинами 14, которые, в свою очередь, также шарнирно связаны с накатным роликом 11 посредством оси 15. Между верхним гидроцилиндром 4 и нижним гидроцилиндром 8 размещен средоразделитель 16, а на циркуляционном клапане 2 установлены уплотнительные элементы 17 для герметичного разделения рабочей полости от затрубного пространства. При этом циркуляционный клапан 2 в исходном положении зафиксирован в переводнике 1 срезным элементом 18.
Устройство работает следующим образом.
На колонне НКТ устройство опускают в скважину к месту перфорации. После промывочных операций в скважине в полости НКТ создают рабочее давление жидкости, которое воздействует на поршень 7 и одновременно через центральный канал полого штока
13 - на поршень-толкатель 9. После этого поршень 7, поршень-толкатель 9 вместе с полым штоком 13, сжимая пару пружин 5 и 6, перемещаются поступательно вдоль оси устройства, воздействуя, тем самым, на шарнирно связанные с поршнем-толкателем 9 фигурные пластины 14, которые, в свою очередь, взаимодействуя с наклонными направляющими режущего узла 10, выталкивают накатной ролик 11 до упора в стенку обсадной колонны, а связанная с режущим узлом 10 быстросменная лыжа 12 упирается в противоположную от накатного ролика 11 стенку обсадной колонны. Затем расхаживанием за счет возвратно-поступательного перемещения устройства на заданной высоте осуществляют раскатку стенки обсадной колонны накатным роликом 11.
Повышая ступенчато давление рабочей жидкости в полости НКТ, увеличивают силу вдавливания накатного ролика 11 в стенку обсадной колонны, увеличивая тем самым глубину внедрения накатного ролика в стенку колонны.
После образования щели в обсадной колонне за счет гидромониторного эффекта производят размыв заколонного цементного камня и формирование каверны в горной породе.
После окончания работ сбрасывают давление жидкости в трубах,
после чего под действием пары пружин 5 и 6 весь режущий узел возвращается в исходное положение. Затем на седло циркулящонного клапана 2 сбрасывают шар и поднимают в трубах давление, под действием которого циркуляционный клапан, срезая срезной элемент 18, перемещается вниз до упора в опорное кольцо 3. При этом открывается сообщение полости труб с затрубным пространством. После сброса давления осуществляют подъем устройства на дневную поверхность.
Таким образом, предлагаемый гидромеханический скважинный перфоратор обеспечивает повышение надежности его эксплуатации и создание удобного обслуживания во время ремонтных работ.
Источники информации:
1. Патент РФ №2180038, кл. Е 21 В 43/114, пуб. 27.02.2002 г.
2. Патент РФ №2182221, кл. Е 21 В 43/114, пуб. 10.05.2002 г.