ПЕРФОРАТОР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

ПЕРФОРАТОР ГИДРАВЛИЧЕСйЖ
Изобретение относится к нефтяной, газовой, водо-добывающей промышленности и может быть использовано при перфорации скважин.
Известны различные типы перфораторов для перфорации скважин: механические, взрывные, химические и и.п. (Гидромониторная перфорационная система. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. Переводное издание журналов США, 1991, №6, с.51-52; а.с. РФ № .1446974, МПК Е21В 43/11; патент США № 4226288 от 07.10.80 г., МПК Е21Д 10/10; Л.Я. Фридляндер. Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник. М., Недра, 1993г.).
Недостатком известных перфораторов является малый диаметр формируемых перфорационных каналов.
Этот недостаток устранен в известном перфораторе гидравлическом, принятом за прототип (патент РФ № 2069741 от 27.11.96).
Перфоратор гидравлический по прототипу содержит корпус, рабочую камеру с жидкостью, рабочий привод, подключенный к кабелю, воздействующий на жидкость в рабочей камере и создающий в -ней давление, усилитель давления жидкости, инструмент для перфорации, работающий от жидкости высокого давления.
Недостатками прототипа является сложность конструкции, ненадежность работы уплотнений, перекосы, невозвраты поршня с инструментом, трудоемкость и длительность перфорации.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного изобретения, является упрощение конструкции рабочего привода и повыщение его мощности, упрощение конструкции усилителя давления, не изнащиваемость инструмента, отсутствие перекосов поршня и отсутствие его уплотнений, повышение производительности перфорации и глубины перфорационных каналов.
ШИИШШбШ
,.,vTrij;.s--.,Ci.,r«.i Ш11Ш11111 iiii:
лши111шч к)
1;ри1ИТ- -  - -rt y;:j-Jr: :;A;-: ;y iKff.
МПКЕ2IB 43/11 Указанный результат достигается тем, что в перфораторе гидравлическом на кабеле, содержащем корпус, рабочую камеру с жидкостью, рабочий привод, подключенный к кабелю, воздействующий на жидкость в рабочей камере и создающий в ней давление, усилитель давления жидкости, инструмент для перфорации, работающий от жидкости высокого давления, согласно изобретению,в качестве рабочего привода установлен пороховой заряд, в качестве усилителя давления расположен конус, в качестве инструмента для перфорации предусмотрена жидкость высокого давления, каналы для выхода жидкости высокого давления выполнены с выходными конусами, расположены рядами радиально и вертикально и закрыты при необходимости герметичными крышками, входы в каналы высокого давления расположены под корпусом рабочей камеры.
Пороховой заряд в качестве рабочего привода обеспечивает его простоту при высокой мощности, качество и быстроту перфорации.
Конус в качестве усилителя давления, во-первых, упрощает конструкцию последнего, а, во-вторых, эффективно усиливает давление жидкости.
Замена инструмента жидкостью высокого давления дает инструмент без износа, позволяет обойтись без поршня и его уплотнений, а, следовательно, и без связанных с ними проблем.
Выполнение каналов для выхода жидкости с выходными конусами дополнительно увеличивает давление рабочей жидкости, что повышает эффективность перфоратора.
Расположение каналов высокого давления рядами радиально и вертикально обеспечивает высокую плотность и производительность перфорации.
Закрытие при необходимости каналов высокого давления герметичными крышками позволяет заливать в перфоратор чистую рабочую жидкость, что улучшает работоспособность перфоратора.
МН1Ш
Перфоратор содержит корпус 1, рабочую камеру 2 с жидкостью, рабочий привод 3, подключенный к кабелю 4, воздействующий на жидкость в рабочей камере 2 и создающий в ней давление, подводящие жидкость высокого давления к соплам 5 от рабочей камеры 2, конусы 8, 9 и 10, используемые в качестве усилителей давления жидкости и газа. В качестве рабочего привода 3 установлен пороховой заряд. В качестве инструмента для перфорации предусмотрена жидкость высокого давления, выходящая из сопел 5.
Перфоратор работает следующим образом. Заправленный в качестве рабочего привода порохом 3, жидкостью в рабочей камере 2, закрытый крыщками 6 перфоратор опускают в скважину в зону перфорации. По кабелю 4 подают импульс тока на детонатор, что приводит к воспламенению пороха 3. Газы от сгорания пороха 3 выходят через конус 8, их давление увеличивается обратно пропорционально сечению пороховой камеры и отверстия под конусом 8. Давление пороховых газов ниже конуса 8 создает равное давление жидкости в рабочей камере 2. Жидкость из камеры 2 начинает выходить через конус 9 в каналы высокого давления 7, а из них через конус 10 сопла 5 в отверстие в соплах 5. Конусы 9 и 10 дополнительно увеличивают давление жидкости, выходящей из рабочей камеры 2 в каналы 7, из каналов 7 в сопла 5 и через них наружу.
Общее увеличение давления жидкости не зависит от промежуточного его усиления, а в итоге оно обратно пропорционально отношению сечения выходного отверстия в сопле 5 и наибольшего сечения в пороховой камере 3.
Например, при диаметре пороховой камеры 3, равном 100 мм, давлении пороховых газов в камере 3, равно 600 кгс/см, диаметре отверстия в сопле 5, равном 3 мм давление выходящей наружу из сопла 5 струи составит (из уравнения сохранения энергии):
PI . Р2 . , 44
где PI - давление газов в пороховой камере 3, кгс/см ;
DI - внутренний диаметр отверстия в сопле 5 для выхода струи жидкости под большим давлением.
Из равенства
Р2  р1 2  600 2  666 667 кгс/сьг. D 20,3
Учитывая, что прочность стали составляет 6 000 - 10 000 кгс/см, а цементного слоя и материала пласта еще меньше, струя жидкости под давлением, превосходящим прочность материалов в десятки раз, легко их прощивает и создает перфорационные каналы.
Перфорация длится то же время, что и горение пороха, от долей секунды до нескольких секунд. Выполняется перфорация всеми струями жидкости, выходящими из сопел 5, одновременно.
Как видно, перфоратор работает инструментом без износа (струями жидкости), обеспечивает быструю перфорацию всех отверстий одновременно, и при этом представляет собой весьма простую конструкцию.