ПЕРФОРАТОР ГИДРОАБРАЗИВНЫЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к системам перфорирования, нарезания пазов и резке стали и подземной скальной породы, а также к гидравлическому разрыву подземного пласта в скважинах с открытым стволом и обсаженных колоннами.
Известен перфоратор гидропескоструйный (патент RU 102227, Е21В 43/114), включающий полый корпус с ввернутыми форсунками со струйными вставками, шаровой клапан, хвостовик, расположенный в нижней части корпуса, при этом струйные вставки форсунок выполнены с укороченной цилиндрической частью, причем длина цилиндрической части составляет не менее 1,25 диаметра сопла.
Недостатками устройства является то, что корпус, выполненный из стали, не защищен от эрозионного воздействия рабочей жидкости, применяемой при проведении перфорационных работ, поэтому происходит эрозионный износ корпуса, особенно в местах истечения рабочей жидкости, что влияет на ресурс использования устройства и может привести к размыву корпуса.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является инструмент гидроструйной обработки для среды сверхвысокой эрозионности (патент RU 2422626, Е21В 43/114), включающий в себя сплошную втулку, содержащую множество частей из твердого материала. Эти части выполнены из материала, имеющего твердость более 75 по шкале А Роквелла. Материалы, которые можно использовать для выполнения частей, включают в себя, без ограничения этим, карбиды или другие керамические материалы с высокой стойкостью к абразивным воздействиям. Карбиды, используемые для изготовления частей, могут иметь любые марки и могут представлять собой карбид с различными типами связующих присадок, или без связующих присадок. В варианте осуществления, где используют карбид со связующими присадками для изготовления частей, связующая присадка может быть выполнена из различных подходящих материалов, включающих в себя, без ограничения этим, молибден и кобальт. Сплошная втулка заключена между первым держателем с одной стороны и вторым держателем с другой стороны. Держатели действуют как несущее устройство и защитный корпус с наружных торцов сплошной втулки. Основное предназначение держателей состоит в защите сплошной втулки от раскалывания во время гидроструйной обработки и во время перемещения инструмента на необходимое место работы и от него. Держатели могут быть изготовлены из различных материалов, включающих в себя, без ограничения этим, сталь, стеклопластик или другие подходящие материалы.
Недостатком устройства является то, что втулка, содержащая множество частей из твердого материала, не зафиксирована от проворачивания относительно продольной оси, которое может произойти при сборке устройства или при его эксплуатации, что может привести к разрушению. Также части втулки не изолированы между собой уплотнительными элементами, что может привести к нежелательным перетокам рабочей жидкости и снижению эффективности устройства.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности устройства за счет фиксации износостойких втулок от проворачивания и введения уплотнительных элементов.
Поставленная задача решается в новой технологичной конструкции перфоратора гидроабразивного, содержащего втулку сопловую и втулку дистанционную, выполненные из износостойкого материала, которые установлены в держателе, переводник, фиксирующий втулки от осевого перемещения, винты, фиксирующие втулку сопловую от проворачивания относительно продольной оси, уплотнения. В сопловой втулке выполнены радиальные отверстия, которые совмещены с радиальными отверстиями в держателе.
Устройств с заявленной совокупностью отличительных признаков в патентной и научно-технической литературе не выявлено. Это определяет соответствие полезной модели критерию «новизна».
Сущность и принцип действия предложенной полезной модели поясняется рисунком, на котором изображен фронтальный разрез перфоратора гидроабразивного, увеличенный вид уплотнений и поперечное сечение перфоратора гидроабразивного (см. фиг.1).
Перфоратор гидроабразивный содержит втулку дистанционную 1 (см. фиг.1), втулки сопловые 2 с радиальными отверстиями 3, установленные в держатель 4 с радиальными отверстиями 5, переводник 6, фиксирующий втулки 1, 2 от осевого перемещения, винты 7, завинченные в резьбовые отверстия в держателе 4, упирающиеся в лыску 8, выполненную на втулках сопловых 2, и фиксирующие их от проворачивания относительно продольной оси, присоединительные резьбы 9 и 10. Герметичность соединений обеспечивается уплотнениями 11, 12. При этом радиальные отверстия 3 во втулках сопловых 2 совмещены с радиальными отверстиями 5 в держателе 4, причем отверстия в держателе выполнены в виде конуса и заведомо больше отверстий во втулке сопловой, что позволяет уменьшить эрозионное воздействие на держатель. Втулки 1 и 2 выполнены из износостойкого материала, что позволяет защитить держатель 4 от эрозионного износа, и повысить срок эксплуатации перфоратора гидроабразивного. В свою очередь, держатель 4 защищает втулки 1 и 2 от механических повреждений, т.к. материал, из которого выполнены втулки хрупкий.
Устройство работает следующим образом.
Перфоратор гидроабразивный при помощи присоединительных резьб 9 и 10 (см. фиг.1) присоединяют соответственно к НКТ или гибкой НКТ (не показана) с одной стороны и клапану (не показано) с другой стороны и спускают в требуемый интервал скважины (не показана). Также к перфоратору можно присоединять дополнительное оборудование, требуемое для проведения работ, например центратор. Затем в НКТ или гибкую НКТ подают рабочую жидкость под давлением, которая, проходя через радиальные отверстия 3 во втулках сопловых 2 и, минуя радиальные отверстия 5 в держателе 4, с большой скоростью вырывается из перфоратора, оказывая абразивное воздействие на обсадную колонну и породу, благодаря чему происходит образование каналов. Таким образом, можно проводить перфорацию в различных интервалах скважины.
По завершению работ давление в НКТ или гибкой НКТ частично снижают, продолжая постоянную промывку рабочей жидкостью, и поднимают оборудование на поверхность.
Данная конструкция перфоратора гидроабразивного является ремонтопригодной. В использованном перфораторе просто заменяются изношенные части, после чего он может использоваться повторно.
Заявленная полезная модель не ограничивает количество втулок 1 и 2, которых может быть одна и более. Также возможно вместо одной из втулок сопловых 2 устанавливать втулку дистанционную 1, радиальные отверстия, выполненные во втулках сопловых, могут быть направлены, как перпендикулярно к продольной оси, так и под определенными углами, в зависимости от требуемых задач. Конструкция установки уплотнений 12, показанная на фиг.1, является наиболее простой в реализации. Возможно реализовать и другую конструкцию установки уплотнений, что не ограничивает заявленную полезную модель.
Внедрение заявленных технических решений позволяет повысить надежность перфоратора гидроабразивного за счет фиксации износостойких втулок от проворачивания относительно продольной оси и введения уплотнительных элементов.