ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ ПЕРФОРАТОР

Полезная модель относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к конструкции устройств для вскрытия продуктивных пластов путем гидромеханической щелевой перфорации.
Известен гидромеханический щелевой перфоратор по патенту РФ на изобретение №2459933. Группа изобретений относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к конструкции устройств для вскрытия продуктивных пластов путем гидромеханической щелевой перфорации. Перфоратор содержит корпус, размещенный в нем поршень-толкатель и расположенный ниже поршня режущий узел, включающий выдвижные режущие инструменты с механизмом их выдвижения в виде коромысла, в плечах которого размещены режущие инструменты. Коромысло смонтировано с возможностью поворота вокруг геометрической оси при перемещении вниз поршня-толкателя и выполнения режущими инструментами одновременно как минимум двух щелей в эксплуатационной колонне. Перфоратор снабжен дополнительным поршнем, размещенным в корпусе ниже режущего узла с возможностью создания этим нижним поршнем при движении его вверх дополнительного усилия на нижнее плечо коромысла, несущее нижний режущий инструмент. Движение нижнего поршня вверх обеспечивается действием на него жидкости, поступающей к нему под давлением, например, через один или несколько гидроканалов, выполненных в корпусе перфоратора, или через гидросистему, выполненную в перфораторе иным образом. Предлагаются варианты изобретения с различными конструкциями механизма выдвижения режущих инструментов. Обеспечивает равномерное вскрытие эксплуатационной колонны одновременно как минимум в двух проекциях с гарантированным формированием щелей одинаково высокого качества. Недостатком гидромеханического щелевого перфоратора является сложность его конструкции.
Известен перфоратор гидромеханический щелевой по патенту РФ на изобретение №2422625. Изобретение относится к устройствам для перфорации обсадных колонн скважин с целью оптимизации и/или интенсификации притока и добычи флюида. Технический результат - повышение потребительских свойств путем оптимизации узлов и деталей перфоратора, повышение надежности работы и удобства эксплуатации. Перфоратор гидромеханический щелевой состоит из полого корпуса с двумя поршнями в верхней части корпуса, с центральным каналом, выполненным в теле каждого. Поршни жестко соединены трубчатым элементом с радиальными каналами над нижним поршнем. В нижней части корпуса выполнено продольное окно, в котором размещено коромысло с поперечной корпусу осью. В каждом из концов коромысла размещены по одному, соответственно, два накатных диска. ПГЩ содержит механизм перемещения коромысла в рабочее положение, выполненный в виде клинового вилкообразного толкателя, и механизм возвратного перемещения коромысла в исходное положение. Клиновая поверхность толкателя выполнена с обеспечением контакта этой поверхности с верхним концом коромысла по обе стороны верхнего накатного диска. ПГЩ содержит две гидромониторные насадки в теле нижнего поршня, гидравлически сообщенные посредством каналов с полостью корпуса, и посадочные седла под запорные шары. Одно седло размещено в верхней части корпуса, а два других (основное и дополнительное) - в центральном канале нижнего поршня. Механизм возвратного перемещения коромысла содержит, как минимум, две пружины сжатия. Коромысло выполнено в виде параллелограмма, высота «Н» которого соразмерна, т.е. примерно одинакова, с диаметрами накатных дисков и диаметром корпуса. При этом центральная ось коромысла размещена на большой диагонали, причем поверхности концов коромысла коаксиальны осям дисков и плавно сопряжены со сторонами параллелограмма. Механизм возвратного перемещения коромысла выполнен в виде двух параллельных друг другу возвратных пластин, расположенных подвижно в корпусе по разные стороны коромысла, в каждой из возвратных пластин выполнены косой паз под соответствующий конец оси верхнего накатного диска и продольная прорезь по ось коромысла. Возвратные пластины размещены и закреплены концами по обе стороны коромысла на клиновом вилкообразном толкателе параллельно диаметрально плоскости размещения коромысла в корпусе. Две пружины сжатия расположены с разнонаправленной навивкой, под окном корпуса в теле последнего размещены бочкообразные опорные ролики и выполнен канал для беспрепятственного оседания продуктов перфорации на забой скважины. Недостатком перфоратора гидромеханического щелевого является сложность его конструкции.
Известен перфоратор гидромеханический щелевой по патенту РФ на изобретение №2393341. Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к устройству для вторичного вскрытия пластов путем создания в эксплуатационных колоннах продольных перфорационных щелей и формирования фильтрационных каналов в призабойной зоне пласта. Гидромеханический скважинный перфоратор включает корпус, расположенные в нем силовые механизмы, режущий инструмент в виде накатного диска, установленный с возможностью выдвигания из корпуса при воздействии на него силового механизма и гидромониторную насадку. Корпус закреплен на колонне насосно-компрессорных труб с помощью подвижного соединения для обеспечения вращательного движения. Накатной диск установлен под углом к оси перфоратора для обеспечения создания на нем при движении корпуса по эксплуатационной колонне крутящего момента, передаваемого на корпус, и прорезная щель в эксплуатационной колонне - по винтовой линии. Недостатком перфоратора гидромеханического щелевого является низкий ресурс работы режущих роликов.
Известен гидромеханический щелевой перфоратор по патенту РФ на изобретение №2392421. Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к устройству для создания продольных перфорационных щелей в обсадной (эксплуатационной) колонне, цементном камне и горной породе. Технический результат - выполнение многощелевой перфорации одновременно в различных требуемых радиальных направлениях, при снижении усилий на перемещение перфоратора, а также обеспечение технологичности перфоратора при его эксплуатации и ремонте, и при центрировании перфоратора в трубе, а также обеспечение простоты и надежности конструкции. Гидромеханический щелевой перфоратор содержит корпус, поршень-толкатель, отклоняющий клин и выдвижной режущий инструмент, в виде установленного на оси режущего диска с механизмом его выдвижения, выполненным с возможностью взаимодействия с отклоняющим клином. В корпусе перфоратора под поршнем-толкателем установлен модуль, выполненный из последовательно размещенных друг за другом, по меньшей мере, двух рабочих цилиндров, в стенке каждого из которых выполнен сквозной продольный вырез. Под указанным модулем установлен возвратный узел, выполненный в виде возвратной пружины. Модуль размещен в корпусе с возможностью продольного перемещения под действие поршня-толкателя в одном направлении, а в обратном направлении - под действием возвратного узла. Внутри каждого из рабочих цилиндров установлен выдвижной режущий инструмент с механизмом его выдвижения через сквозной продольный вырез, выполненный в стенке рабочего цилиндра. Причем механизм выдвижения режущего инструмента выполнен в виде смонтированного на оси одноплечего рычага, в плече которого установлена ось режущего диска. При этом количество отклоняющих клиньев, размещенных в корпусе, соответствует количеству рабочих цилиндров в модуле с установкой по одному отклоняющему клину в зоне взаимодействия с механизмом выдвижения режущего инструмента. Недостатком гидромеханического щелевого перфоратора является отсутствие регулировки усилия возвратной пружины.
Известен гидромеханический щелевой перфоратор по патенту РФ на изобретение №2389867. Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к устройству для создания продольных перфорационных щелей в обсадной (эксплуатационной) колонне, цементном камне и горной породе. Технический результат - выполнение многощелевой перфорации, в том числе одновременно в различных требуемых радиальных направлениях, при повышении надежности и долговечности работы и при одновременном обеспечении высокой ремонтопригодности. Гидромеханический целевой перфоратор содержит корпус, поршень-толкатель, отклоняющий клин и выдвижной режущий инструмент с механизмом его выдвижения, выполненный в виде смонтированного на оси единого конструктивного средства, состоящего из тела и из жестко соединенного с ним режущего элемента, режущая кромка которого выполнена в виде дугообразного выпуклого контура. Единое конструктивное средство установлено на оси и выполнено с возможностью взаимодействия с отклоняющим клином. В корпусе под поршнем-толкателем установлен модуль, выполненный из последовательно размещенных друг за другом, по меньшей мере, двух рабочих цилиндров, в стенке каждого из которых выполнен сквозной продольный вырез. Ниже модуля в корпусе установлена возвратная пружина. Между возвратной пружиной и нижним рабочим цилиндром в модуле установлен поршень-упор. Рабочие цилиндры в модуле, в зависимости от требуемого направления перфорации, размещены таким образом, чтобы ориентирование сквозных продольных вырезов, по меньшей мере, у двух рабочих цилиндров в модуле было выполнено с поперечным угловым смещением относительно друг друга. Указанный модуль размещен в корпусе с возможностью продольного перемещения под действием поршня-толкателя в одном направлении, а в обратном направлении - под действием возвратной пружины. Внутри каждого из указанных рабочих цилиндров установлен выдвижной режущий инструмент с механизмом его выдвижения в виде единого конструктивного средства, которое установлено на оси и выполнено с возможностью взаимодействия с отклоняющим клином. Количество отклоняющих клиньев соответствует количеству рабочих цилиндров в модуле, с установкой по одному отклоняющему клину в зоне взаимодействия с единым конструктивным средством каждого рабочего цилиндра. В поршне-толкателе выполнен, по меньшей мере, один гидроканал, оборудованный гидромониторной насадкой. Недостатком гидромеханического щелевого перфоратора является сложность технического обслуживания.
Известен перфоратор двухсторонний гидромеханический щелевой по патенту РФ на изобретение №2331759. Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин. Устройство включает полый корпус и котором размещены поршень-толкатель с центральным гидроканалом и выдвижной режущий инструмент. С противоположных сторон в стенке корпуса перфоратора установлены гидромониторные насадки под углом 90° к его оси. Насадки соединены непосредственно с полостью перемещения поршня-толкателя в корпусе перфоратора. В частном случае выполнения перфоратор содержит, по меньшей мере, четыре гидромониторные насадки, размещенные попарно одна над другой с противоположных сторон корпуса. Недостатком перфоратора двухстороннего гидромеханического щелевого является низкая надежность возврата роликов в транспортное положение.
Известен перфоратор двухсторонний гидромеханический щелевой по патенту РФ на изобретение №2327859. Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин. Устройство содержит корпус, в котором размещены поршень-толкатель и выдвижной режущий инструмент в виде верхнего и нижнего режущих дисков с возможностью выполнения двух диаметрально расположенных щелей в колонне. Каждый диск установлен на своей оси. Механизм их выдвижения выполнен в виде коромысла, смонтированного на центральной оси. Коромысло выполнено с возможностью поворота при перемещении поршня-толкателя. В плечах коромысла на разном расстоянии от центральной оси установлены оси режущих дисков. Длина плеча коромысла до оси верхнего диска меньше, чем длина плеча коромысла до оси нижнего диска. Обеспечивает возможность гарантированного вскрытия эксплуатационной колонны одновременно двумя дисками и увеличение износостойкости режущих дисков. Недостатком перфоратора двухстороннего гидромеханического щелевого является отсутствие возможности одновременной резки необходимого количества щелей.
Известен гидромеханический щелевой перфоратор по патенту РФ на изобретение №2274732. Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии продуктивных пластов. Сущность изобретения: перфоратор включает силовой блок, состоящий из основного и вспомогательного силовых цилиндров. Поршни цилиндров соединены полым штоком. Перфоратор также включает фильтр с клапаном, перепускной клапан, режущий узел с выдвижным накатным роликом и отклоняющим клином, выполненным в одном блоке со скользящей опорой. Согласно изобретению между штоком и фильтром установлен поршень промежуточного силового цилиндра, расположенного между основным и вспомогательным силовым цилиндром, разделенным гидравлическим разделителем. Клапан фильтра выполнен дифференциальным обратным с полостью в виде усеченного конуса меньшим основанием вверх, в котором помещено уплотнительное кольцо с внутренним диаметром, меньшим проходного сечения этого клапана. Фильтр имеет верхнюю и нижнюю резьбы для присоединения к поршню промежуточного силового цилиндра и к поршню основного силового цилиндра, где установлено седло бросового запорного шара. Скользящая опора режущего узла перфоратора снабжена съемной пластиной, контактирующей в рабочем положении с внутренней стенкой обсадной трубы. Недостатком гидромеханического щелевого перфоратора является сложность конструкции.
Известен перфоратор гидромеханический щелевой по патенту РФ на изобретение №2249678. Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, а именно к устройству для создания перфорационных щелей в обсадной колонне, цементном камне и горной породе. Сущность изобретения: перфоратор содержит корпус, размещенный в нем поршень-толкатель и выдвижной режущий инструмент в виде установленного на оси режущего диска с механизмом его выдвижения. Согласно изобретению перфоратор снабжен дополнительным режущим диском, смонтированным на дополнительной оси с возможностью выполнения режущими дисками двух диаметрально расположенных щелей в колонне. Механизм выдвижения дисков включает смонтированное на центральной оси коромысло, в плечах которого в отверстиях установлены оси режущих дисков. Коромысло выполнено с возможностью поворота при перемещении поршня-толкателя. Недостатком перфоратора гидромеханического щелевого является отсутствие возможности изменять комплектацию устройства и устанавливать режущие инструменты под необходимым углом к друг другу.
Известен режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора по патенту РФ на изобретение №2239053. Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к конструкциям устройств для щелевой перфорации обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. Обеспечивает исключение заклинивания устройства в колоннах с повреждениями стенок. Сущность изобретения: режущий узел включает выдвижную консоль с гидромониторной насадкой, выполненную в одном блоке с поршнем и соединенную опорной осью с поворотными кулисами, несущими ось накатного ролика. В продольный паз корпуса перфоратора помещен отклоняющий клин, выполненный в одном блоке со скользящей опорой, имеющий паз для движения накатного ролика и съемные вставки на наклонных плоскостях. С последними контактируют поворотные кулисы. Боковые пластины расположены с обеих сторон отклоняющего клина с пазами, параллельными его наклонной плоскости, в которых размещены концы оси накатного ролика. Согласно изобретению ниже основного накатного ролика, отклоняющего клина и поворотных кулис в дополнительном продольном пазу корпуса перфоратора расположен накатный ролик с отклоняющим клином и поворотными кулисами. Их опорная ось соединена с опорной осью основных поворотных кулис двумя пластинами, расположенными в корпусе перфоратора по обе стороны боковых пластин и выдвижной консоли, упирающихся в поршень. Опорная ось дополнительных кулис помещена в скользящую обойму, установленную с возможностью продольного перемещения во вставную втулку, фиксирующую в корпусе перфоратора отклоняющий клин основного накатного ролика, которая закреплена в этом корпусе с помощью болтов. Отклоняющий клин дополнительного накатного ролика зафиксирован с помощью стакана с поперечным выступом. Последний зажат нижней гайкой в корпусе перфоратора, в котором имеются отверстия, закрытые съемными заглушками против каждой опорной оси поворотных кулис. Недостатком режущего узла гидромеханического щелевого перфоратора является сложность конструкции и низкая надежность.
Известен гидромеханический щелевой перфоратор по патенту РФ на изобретение №2205941. Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии продуктивных пластов. Обеспечивает расширение технологических возможностей перфоратора и повышение его рабочего ресурса. Сущность: устройство состоит из корпуса, двух подпружиненных поршней с уплотнениями и режущего узла. Один из поршней выполнен в одном блоке с консолью. Консоль имеет промывочный канал. Поршни разделены сальником с уплотнениями и соединены полым штоком. Шток в нижней части имеет отверстия для обеспечения циркуляции жидкости через гидромониторную насадку, расположенную на консоли. Режущий узел включает выдвижной накатный ролик, соединенный с консолью кулисой, несущей его ось. Устройство снабжено скользящей опорой, выполненной как часть цилиндра. Его ось параллельна оси перфоратора, а его диаметр равен внутреннему диаметру обсадной трубы. Опора совмещена в одном блоке с отклоняющим клином, расположенным в ее нижней части. Клин состоит из двух наклонных к оси перфоратора плоскостей с твердосплавными вставками. Вставки контактируют с расположенными по обе стороны от накатного ролика кулисами с кольцевыми уплотнениями. Между плоскостями имеется паз для движения накатного ролика. В верхней части скользящей опоры в одном блоке с ней выполнена дополнительная опора для консоли, которая имеет отверстие, совмещенное в транспортном положении с промывочным каналом консоли. В верхней и нижней части скользящей опоры имеются выступы для крепления ее в корпусе с помощью верхней и нижней вставок, зажимаемых одной нижней гайкой. Верхняя вставка имеет паз для размещения консоли. В нижней части корпуса выполнено прямоугольное сквозное отверстие с параллельными оси перфоратора стенками. В отверстии установлена скользящая опора с кулисами и накатным роликом. Для возвращения в исходное положение накатного ролика с обеих сторон скользящей опоры установлены две пластины с пазами, параллельными плоскостям отклоняющего клина, в которых размещены выступы оси накатного ролика. Поршни и сальник снабжены кольцевыми пазами для размещения антикоррозийной смазки. Они расположены между уплотнениями. В поршнях нижняя грань паза выполнена в виде усеченного конуса меньшим основанием вверх, а в сальнике - меньшим основанием вниз. Нижняя часть полого штока выполнена в виде фильтра с диаметром отверстий меньшим диаметра гидромониторной насадки. В верхней части корпуса перфоратора имеются отверстия, расположенные в одной плоскости. Они соединяют его внутреннее и внешнее пространство и перекрываются в транспортном положении поршнем. Поршень зафиксирован относительно корпуса срезным элементом, расположенным в одном из отверстий. Верхнее уплотнение поршня расположено над отверстиями в корпусе перфоратора, а нижнее - под отверстиями в корпусе этого поршня. Недостатком гидромеханического щелевого перфоратора является сложность технического обслуживания и низкие функциональные возможности.
Известен универсальный гидромеханический щелевой перфоратор по патенту РФ на изобретение №2372474. Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии продуктивных пластов. Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей перфоратора в колоннах как малого, так и большого диаметров. Универсальный гидромеханический щелевой перфоратор включает перепускной клапан, блок силовых цилиндров, состоящий из основного, промежуточного и вспомогательного силовых цилиндров, режущий узел с выдвижным накатным роликом, гидромониторной насадкой и скользящей опорой. На корпусе перепускного клапана установлен сменный центратор, выполненный в виде отдельного цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует диаметру корпуса перепускного клапана, а по периметру внешнего диаметра этого цилиндра диаметрально противоположно расположены большие и малые скользящие опоры центратора. При этом внешняя поверхность опор представляет собой часть поверхности другого цилиндра, ось которого смещена относительно оси первого цилиндра, а его диаметр на 4-5 мм меньше внутреннего диаметра перфорируемой эксплуатационной колонны. При этом верхний и нижний край этих опор имеет конические скосы. Малые опоры расположены так, что между ними имеется промежуток, величина которого больше ширины прорезаемой щели, а в рабочем положении центратор фиксируется на поверхности перепускного клапана с помощью зажимной гайки. Режущий узел перфоратора снабжен сменной скользящей опорой, опорная поверхность которой выполнена в виде части цилиндра с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру перфорируемой эксплуатационной колонны. Недостатком универсального гидромеханического щелевого перфоратора является сложность конструкции и низкая надежность.
Известен режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора по патенту РФ на изобретение №2371569 Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к конструкции устройств для вскрытия пластов путем гидромеханической щелевой перфорации. Технический результат - повышение производительности перфорационного устройства и сокращение времени, затрачиваемого на проведение перфорации, улучшение качества вскрытия колонны за счет одновременного формирования перфорационных щелей в четырех и более проекциях. Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора включает режущие инструменты в виде дисков, расположенных в корпусе перфоратора с возможностью вертикально-радиального выдвижения через пазы корпуса перфоратора, и механизм выдвижения дисков, приводимый в действие поршнем, перемещающимся в корпусе перфоратора под действием давления. Режущий узел содержит, по меньшей мере, две режущих секции с режущими дисками и механизмами их выдвижения, корпуса режущих секций выполнены разъемными и соединяются между собой резьбовым соединением с возможностью осевого поворота относительно друг друга на нужный угол. Причем соединение режущих секций выполнено с возможностью фиксации под выбранным углом поворота, а механизмы выдвижения дисков всех режущих секций приводятся в движение поршнями, последовательно соединенными между собой при помощи тяг и соединительного винта. Недостатком режущего узла гидромеханического щелевого перфоратора является низкая надежность и быстрый износ режущих дисков.
Известен перфоратор гидромеханический щелевой по патенту РФ на изобретение №2270330. Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, а именно к устройству для создания перфорационных щелей в обсадных колоннах, цементном камне и горной породе. Сущность изобретения: перфоратор содержит корпус, размещенный в нем поршень-толкатель, связанный с ним узел выдвижения режущего диска, выполненный в виде коромысла, установленного на центральной оси. На одном плече коромысла с помощью оси размещен режущий диск. Согласно изобретению перфоратор снабжен выдвижным опорным элементом, расположенным на противоположном от режущего диска плече коромысла, с возможностью его выдвижения из корпуса в противоположную сторону относительно режущего диска одновременно с ним и обеспечения прижима режущего диска к прорезаемой поверхности эксплуатационной колонны. Недостатком перфоратора гидромеханического щелевого является отсутствие возможности устанавливать режущие инструменты под необходимым углом к друг другу и низкая надежность связанная с дополнительными выдвижными опорными элементами.
Известен гидромеханический щелевой перфоратор по патенту РФ на изобретение №2247226. Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, а именно, к устройству для создания перфорационных щелей в обсадных колоннах, цементном камне и горной породе. Сущность изобретения: перфоратор содержит корпус, выдвижной режущий инструмент в виде установленных на осях двух режущих дисков, поршень-толкатель с центральным и двумя боковыми гидроканалами, оборудованными двумя гидромониторными насадками. Диски выполнены с возможностью выполнения двух диаметрально расположенных щелей в колонне. На осях шарнирно установлены два коромысла, каждое из которых выполнено в виде двух фигурных пластин с отверстиями, в которых установлены оси дисков. По одному варианту коромысла установлены на конце поршня-толкателя, а по другому варианту - на корпусе. Поворот коромысла с дисками обеспечен взаимодействием его с двойным клином, установленным по первому варианту на корпусе, по второму - на нижней части поршня-толкателя. Механизм выдвижения режущих роликов исключает соприкосновение корпуса перфоратора с колонной. Недостатком гидромеханического щелевого перфоратора является низкая надежность и отсутствие возможности устанавливать режущие инструменты под необходимым углом к друг другу.
Известен перфоратор гидромеханический щелевой режущего действия по патенту РФ на полезную модель №60614. Перфоратор гидромеханический щелевой режущего действия, включающий корпус, размещенный в нем поршень-толкатель с гидравлическим центральным каналом, два выдвижных режущих инструмента, обеспечивающих возможность выполнения двух диаметрально расположенных щелей в колонне, каждый из которых установлен на отдельной оси и снабжен механизмом выдвижения, включающим смонтированное на центральной оси с возможностью поворота коромысло, в плечах которого установлены упомянутые оси режущих инструментов, и взаимодействующий с поршнем-толкателем клин, отличающийся тем, что перфоратор снабжен двумя одинарными отклоняющими клиньями, клиновидная поверхность которых служит направляющими для коромысла, в плечах которого установлены оси режущих инструментов, при этом один из упомянутых клиньев взаимодействует с поршнем-толкателем и является клином-поршнем, а второй - установлен автономно, выполнен подпружиненным и зеркально установлен ниже первого клина, в качестве режущего инструмента перфоратор содержит фрезу с затылованными зубьями, угол заточки режущей кромки которых составляет величину близкую или равную 90°, а режущая кромка снабжена твердым покрытием, при этом гидравлический центральный канал поршня-толкателя снабжен двумя отводящими гидроканалами, сопряженными с указанным центральным каналом по плавной образующей без угловых перегибов, а упомянутые отводящие гидроканалы снабжены в свою очередь гидромониторными насадками, рабочий канал которых выполнен в виде усеченного конуса, плавно переходящего в цилиндрическую часть, причем стенки у основания указанного конуса, расположенного у входной кромки канала, выполнены с кривизной. Недостатком перфоратора гидромеханического щелевого режущего действия является отсутствие возможности изменять комплектацию устройства и устанавливать режущие инструменты под необходимым углом к друг другу.
Известен перфоратор гидромеханический щелевой по патенту РФ на изобретение №2440486 (прототип). Группа изобретений относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к устройству для создания одновременно двух и более продольных перфорационных щелей в обсадной (эксплуатационной) колонне, цементном камне и горной породе. Перфоратор содержит корпус, размещенный в нем поршень-толкатель, возвратную пружину, отклоняющий клин и смонтированный на оси выдвижной режущий инструмент, обеспечивающий возможность выполнения диаметрально расположенных щелей в колонне скважины. В корпусе между поршнем-толкателем и возвратной пружиной установлен модуль, выполненный из, по меньшей мере, одного рабочего узла в виде цилиндра, внутри которого установлен выдвижной режущий инструмент, выполненный с возможностью его выдвижения через два диаметральных сквозных продольных выреза, выполненных в стенке цилиндра, или через один сквозной продольный вырез в стенке цилиндра, охватывающий диаметральные направления выдвижения указанного инструмента. Выдвижной режущий инструмент выполнен в виде коромысла, которое установлено с возможностью взаимодействия с отклоняющим клином и в плечах которого размещены на оси два диска. Ось коромысла жестко закреплена на внутренних стенках цилиндра с обеспечением ее продольного перемещения вместе с цилиндром и установлена с эксцентриситетом относительно центра тяжести коромысла с обеспечением длины плеча коромысла до оси верхнего диска больше, чем длина плеча коромысла до оси нижнего диска, причем отклоняющий клин, с которым взаимодействует коромысло, жестко закреплен в корпусе перфоратора, а количество отклоняющих клиньев, размещенных в корпусе, соответствует количеству рабочих узлов в модуле. Недостатком перфоратора гидромеханического щелевого является низкая надежность, быстрый износ режущего инструмента.
Задачами создания полезной модели является расширение функциональных возможностей и повышение надежности гидромеханического щелевого перфоратора.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что гидромеханический щелевой перфоратор содержит корпус, поршень-толкатель, возвратную пружину, отклоняющий клин и смонтированный на оси ролика выдвижной ролик, причем корпус перфоратора разделен на верхнюю и нижнюю части, в верхней части корпуса выполнены отверстия, в которых установлены соединенные с центральным гидравлическим каналом гидромониторные насадки для подачи в зону резки циркуляционной жидкости, соосно верхней части корпуса установлен поршень-толкатель с возвратной пружиной, в нижней части корпуса установлена возвратная пружина с гайкой регулировки осевого усилия, между верхней и нижней частями корпуса установлены режущие секции, соединенные между собой через регулировочные кольца с помощью резьбовых соединений, в корпусе каждой режущей секции установлен с возможностью осевого перемещения отклоняющий клин с верхней и нижней наклонными поверхностями, обращенными друг к другу, между которыми, на оси закрепленной в корпусе установлен с возможностью поворота рычаг, в пазу которого на оси ролика установлен ролик, рычаг входит в паз выполненный на верхней наклонной поверхности клина, фиксирует клин в корпусе режущей секции от радиального перемещения и взаимодействует выступами на рычаге с рабочей поверхностью отклоняющего клина, при этом ролик входит с зазором в углубление, выполненное на рабочей поверхности отклоняющего клина, а над роликом в корпусе выполнен продольный паз. Ширина регулировочных колец подобрана таким образом, чтобы ролики режущих секций были расположены в одной плоскости. Ширина регулировочных колец подобрана таким образом, чтобы ролики режущих секций были расположены под углом друг к другу. Гидромониторные насадки расположены только в плоскости ролика режущей секции. Гидромониторные насадки расположены равномерно по окружности. Часть отверстий в гидромониторных насадках заглушено пробками. Гидромониторные насадки изготовлены из твердого сплава или керамики. Рабочая поверхность ролика режущей секции покрыта нитридом титана. Во время перфорации в качестве циркуляционной используют абразивную жидкость.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении гидромеханического щелевого перфоратора применяются недефицитные материалы и известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…8, где:
на фиг. 1 показан разрез гидромеханического щелевого перфоратора вдоль рычагов режущих секций,
на фиг. 2 показан вид на боковую поверхность гидромеханического щелевого перфоратора со
стороны выдвижных роликов,
на фиг. 3 показан вид сбоку на режущую секцию,
на фиг. 4 показан разрез режущей секции А-А,
на фиг. 5 показан разрез режущей секции Б-Б,
на фиг. 6 приведен разрез режущей секции В-В,
на фиг. 7 приведена режущая секция.
на фиг. 8 приведен гидромеханический щелевой перфоратор с режущими секциями развернутыми относительно друг друга на 120°.
Гидромеханический щелевой перфоратор содержит корпус 1, поршень-толкатель 2, возвратную пружину 3, отклоняющий клин 4 и смонтированный на оси ролика 5 выдвижной ролик 6, отличающийся тем, что корпус перфоратора разделен на верхнюю 7 и нижнюю 8 части, в верхней части корпуса 7 выполнены отверстия, в которых установлены соединенные с центральным гидравлическим каналом 9 гидромониторные насадки 10 для подачи в зону резки циркуляционной жидкости, соосно верхней части корпуса 7 установлен поршень-толкатель 2 с возвратной пружиной 3, в нижней части корпуса 8 установлена возвратная пружина 11 с гайкой регулировки осевого усилия 12, между верхней 7 и нижней 8 частями корпуса установлены режущие секции 13, соединенные между собой через регулировочные кольца 14 с помощью резьбовых соединений 15 и 16, в корпусе 17 каждой режущей секции 13 установлен с возможностью осевого перемещения отклоняющий клин 4, с верхней 18 и нижней 19 наклонными поверхностями, обращенными друг к другу, между которыми на оси 20, закрепленной в корпусе 17 установлен с возможностью поворота рычаг 21, в пазу 22 которого на оси ролика 5 установлен ролик 6, рычаг 21 входит в паз 23, выполненный на верхней наклонной поверхности 18 клина 4, фиксирует клин 4 в корпусе 17 режущей секции 13 от радиального перемещения и взаимодействует выступами на рычаге 24 с рабочей поверхностью 25 отклоняющего клина 4, при этом ролик 6 входит с зазором в углубление 26, выполненное на рабочей поверхности 25 отклоняющего клина 4, а над роликом 6 в корпусе 17 выполнен продольный паз 27. Ширина регулировочных колец 14 подобрана таким образом, чтобы ролики 6 режущих секций 13 были расположены в одной плоскости. Ширина регулировочных колец 14 подобрана таким образом, чтобы ролики 6 режущих секций 13 были расположены под углом друг к другу. Гидромониторные насадки 10 расположены только в плоскости ролика 6 режущей секции 13. Гидромониторные насадки 10 расположены равномерно по окружности. Часть отверстий в гидромониторных насадках 10 заглушено пробками. Гидромониторные насадки 10 изготовлены из твердого сплава или керамики. Рабочая поверхность 28 ролика 6 режущей секции 13 покрыта нитридом титана. Во время перфорации в качестве циркуляционной используют абразивную жидкость.
Гидромеханический щелевой перфоратор работает следующим образом. Перед спуском перфоратора в скважину подбирается ширина регулировочных колец 14 таким образом, чтобы ролики 6 режущих секций 13 были расположены в одной плоскости или под определенным углом друг к другу. Гайкой регулировки осевого усилия 12 регулируется усилие возвратной пружины 11, обеспечивающей возврат отклоняющих клиньев 4 расположенных в режущих секциях 13 в исходное положение. Величина усилия возвратной пружины 11 зависит от количества режущих секций 13 и с увеличением их количества увеличивается. Гидромеханический щелевой перфоратор спускается в зону продуктивного горизонта скважины на колонне труб. Включается промывка, через центральный гидравлический канал 9 и гидромониторные насадки 10 циркуляционная жидкость подается в зону резки. Над поршнем-толкателем 2 расположенным соосно верхней части корпуса 7 повышается давление, он сжимает возвратную пружину 3 и перемещает вниз отклоняющий клин 4 в режущей секции 13, при этом сжимается также возвратная пружина 11 установленная в нижней части корпуса 8. Рычаг 21 установлен в пазу 23 на верхней наклонной поверхности 18 клина 4, такая установка обеспечивает фиксацию клина 4 в корпусе 17 режущей секции 13 от радиального перемещения. Рабочая поверхность 25 отклоняющего клина 4 воздействует на выступы 24 выполненные на рычаге 21. Рычаг 21 поворачивается на оси 20, закрепленной в корпусе 17 при этом ролик 6 выдвигается из продольного паза 27 и упирается во внутреннюю поверхность трубы. Совершая трубой, возвратно-поступательные движения роликом 6 разрезают трубу или горную породу. После перфорации трубы промывку выключают, возвратная пружина 3 возвращает поршень-толкатель 2 в исходное положение, а возвратная пружина 11 перемещает отклоняющий клин 4 вверх. При перемещении отклоняющего клина 4 его нижняя наклонная поверхность 19 взаимодействует с рычагом 21 и возвращает ролики 6 в исходное положение, при этом ролик 6 входит с зазором в углубление 26, выполненное на рабочей поверхности 25 отклоняющего клина 4. Отклоняющий клин 4 не создает нагрузку на ролик 6, что позволяет повысить эффективность перфорации и его долговечность. Применение унифицированных режущих секций 13 позволяет собрать гидромеханический щелевой перфоратор необходимой комплектации.
Применение полезной модели позволило:
1. Обеспечить эффективную перфорацию трубы и горной породы.
2. Повысить надежность гидромеханического щелевого перфоратора.
3. Устанавливать режущие ролики под любыми углами относительно друг друга.
4. Повысить ресурс работы режущих роликов.
5. Обеспечить надежный возврат роликов в транспортное положение.
6. Регулировать усилие возвратной пружины.
7. Обеспечить одновременную резку необходимого количества щелей.
8. Повысить ремонтопригодность.
9. Снизить время технического обслуживания.
10. Обеспечить абразивную устойчивость режущих роликов.
11. Перфорация трубы под необходимыми углами