СЕКЦИОННЫЙ ГИДРОАБРАЗИВНЫЙ ПЕРФОРАТОР

спуско-подъёмную операцию обеспечить вскрытие больших интервалов мощности пласта, вскрываемый интервал за одну спуско-подъёмную операцию не превышает 1-2 метров. Конструкция известного шарового клапана в данном гидроабразивном перфораторе не позволяет изменять его вес в зависимости от плотности флюида в скважине и пластового давления, что влечет за собой большие затраты на подбор соответствующего материала и дополнительные затраты на извлечение шарового клапана в скважинах с малым дебитом и низким пластовым давлением.
Кроме того, известная конструкция гидроабразивного перфоратора не позволяет производить вертикальные щели в эксплуатационной колонне и породе пласта, что не обеспечивает необходимой плошади фильтрации флюидов. Цилиндрическая форма выходного сечения насадки при инверсии формирует струю, которая недостаточно эффективно воздействует на твердую поверхность колонны и породы пласта, вскрытие пласта имеет довольно продолжительное время и небольшую площадь фильтрации (плошадь различной породы), недостаточна глубина вскрытия пласта.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является расширение технологических возможностей гидроабразивного перфоратора.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в гидроабразивном перфораторе, содержашем полый корпус, направляющие струйные насадки, шаровой клапан и хвостовик, полый корпус выполнен секционным, секции которого соединены между собой переходником с герметизирующим уплотнением, верхняя секция состоит из внутренней и внешней колонн, внутренняя колонна выполнена с симметрргчно расположенными отверстиями в её верхней части, между которыми при помощи срезных винтов закреплена муфта с герметизирующим уплотнением и посадочным седлом под дополнительный шаровой клапан и 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 тр гольника, размещены по высоте корпуса спиралеобразно и каждая из них направлена под острым углом к горизонтальной оси корпуса, шаровые клапаны выполнены пустотелыми с возможностью изменения их веса и внутреннего давления. Угол наклона насадок к горизонтальной оси корпуса составляет 10° - 45°. Шаровые клапаны выполнены разъемными или снабжены отверстием для заполнения металлическими гранулами и терморасширяющимся веществом. В зависимости от мощности пласта корпус гидроабразивного перфоратора имеет несколько секций, аналогичных верхней секции, при этом диаметр дополнительного шарового клапана меньще внутреннего диаметра каждой верхней секции и соответствует посадочному седлу последней из верхних секций корпуса. При угле наклона менее 10° увеличивается глубина прорезаемой щели канала, но плохо удаляются кольматирующие вещества. При угле наклона более 45° резко снижается глубина проработки продуктивного пласта. Выполнение струйных насадок расположенными в корпусе по спирали одно относительно другого и направленными вверх под углом 10° - 45° к горизонтальной оси корпуса обеспечивает нарезание наклонных щелей-каналов, переьфывающих большую высоту пласта или нескольких тонких пропластков, что активизирует (вскрывает) большую толщу продуктивного пласта. Кроме того, наклонное расположение щелей-каналов позволяет частицам, обычно кольматирующим (закупоривающим) горизонтальные щели-каналы стекать, скатываться по наклонной к отверстиям в стволе скважины и выноситься с продуктами на поверхность. Выполнение шаровых клапанов с возможностью изменения их веса для скважин с различным пластовым давлением путем загрузки внутрь, например, свинцовых гранул и повыщения прочности на сдавливание путём введения внутрь
- 3 -
расширяющегося при высоких температурах компонента типа спирта, газа и других, повышает сохранность клапана при высоких пластовых давлениях. Выполнение шаровых клапанов пустотелыми, разъёмными и изменяе-мыми по весу в зависимости от глубины позволяет извлекать их на поверхность даже при малом дебете вскрываемого пласта и предотвращает затраты на его извлечение специальной прокачкой жидкости под большим давлением через затрубное прост-ранство или на подъём колонны труб.
Наличие узла вертикального перемещения гидроабразивного перфоратора позволяет формировать в обсадной колонне щели длиной до 200 мм и более, в зависимости от поставленной задачи, упругости материала пружины, входящей в устройство узла вертикального перемещения и величины изменения рабочего давления. Выходное сечение насадок в виде треугольника имеет преимущества перед цилиндрическим в том, что при инверсии струя вращаясь вокруг своей оси принимает форму перевернутой треугольной звезды, а такое сечение абразивной струи эффективнее воздействует на твердую поверхность колонны и породы пласта, снижая в 1,5 - 2 раза время их вскрытия. При одинаковой с цилиндрической условной площади сечения имеет в 2 раза и более большую площадь фильтрации (площадь различной породы). Глубина вскрытия пласта увеличивается в 1,2 - 1,5 раза.
На фиг 1 изображено заявляемое устройство в разрезе в первом цикле гидроабразивной обработки.
На фиг 2 изображено заявляемое устройство в разрезе во втором цикле гидроабразивной обработки.
На фиг. 3 изображена струйная насадка в разрезе.
Секционный гидроабразивный перфоратор содержит полый корпус, состоящий из верхней секции 1, нижней секции 2, соединённых при помощи переходника 3 с герметизирующим уплотнением 4, верхняя секция 1 состоит из внещней колонны 5 и внутренней колонны 6, внутренняя колонна 6 выполнена с симметричными
4
M-fc
отверстиями 7, расположенными в её верхней части, между отверстиями 7 при помощи срезных винтов 8 закреплена муфта 9 с герметизирующим уплотнением 10 и посадочным седлом под дополнительный шаровой клапан 11 и возможностью скольжения по вертикали внутри колонны 6, верхняя секция 1 в своей нижней части снабжена упором 12 в виде стоп-кольца, с диаметром, соответствующим диаметру муфты 9, нижняя секция корпуса снабжена хвостовиком 13с посадочным седлом под основной шаровой клапан 14. Диаметр основного шарового клапана 14 меньше внутреннего диаметра муфты 9 и соответствует посадочному седлу в хвостовике 13, а диаметр дополнительного шарового клапана 11 больше внутреннего диаметра муфты 9 и соответствует посадочному седлу в муфте 9. Верхняя секция 1 и нижняя секция 2 имеют струйные насадки 15, размещенные по высоте всего корпуса спиралеобразно и каждая из них направлена под острым углом 10°-45° к горизонтальной оси корпуса, шаровые клапаны 11 и 14 выполнены пустотелыми разъёмными или с отверстием для заполнения металлическими гранулами и терморасширяющимся веществом.
К верхней секции 1 полого корпуса секционного гидроабразивного перфоратора при помощи переводника 16, крепится узел вертикального перемещения 17, состоящий из корпуса 18, внутри которого расположен с возможностью вертикального перемещения полый шток 19 с поршнем и уплотнением 20, между гайкой 21 и поршнем штока 19 расположены пружины 22, верхняя часть корпуса узла вертикального перемещения 17 снабжена переводником 23 для крепления секционного гидроабразивного перфоратора к НКТ.
Секционный гидроабразивный перфоратор работает следующим образом:
Гидроабразивный перфоратор на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ)
устанавливают в скважине напротив интервала, подлежащего гидроабразивной
гидроабразивную смесь, например, песок с водой (фиг. 1). При этом, так как скользящая муфта 9 перекрывает отверстия 7, гидроабразивная смесь с большой скоростью 180-200 м/сек истекает из струйных насадок 15 только нижней секции 2. При подаче гидроабразивной смеси под давлением, полый шток 19с поршнем вместе с перфоратором и насадками 15 начинает двигаться вертикально вниз, сжимая при этом пружины 22. Изменяя расчетное давление на устье и по известной технологии и расчетному времени осуществляют  щелей в колонне, цементном камне и породе в интервале напротив насадок нижней секции. После проведения первого цикла гидроабразивной обработки в перфоратор опускают шаровой клапан И, диаметр которого больше шарового клапана 14 и внутреннего диаметра скользящей муфты 9 (фиг. 2). После посадки шарового клапана 11 в седло скользящей муфты 9 поднимают давление до расчетного (50-100 кг/см) и срезают крепёжные винты 8. После срезки крепёжных винтов 8, скользящая муфта 9 вместе с шаровым клапаном 2 перемещается вниз до упора о стоп-кольцо 12. Разобщение внутреннего пространства верхней секции гидроабразивного перфоратора от нижней обеспечивается шаровым клапаном 11 и герметизирующим уплотнением 10. При перемещении скользящей муфты 9 вниз, открываются отверстия 7 и гидроабразивная смесь по пространству между колоннами 1 и 2 поступает в струйные насадки 15 верхней секции. Затем, также изменяя давление на устье и по известной технологии и расчетному времени осуществляют вскрытие пласта напротив верхней секции перфоратора. После проведения второго цикла гидроабразивной обработки скважину тщагельно промывают от продуктов разрушения и абразивных частиц. Затем обратной промывкой извлекают шаровые клапаны 11 и 14 на поверхность и оставляют скважину на излив. В случае необходимости, вскрытия мощности пласта больщей, чем длина двух секций, в конструкцию гидроперфоратора включают ещё одну или две секции, аналогичные верхней. При этом диаметр дополнительного щарового клапана меньше внутреннего диаметра каждой верхней секции и соответствует посадочному
- 6 - седлу последней из верхних секций корпуса.
Предлагаемая конструкция секционного гидроабразивного перфоратора имеет целый ряд преимуществ перед известными. Конструкция его значительно проще и надёжнее при эксплуатации. Расширяются его технологические возможности: обеспечивается мощность вскрытия пласта в 2 - 5 раз больще за одну сцуско-подъёмную операцию, чем известными конструкциями. Повыщается производительность скважин в 2 - 3 раза. Ускоряется процесс проведения работ и сокращаются затраты, связанные с дополнительными глущениями скважин и спуско-подъёмными операциями.
Экономический эффект от использования предлагаемой конструкции на месторождениях с АВПД составит 1300 - 1350 тыс. руб. на 1 скв/обработку.
Д/о9
- 7 -