ГИДРОПЕСКОСТРУЙНЫЙ ПЕРФОРАТОР

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для гидроабразивной перфорации нефтяных и газовых скважин, а также расширения забоев в открытых стволах скважин струями суспензии направленного действия.
Из уровня техники известен гидропескоструйный перфоратор (см. RU 17942 U1, 10.05.2001) (1), содержащий корпус, направляющие струйные сопла, размещенные в корпусе под углом к его продольной оси, клапан и хвостовик, причем направляющие сопла непарно размещены по высоте по периметру корпуса под углом 60° к продольной оси перфоратора.
Недостатком указанного устройства является низкая износостойкость струйных сопел-насадок перфоратора.
Из уровня техники известен также, гидропескоструйный перфоратор (см. RU 2185497 C1, 20.07.2002) (2), который является наиболее близким аналогом заявленной полезной модели, который содержит секционный корпус, нижняя секция которого выполнена в виде маслонаполненного центратора-фиксатора с выдвижными штоками, а средняя и верхняя секции имеют по одному радиальному каналу в диаметрально противоположных сторонах и продольные каналы, сообщенные с радиальными каналами, и удлиненные гидромониторные насадки, помещенные в радиальных каналах и выполненные из твердого сплава, причем удлиненные гидромониторные насадки выполнены с торцевыми ограничителями в виде лопаток, размещенных на входе радиальных каналов с разъемными пружинными кольцами, фиксирующими их снаружи корпуса, с фторопластовыми кольцами по их наружной поверхности, с отверстиями, выполненными с угловым смещением относительно их оси, и установлены с возможностью вращения в радиальных каналах, при этом продольные каналы на входе в радиальные каналы выполнены тангенциальными, а на выходе радиальных каналов выполнены в противоположных сторонах от гидромониторных насадок.
В указанном в качестве наиболее близкого аналога гидропескоструйном перфораторе также, как и в заявленном, используют удлиненные насадки, однако в отличие от насадок заявленного устройства насадки гидропескоструйного перфоратора (2) удлинены за счет применения лопаток, что позволяет насадкам вращаться, но уменьшает их износостойкость.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение износостойкости насадок, упрощение технологии изготовления гидропескоструйного перфоратора и обеспечение возможности вскрытия интервала пласта до одного метра за одну установку перфоратора.
Технический результат достигается за счет создания гидропескоструйного перфоратора, содержащего трубный корпус, в узлах насадок которого посредством держателей под углом к продольной оси перфоратора установлены насадки, два шаровых клапана, имеющих седла на торцах перфоратора и хвостовика, и соединенный с трубным корпусом посредством муфты хвостовик, в местах установки насадок на внутренней стороне трубного корпуса размещены накладки, обеспечивающие установку насадок длиной до 45 мм, при этом насадки повернуты на 120° и расположены на расстоянии 400 мм относительно друг друга.
В частном варианте выполнения накладки выполнены в форме усеченного конуса, наружная поверхность которого повторяет внутреннюю поверхность трубного корпуса, а поперечное сечение представляет собой равнобедренную трапецию.
В другом частном варианте выполнения угол смещения оси насадки составляет 2°.
Еще в одном из частных вариантов выполнения гидропескоструйного перфоратора в трубном корпусе установлены три насадки.
Полезная модель проиллюстрирована общим видом гидропескоструйного перфоратора в разрезе, фиг. 1.
Заявленный гидропескоструйный перфоратор выполнен следующим образом:
Гидропескоструйный перфоратор содержит корпус (1), выполненный из трубной заготовки, которая представляет собой отрезок стандартной насосно-компрессорной трубы (НКТ) нефтяного сортамента, на внутреннюю часть которого в местах установки насадок (2) закрепляют, например сваркой, накладки (3). Накладки (3) увеличивают толщину трубы, тем самым позволяя применять насадки (2) увеличенной длины. Гидропескоструйный перфоратор снабжен хвостовиком (4), прикрепленным к корпусу перфоратора (1) посредством нижней муфты (5), которая выполняет роль центратора посредством ребер (6). Перфоратор имеет два шаровых клапана: опрессовочный с седлом на торце перфоратора (7) и рабочий с седлом на торце хвостовика (8). Насадки (2) разнесены по длине корпуса перфоратора (1) на расстояние 400 мм и расположены под углом 120° друг относительно друга. Оси насадок (2) могут быть смещены на некоторый угол по отношению к продольной оси перфоратора, например на 2°. В предпочтительном варианте выполнения в корпусе перфоратора (1) размещают три насадки (2). Наиболее технологичны накладки (3), выполненные в форме усеченного конуса, наружная поверхность которого повторяет внутреннюю поверхность корпуса перфоратора (1), а поперечное сечение представляет собой равнобедренную трапецию.
Гидропескоструйный перфоратор работает следующим образом:
К башмаку колонны НКТ (9) крепят перфоратор с помощью верхней муфты (10). Перфоратор спускают в скважину на заданную глубину. В колонну НКТ с устья скважины опускают шар опрессовочного клапана (7), который садится в седло на торце перфоратора, и проводят опрессовку колонны на прочность и плотность. Далее обратной промывкой вымывают опрессовочный шар. Затем в колонну НКТ опускают шар рабочего клапана перфоратора (8), который садится в седло на торце хвостовика, после чего поток жидкости при закачке в НКТ может выходить только через насадки (2), закрепленные в перфораторе при помощи держателей (11). Насадки устанавливают напротив нефтенасыщенного интервала пласта. В НКТ закачивают при помощи насосов технологическую жидкость, обычно воду, с кварцевым песком под расчетным давлением. Струя с абразивом разрушает обсадную колонну, цементный камень и пласт, образуя в пласте грушевидный канал диаметром до 5 см и длиной 20-30 см, по которому нефть в дальнейшем фильтруется из пласта в скважину. Обратный поток жидкости через кольцевое пространство между НКТ и обсадной колонной выносит отработанный песок с кусочками выработанной породы на поверхность. По окончании перфорации обратной промывкой вымывают рабочий шар перфоратора (8) и промывают забой скважины от осевшего песка через хвостовик (4).
Применение гидропескоструйного перфоратора с тремя насадками, повернутыми друг относительно друга на 120°, позволяет за одну установку перфоратора прорезать три канала, а разнесение насадок по оси перфоратора на 400 мм позволяет вскрыть за один рез метр пласта. Смещение оси насадки от перпендикуляра на 2° вниз позволяет снизить противодействие режущей струе со стороны отраженной струи, увеличивая при этом глубину перфорационного канала.
Значительное увеличение толщины стенки корпуса перфоратора за счет накладок дает возможность применять насадки длиной до 45 мм, что увеличивает их износостойкость и позволяет вскрыть больший интервал пласта за один спуск-подъем перфоратора.