УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ

УСТРОЙСТВО для ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИНЫ
Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для формирования отверстий в колонне скважины или в насоснокомпрессорной трубе, спущенной в скважину.
Известны различные устройства для перфорации скважины: механические, взрывные, химические , электродуговые (Фридляндер Л.Я. Прострелочно-взрывная аппаратура. Справочник, М.: Недра, 1990; US патент № 4226288, кл. E21D 10/00,1980; РФ патент № 2069739, 6 Е21В 43/11, 1997; US патент № 2381929, Е21В 43/112, 1945; SU а.с.1596082, кл.Е21В43/11,1990).
Общим недостатком известных устройств является большая стоимость как самих устройств, так и выполняемых ими работ.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является устройство по патенту РФ № 2087685, кл. Е21В 43/112,1997, которое имеет более простую конструкцию и поэтому несколько меньшую стоимость.
Устройство для перфорации скважины по прототипу содержит силовой привод с насосом, корпус с цилиндром, поршень в цилиндре, надпоршневую и подпоршневую камеры, шток, камеру высокого давления с поршнем и инструментом на нем для перфорации.
Недостатком прототипа является то, что поршень в цилиндре, шток, поршень в камере высокого давления часто перекашиваются и заклинивают, особенно при их возврате в исходное положение после окончания рабочего цикла, когда силы, действующие на поршни и шток, уменьшаются по сравнению с силами в рабочем цикле.
Задачей изобретения является устранение заклинивания поршней и штока при их возврате в исходное положение.
МПК6Е21В43/112
Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенной полезной модели, является воздействие на поршни и шток при их возврате в исходное положение дополнительными силами, уменьшающими вероятность заклинивания.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для перфорации скважины, содержащем силовой привод с насосом, корпус с цилиндром, поршень в цилиндре, надпорпшевую и подпоршневую камеры, шток, камеру высокого давления с поршнем и инструментом на нем для перфорации, согласно полезной модели, привод с насосом расположен в поршне, находящемся в цилиндре, а каналы для подвода-отвода жидкости от насоса в надпоршневую и подпоршневую камеры вьшолнены в поршне с выходом сверху и снизу поршня.
Расположение в порщне привода с насосом и каналов для подвода-отвода жидкости от привода в надпоршневзпю и подпоршневую камеры позволяет перекачивать жидкость вначале из подпоршневой камеры в надпоршневую, а затем наоборот. Следовательно, вначале рабочее давление жидкости создает силу, воздействующую на порщень вниз, равную произведению давления жидкости на площадь порпшя сверху. Поршень передает действие силы на шток, шток создает повышенное давление жидкости в камере высокого давления, обратно пропорциональное отношению плошадей штока и поршня. Повышенное давление жидкости в камере высокого давления воздействует на поршень с инструментом и развивает силу, достаточную для выполнения перфорации, равную произведению величины повышенного давления на площадь поршня с инструментом. Благодаря наличию больших сил, воздействуюших на поршни и шток в одном направлении в рабочем цикле, их заклинивание происходит весьма редко.
После окончания рабочего цикла насос можно реверсировать, что позволяет выполнить расположение в поршне привода с насосом и каналов для подвода-отвода жидкости от привода в надпоршневую и подпоршневую камеры. Изменивший направление вращения насос позволяет откачать жидкость из надпоршневой камеры и закачать ее в подпоршневую камеру с созданием давления в этой камере. Давление жидкости в подпоршневой камере воздействует на нижнюю торцовую поверхность поршня и создает силу, возвращающую поршень и связанный с ним шток в исходное положение. Величина силы равна произведению давления жидкости на площадь торца цорщня за вьшетом площади поперечного сечения штока. Большая по величине сила перемещает принудительно поршень и шток в исходное положение в дополнение к действию в том же направлении скважинного давления, передающегося через поршень с инструментом.
Наличие больщой совместной силы, воздействующей на порщень и щток при их возврате в исходное положение, также уменьшает вероятность их заклинивания. Условия работы поршня с инструментом при их возврате в исходное положение также улучшаются по причине исчезновения давления жидкости в камере высокого давления при уходе штока вверх совместно со взаимодействующим со штоком порщнем. При отсутствии давления в камере высокого давления скважинному давлению легче переместить поршень с инструментом в исходное положение.
Таким образом, вероятность заклинивания обоих порщней и щтока при их возврате в исходное положение многократно снижается.
Предложенное устройство показано на чертеже, где изображен его продольный разрез.
Устройство содержит силовой привод 1 с насосом и каналами для подвода-отвода жидкости, корпус 2 с цилиндром 3, иоршень 4 в цилиндре 3, надпоршневую 5 и иодпоршневую 6 камеры, шток 7, камеру высокого давления 8 с поршнем 9 и инструментом 10 на нем для перфорации. Привод 1 с насосом расположен в поршне 4, находящемся в цилиндре 3. В поршне 4 сверху вьшолнен канал 11 для подвода-отвода жидкости от насоса в надпоршневую камеру 5 и снизу канал 12 для подвода-отвода жидкости от насоса в подпоршневую камеру 6.
Устройство работает следующим образом. После спуска устройства в скважину в заданный интервал включают подачу тока к силовому приводу 1 с насосом. Насос забирает жидкость через канал 12 из подпорп1невой камеры 6 и через канал 11 закачивает жидкость в надпоршенвую камеру 5, создавая давление. Давление воздействует на поршень 4 и перемещает его вниз совместно со штоком 7. Шток 7 создает в камере 8 высокое давление, которое воздействует на поршень 9. Инструмент 10 перемещается совместно с поршнем 9 и выполняет перфорацию скважины. После окончания перфорации силовой привод 1 реверсируется автоматически или оператором, насос начинает вращаться в другую сторону и перекачивает жидкость из камеры 5 в камеру 6 через каналы 11 и 12. В подпоршневой камере 6 возникает давление, а в надпоршневой камере 5 его нет. Поршень 4 под действием давления снизу перемещается вверх в исходное положение, перемещая одновременно взаимодействующий с ним щток 7. Перемещение щтока 7 вверх создает разрежение в камере 8, то есть отсутствие давления в ней. В этих условиях скважина имеет возможность легко перемещать порщень 9 с инструментом 10 в исходное положение. При малейшем перекосе или заедании перемещения порпшя 4 и щтока 7 порщень 9 создает давление в камере 8, что способствует созданию дополнительных сил для принудительного перемещения порщня 4 и щтока 7 вверх в исходное положение, после чего устройство отключают, и оно готово к перфорации в следующем интервале глубин.
Таким образом, устройство работает без перекосов и заклиниваний.