СКВАЖИННЫЙ СЕКЦИОННЫЙ ГИДРОАБРАЗИВНЫЙ ПЕРФОРАТОР

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности и может быть использована при строительстве, эксплуатации и ликвидации скважин, а именно при перфорации обсадных колонн и вскрытии продуктивных пластов в скважинах с открытым стволом и обсаженных колоннами. Наибольшее применение найдет в скважинах обсаженных 2-4 колоннами и при вскрытии пластов большой мощности.
Известен секционный гидроабразивный перфоратор по патенту RU №25759, содержащий полый корпус, направляющие струйные насадки (сопла), шаровой клапан и хвостовик, снабжен дополнительным шаровым клапаном, корпус выполнен секционным, секции которого соединены между собой переходником с герметизирующим уплотнением, верхняя секция состоит из внутренней и внешней колонн, внутренняя колонна выполнена с симметрично расположенными отверстиями в ее верхней части, между которыми закреплена муфта с герметизирующим уплотнением и посадочным седлом под дополнительный клапан с возможностью скольжения по вертикали внутри колонны, к верхней секции при помощи переводника крепится узел вертикального перемещения секционного гидроперфоратора, в своей нижней части верхняя секция снабжена упором в виде стоп-кольца с диаметром, соответствующим диаметру муфты, хвостовик с посадочным седлом под основной шаровой клапан расположен в нижней секции корпуса, при этом диаметр основного шарового клапана меньше внутреннего диаметра муфты и соответствует посадочному седлу в хвостовике, а диаметр дополнительного шарового клапана больше внутреннего диаметра муфты и соответствует посадочному седлу муфты, струйные насадки выполнены с выходным сечением в виде треугольника и размещены по высоте корпуса спиралеобразно и каждая из них направлена под острым углом 10-45° к горизонтальной оси корпуса, шаровые клапаны выполнены разъемными или снабжены отверстиями для заполнения металлическими гранулами и терморасширяющимся веществом и пустотелыми с возможностью изменения их веса и внутреннего давления, в зависимости от вскрываемой мощности пласта его корпус выполнен с несколькими секциями, аналогичными верхней секции, при этом диаметр дополнительного шарового клапана меньше внутреннего диаметра каждой верхней секции и соответствует посадочному седлу последней из верхних секций.
Недостатки данного секционного гидроабразивного перфоратора:
- конструкция сложна и трудоемка при изготовлении и обслуживании;
- недостаточная надежность работы, обусловленная закупоркой насадок абразивом, скапливающимся в нижней части верхней секции при повышенном его содержании в жидкости-носителе.
Наиболее близким по техническому решению к предлагаемой полезной модели является скважинный гидроабразивный перфоратор по патенту RU №2254452, содержащий полый корпус, состоящий из отдельных секций, соединенных между собой при помощи резьбового соединения и выполненный со струйными насадками, размещенными по высоте корпуса спиралеобразно и направленными под острым углом к горизонтальной оси корпуса, с хвостовиком, верхним и нижним шаровыми клапанами, срезной муфтой, упорным кольцом в нижней части верхней секции, с диаметром нижнего шарового клапана меньшим, чем внутренний диаметр срезной муфты, и соответствующим посадочному седлу хвостовика, с диаметром верхнего шарового клапана большим, чем внутренний диаметр срезной муфты, и соответствующим посадочному седлу срезной муфты; в зависимости от вскрываемой мощности пласта корпус выполнен с несколькими секциями, аналогичными верхней, при этом диаметр шарового клапана каждой верхней секции, начиная снизу, меньше внутреннего диаметра срезной муфты предыдущих верхних секций и соответствует посадочному седлу срезной муфты, соответствующей последней из верхних секций корпуса, корпус выполнен с эксцентрично расположенными осями внутреннего и внешнего диаметров, верхняя секция выполнена однокорпусная с промежуточной муфтой диаметром, равным диаметрам срезной муфты и упорного кольца, струйные насадки верхней секции выполнены с наружной и внутренней технологическими заглушками, а каждая секция скважинного гидроабразивного перфоратора выполнена с разобщающим уплотнительным узлом, расположенным после каждой нижней насадки и имеющим перепускное отверстие, поршень и уплотнительный элемент.
Недостатки данного скважинного гидроабразивного перфоратора:
- конструкция струйных насадок со срезными заглушками сложна и трудоемка в изготовлении и обслуживании;
- недостаточная надежность работы из-за поломки насадок и их закупорки при срезке с них технологических заглушек.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы устройства и снижение трудоемкости при изготовлении и обслуживании.
Технический результат достигается решением технической задачи, направленной на усовершенствование конструкции устройства.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в скважинном секционном гидроабразивном перфораторе, включающем полый корпус, состоящий из отдельных секций, выполненных со струйными насадками, размещенными по высоте корпуса спиралеобразно и направленными под острым углом к горизонтальной оси корпуса, хвостовик, шаровые клапана и уплотнительные элементы, верхняя секция содержит выдвижной золотник, выполненный в виде полой трубы, с пружинным кольцом для фиксации, при чем внутренний диаметр каждой секции, начиная снизу, больше внутреннего диаметра предыдущих верхних секции.
На фиг.1 изображено устройство в первом цикле гидроабразивной перфорации.
На фиг.2 изображено устройство во втором цикле гидроабразивной перфорации.
На фиг.3 изображена фиксация выдвижного золотника пружинным кольцом.
Скважинный секционный гидроабразивный перфоратор содержит полый корпус, состоящий из нижней 1 и верхней 2 секций, соединенных при помощи резьбового соединения. Секции содержат струйные насадки 3. Внутренний диаметр корпуса каждой верхней секции, начиная с нижней, больше внутреннего диаметра предыдущей верхней секции. Нижняя секция 1 содержит хвостовик 4 с посадочным седлом под шаровой клапан 5. Корпус верхней секции 2 содержит выдвижной золотник 6, выполненный в виде полой трубы, с шаровым клапаном 7 и пружинным кольцом 8 для фиксации золотника. Герметизацию внутренней полости обеспечивают уплотнительные элементы 9, 10.
Скважинный секционный гидроабразивный перфоратор работает следующим образом.
Гидроабразивный перфоратор на колонне напорных труб (например, бурильные трубы (БТ) или насосно-компрессорные трубы (НКТ)) спускают в скважину и устанавливают напротив интервала, подлежащего гидроабразивной обработке. Доставляют (опускают в напорную колонну и продавливают жидкостью) в нижнюю секцию 1 шаровой клапан 5, диаметр которого меньше внутреннего диаметра выдвижного золотника 6 и подают под давлением гидроабразивную смесь, например, песок с водой (фиг.1). Так как выдвижной золотник перекрывает отверстия струйных насадок 3 в верхней секции 2, гидроабразивная смесь с большей скоростью 180-220 м/сек истекает из струйных насадок 3 только нижней секции и вскрывает колонну и породу пласта на длину нижней секции. После проведения первого цикла гидроабразивной обработки в перфоратор опускают верхний шаровый клапан 7 (фиг.2). После посадки шарового клапана 7 в седло выдвижного золотника 6 плавно поднимают давление до расчетного (5-10 МПа) и расфиксируют пружинное кольцо 8 (фиг.3), при этом выдвижной золотник перемещается вниз до упора в хвостовик 4 нижней секции. Разобщение внутреннего пространства верхней секции гидроабразивного перфоратора от нижней обеспечивается шаровым клапаном 7 и герметизирующими уплотнителями 9, 10. При перемещении выдвижного золотника вниз открываются отверстия струйных насадок 3 и гидроабразивная смесь истекает из струйных насадок верхней секции и вскрывает колонну и породу пласта на длину верхней секции.
В случае необходимости вскрытия мощности пласта, больше чем длина двух секции, в конструкцию скважинного гидроабразивного перфоратора включают еще одну или несколько секций, аналогичные верхней. А так как внутренний диаметр каждой верхней секции, начиная снизу, больше внутреннего диаметра Предыдущих верхних секций, то перемещение золотника 6 вниз происходит беспрепятственно, что повышает надежность работы устройства.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция проста в изготовлении и обслуживании, в том числе, из-за отсутствия в необходимости сложных в изготовлении, обслуживании и недостаточной надежности в работе струйных насадок со срезными заглушками.
Использование предлагаемой полезной модели дает следующие преимущества:
- повышение надежности работы устройства;
- снижение трудоемкости при изготовлении и обслуживании.
Экономический эффект от использования предлагаемого скважинного секционного гидроабразивного перфоратора складывается за счет сокращения затрат на изготовление, обслуживание и повышения надежности работы устройства.