ГИДРОАБРАЗИВНЫЙ ПЕРФОРАТОР

V Гидроабразивный перфоратор Полезная модель относится к горному делу, в частности, к оборудованию для обработки скважин и может быть использована в нефтегазодобывающей промышленности для вскрытия продуктивных пластов в скважинах с открытым забоем и с обсадными колоннами. Известен гидропескоструйный перфоратор по патенту РФ № 2078911 класс Е21В43/114, содержащий корпус, направляющие струйные сопла одинаковой площадью рабочего сечения насадок, установленных горизонтально и направленных в противоположные стороны. Недостаток данного перфоратора заключается в горизонтальном расположении гидропескоструйных насадок, что позволяет вырабат1.1вать в пласте узкие воронкообразные горизонтально направленные каналы, но не обеспечивает вскрытие большой толщи пласта коллектора. Эти горизонтальные каналы (каверны) из-за малых скоростей движения и разделения флюида на фазы (газ-нефть) кольматируются в окодюстствольной зоне «молами, асфальтенами, парафинами и продуктами разрушения пласта. При эксплуатации залежей особенно высоковязких нефтей добыча резко снижается вплоть до полного прекращения притока к забою. Подобная проблема возникает при слоистой неоднородной структуре пласта коллектора с наличием непроницаемых прослоек пласта и, как следствие, получение слабого притока нефти или газа или их полное отсутствие. Проблема решается путем значительных затрат на частое проведение работ по интенсификации притока флюида к забою скважин известными способами с привлечением реагентов растворителей, спецтехники, людских ресурсов и т.д. Наиболее близким техническим решением к предполагаемой полезной модели является устройство для гидроперфорации скважин по патенту РФ № 2042796 класс E21B43/LI4, включаюшее полый корпус с боковыми отверстиями выполненными на разной высоте с установленными в них струйными насадками, посадочное седло в нижней части корпуса, выполненное под запорный элемент в виде шара, и поршень, подпружиненный относительно корпуса и помещенный в полости корпуса над центратором, снабжен фильтром, помещенным над поршнем который выполнен глухим, и заглушкой, перекрывающей полость корпуса под поршнем и образующей в ней камеру, за1юлненную маслом, а насадки выполнены в виде трубок с тангенциальными входными отверстиями, подпружиненными относительно корпуса поршнейштоков, подпоршневое пространство которых гидравлически связано с полостью корпуса. E2IB43/I14
который выполнен с периферийными осевыми ка|1|алами, сообщающими полость под порщнем с его полостью под заглушкой.
,,/
Известный гидроабразивный перфоратор имеет довольно  сложную конструкцию, содержащ} 45 деталей различного назначения.
Кроме того, горизонтальное расположение отверстий с насадками позволяет нарезать только цилиндрические или воронкообразные горизонтальные каналы, которые при эксплуатации быстро закольматируются частицами пород, тяжелыми асфальтенами, парафинами и др. Конструкция известного запорного клапана не позволяет изменятьего вес в зависимости от пластового давления в скважинах, что повлечет за собой больщие затраты на подбор соответствующего материала и дополнительные затраты на извлечение запорного элемента в скважинах с малым дебетом и низким пластовым давлением.
Техническая задача предполагаемой полезной модели - расширение технологических возможностей гидроабразивного перфоратора при упрощении его конструкции.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что гидроабразивном перфораторе, содержащем полый корплс с боковыми отверстиями, вьтолненны ш на разной высоте, с установленными в них струйными насадками, с посадочным седлом в нижней части корпуса, выполненным под запорный элемент со сферической рабочей частью поверхности, боковые отверстия со струйными насадками размешены по высоте корпуса спиралеобразно и каждая из насадок направлена вверх под острым углам к горизонтальной оси корпуса. Запорный элемент выполнен пустотелым с возможностью изменения его веса и внутреннего давления за счет того, что он выполнен либо разъемным, либо с отверстием для загрузки металлическими гранулами и терморасширяющимися веществами. Угол наклона струйных насадок к горизонтальной оси корпуса составляет .
При угле наклона менее I О увеличивается глубина прорезаемой щели канала, но плохо удаляются кольматирующие вещества. При угле наклона более 45° резко снижается глубина
проработки продуктивного пласта. Выполнение отверстий со струйными насадками, расположенными в корпусе по спирали одно относительно другого и направленными вверх под углом  к горизонтальной оси корпуса обеспечивает нареза{те наклонных щелей-каналов, перекрывающих большую высоту пласта или нескольких тонких пропластков, что активизирует (вскрывает) больщую толщу продуктивного пласта. Кроме того, наклонное расположение щелей позволяет частицам, обычно кольматирующим закупоривающим горизонтальные щели-каналы, стекать, скатываться по наклонной к отверстиям в стволе скважины и выноситься с продуктом на поверхность. Выполнение запорного элемента с возможностью изменения его веса для скважин с различным пластовым давлением путем загрузки внутрь, например свинцовых
гранул, и прочности на сдавливание путем введения внутрь расширяющегося при высоких температурах компонента типа спирта, газа и других повышает сохранность клапана при высоких пластовых давлениях. Вьтолнекие запорного элемента (клапана) пустотелым, разъемным и изменяемым по весу в зависимости от глубины, позволяет извлекать его на поверхность даже при малом дебете вскрываемого пласта и предотвращает затраты на его извлечение специальной прокачкой жидкости под большим давлением через затрубное пространство или на подъе% колонны труб.
На фиг. 1 изображен заявленный гидроабразивный перфоратор, разрез;
На фиг.2 (А и В) - запорные клапаны в разрезе.
1 идроабразивный перфоратор содержит корпус 1, навинчиваемый на компрессорные трубы 2, с отверстиями для струйных насадок 3. хвостовик 4 с посадочным местом 5 и запорный элемент (клапан) 6 с утяжелительными гранулами 7.
Запорный элемент (клапан) 6 состоит из двух свинчиваемых по резьбе половинок. Он может быть выполнен в виде цилиндра со сферическими торцами (вариант Л) или в виде,гдара (вариант В).
Работает заявленный гидроабразивный перфоратор следующим образом.
Нерфоратор опускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 2 в собранном виде. Клапан 6 загружают гранулами 7 и терморасширяющимся веществом из расчета глубины скважины и величины пластового давления.
В перфоратор подают под давлением гидроабразивную смесь (песок с водой, кислотный или щелочной растворы и др.). Подъема и опускания НКТ не требуется т.к. струйные насадки в перфораторе устанавливают в количестве, необходимом по высоте для обработки всей высоты пласта. По расчетному времени осуществляют нарезание щелей в породах.
После гидроабразивной обработки стенок скважины закачку прекращают и ставят скважину на излив. По полученному дебиту поступления продукта из скважины судят о результате и эффективности обработки скважины.
Предлагаемая конструкция гидроабразивного перфоратора имеет целый ряд преимуществ перед известными. Конструкция его значительно проще и надежнее при эксплуатации. Расширяются его технологические возможности: обеспечивается нарезание наклонных щелей-каналов перекрывающих высоту пласта или нескольких пропластков при вскрытии нефтегазоносных залежей. Появляется возможность использовать заявляемый гидроабразивный перфоратор для скважин с различным дебетом и пластовым давлением. Повышается производительность скважин в 1,5-2 раза. Гидроабразивный перфоратор прост в изготовлении и эксплуатации.