Прокалывающий перфоратор

0031109040
ПРОКАЛЫВАЮЩИЙ ПЕРФОРАТОР
Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для перфорации труб и колонны.
Известны различные устройства для перфорации труб в скважинах: прострелочновзрывная аппаратура, механические перфораторы, устройства с использованием физических и химических воздействий (см., например, Л.Я.Фридляндер. Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник - М.: Недра, 1990, с. 15; Отчет о НИР ПО «Ноябрьскнефтегазгеофизика «Повышение эффективности и качества вторичного вскрытия продуктивных пластов сложнопостроенных залежей. Номер гос. регистрации 37-89-8/2, инв.№ 741; «Гидромониторная перфорационная система // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. Переводное издание журналов США, 1991. - № 6, с.51-52; патент США № 4226288, МПК E21D 10/00,07.10.1980).
Недостатком известных устройств для перфорации является то, что ни один из них не удовлетворяет всем запросам производства по диаметру, глубине и плотности перфорационных каналов, производительности и эффективности перфорации, стоимости, надежности и безаварийности перфораторов. Каждое из устройств для перфорации, имея преимущество в одних характеристиках, проигрывает в других.
Наиболее приемлемым перфоратором для производственных условий является прокалывающий перфоратор, принятый за прототип.
Перфоратор по прототипу содержит корпус, головку для подсоединения к геофизическому кабелю, донную часть, трубу, соединяющую корпус с носовой частью, поршень в трубе, шток, второй поршепь в корпусе с закрепленным на нем колющим инструментом, рабочую жидкость над обеими порщнями, нагреватель (см., например, патент РФ №2129655,27.04.1999,6Е21В 43/112).
rZ- о 5 -3  Ir 0 8 о   ifTTTT/ 1™ 1 T /1 о /1 1
MilK bziB 4j/i iz
Недостатком прототипа является то, что при наличии в трубах скважины гидратопарафиновых образований (ГПО) последние не позволяют перфоратору войти в зону перфорации, так как перфоратор конструктивно имеет диаметр на 5-10 мм меньше диаметра трубы. Даже предварительное удаление ГПО нагревателями не всегда обеспечивает проход крупногабаритному перфоратору по той причине, что остатки ГПО застывают на стенках труб после извлечения нагревателей.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка и создание перфоратора, который мог бы входить в зону перфорации при любых условиях, независимо от наличия ГПО или его остатков.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенной полезной модели, является удаление ГПО самим прокалывающим перфоратором в процессе спуска перфоратора в скважину и в процессе перфорации.
Указанный технический результат достигается тем, что в прокалывающем перфораторе, содержащем корпус, головку для подсоединения к геофизическому кабелю, носовую часть, трубу, соединяющую корпус с носовой частью, поршень в трубе, шток, второй поршень в корпусе с закрепленным на нем колющим инструментом, рабочую жидкость, нагреватель, возвратную пружину, согласно полезной модели, головка для подсоединения к геофизическому кабелю расположена на корпусе, второй поршень с закрепленным на нем колющим инструментом расположен в районе головки, нагреватель жидкости расположен в носовой части, между корпусом и носовой частью установлены две трубы с зазором между ними, электрические провода к нагревателю смонтированы от геофизического кабеля через отверстия в головке, корпусе, носовой части и в зазоре между трубами.
Расположение головки для подсоединения к геофизическому кабелю на корпусе позволяет расположить нагретую в процессе работы часть перфоратора в его носовую часть, а колющий инструмент разместить выше в районе головки, в результате чего носовая
часть работает как нагреватель, обеспечивая проход в трубе всему перфоратору.
Расположение второго поршня с закрепленным на нем колющим инструментом в районе головки обеспечивает выполнение перфорапии на очищенной трубе после того, как носовая часть перфоратора удалила ГПО. В связи с приведенным перфоратор всегда придет в подготовленную им же самим (его нагретой носовой частью) зону перфорации.
Расположение нагревателя жидкости в носовой части перфоратора обеспечивает нагрев носовой части, которая получает возможность работать в режиме нагревателя и готовить трубу в скважине к проходу перфоратора и выполнения перфорации.
Установка между корпусом и носовой частью двух труб с зазором между ними обеспечивает, во-первых, возможность подвода электрических проводов от кабеля, закрепленного в головке, к нагревателю, расположенному в противоположной части перфоратора, а, во-вторых, обеспечивает тепловую изоляцию нагретой трубы с порщнем.
То, что электрические провода смонтированы к нагревателю от геофизического кабеля через отверстия в головке, корпусе, носовой части и в зазоре между трубами, обеспечивает возможность выполнить нагретую часть перфоратора в его носовой части, которая удаляет ГПО и готовит трубы к проходу перфоратора и выполнения перфорации.
Возвратная пружина обеспечивает совместно со скважинным давлением возврат порщней и штока в исходное положение, после чего перфоратор снова готов к выполнению перфорации. Кроме того, пружина позволяет перфоратору работать как нагреватель при расчетном нагреве рабочей жидкости, когда возникающее давление рабочей жидкости не может преодолеть усилие пружины.
Предложенный прокалывающий перфоратор показан на чертеже, где приведен его продольный разрез.
Перфоратор содержит корпус 1, головку 2 для подсоединения к геофизическому кабелю 3, носовую часть 4, трубу 5, соединяющую корпус 1 с носовой частью 4, поршень 6 в
трубе 5, шток 7, второй поршень 8 в корпусе 1 с закрепленным на нем колюш:нм инструментом 9, рабочую жидкость 10 и 11 над обоими поршнями 6 и 8. В носовой части 4 расположен нагреватель 12 жидкости 10. Между корпусом 1 и носовой частью 4 установлены две трубы 5 и 13 с зазором 14 между ними. Электрические провода 15 от геофизического кабеля 3 к нагревателю 12 смонтированы через отверстия 16, 17,18 соответственно в головке 2, корпусе 1, носовой части 4 и в зазоре 14 между трубами 5 и 13. Над поршнем установлена возвратная пружина 19.
Перфоратор работает следующим образом.
Перед спуском перфоратора в скважину его подсоединяют головкой 2 к кабельной головке и опускают в зону перфорации. Затем включают подачу расчетной величины тока к нагревателю 12 по кабелю 3 и электрическим проводам 15, проходящим через отверстия 16, 17, 18 и зазор 14 между трубами 5 и 13. Нагреватель 12 нагревает жидкость 10, которая испаряется и создает расчетное начальное давление в камере под поршнем 6, которое не может преодолеть силу пружины 19. Одновременно нагревается носовая часть 4 перфоратора, которая расплавляет ГПО, что позволяет перфоратору свободно проходить в зону перфорации, где перфоратор останавливают. Теплоотвод от носовой части перфоратора уменьшается, и температура нагрева жидкости 10 увеличивается. Кроме того, увеличивают величину тока, подаваемого к нагревателю 12.
После окончания прокалывания подачу тока к нагревателю 12 прекращают, в связи с чем и он, и жидкость 10 остывают. Пар начинает конденсироваться, и давление в жидкости 10 быстро уменьшается. Давление скважинкой жидкости, воздействующее на инструмент 9 и на второй поршень 8, и сила сжатой пружины 19 возвращают в исходное положение поршень 8 с инструментом 9, шток 7, поршень 6. После этого перфоратор переставляют в другую зону перфорации или извлекают на поверхность и отправляют на перфорацию в следующие скважины.
Таким образом, предложенный прокалывающий перфоратор вначале работает как нагреватель, прокладывая путь перфоратору, а затем работает как перфоратор и нагреватель, достигнув зоны перфорации.