универсальный гидромеханический щелевой перфоратор

Формула изобретения

Универсальный гидромеханический щелевой перфоратор, включающий перепускной клапан, блок силовых цилиндров, состоящий из основного, промежуточного и вспомогательного силовых цилиндров, режущий узел с выдвижным накатным роликом, гидромониторной насадкой и скользящей опорой, отличающийся тем, что на корпусе перепускного клапана установлен сменный центратор с возможностью фиксации его по периметру корпуса, причем выполнен он 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, внешняя поверхность которых 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, причем 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 с таким расчетом, чтобы плоскость накатного ролика перфоратора находилась посредине между малыми опорами, кроме того, режущий узел перфоратора снабжен сменной скользящей опорой, опорная поверхность которой выполнена в виде части цилиндра с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру перфорируемой эксплуатационной колонны, а суммарный размер диаметра перфоратора и расстояния от него до опорной поверхности сменной скользящей опоры на 4-5 мм меньше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны, причем концы сменной скользящей опоры сверху и снизу имеют конические скосы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вторичном вскрытии продуктивных пластов.

Известны гидромеханические щелевые перфораторы (далее перфораторы), состоящие из блока силовых цилиндров, режущего узла с выдвижным накатным роликом и скользящей опорой (RU 2151858, С1, 27.06.2000, RU 2161697, С2, 10.01.2001).

Одним из недостатков этих перфораторов является то, что для каждого диаметра перфорируемой эксплуатационной колонны необходимо иметь перфоратор соответствующего размера.

Известен перфоратор с повышенным ресурсом работы (RU 2205941, 02, Е21В, 43/112), состоящий из основного и вспомогательного силовых цилиндров, режущего узла с выдвижным накатным роликом и скользящей опорой. Однако и этот перфоратор должен иметь наружный диаметр, соответствующий перфорируемой эксплуатационной колонне, что для больших ее диаметров делает необходимым изготовление громоздких, дорогостоящих и сложных в обслуживании перфораторов.

Задачей настоящего изобретения является создание универсального перфоратора, способного успешно работать в эксплуатационных колоннах как малого (114), так и большого (178) диаметров.

Задача решается следующим образом: перфоратор, включающий перепускной клапан, блок силовых цилиндров, состоящий из основного, промежуточного и вспомогательного силовых цилиндров, режущий узел с выдвижным накатным роликом, гидромониторной насадкой и скользящей опорой, отличается тем, что на корпусе перепускного клапана установлен сменный центратор с возможностью фиксации его по периметру корпуса, причем выполнен он 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, внешняя поверхность которых представляет собой части 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, причем 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 с таким расчетом, чтобы плоскость накатного ролика перфоратора находилась посредине между малыми опорами, кроме того, режущий узел перфоратора снабжен сменной скользящей опорой, опорная поверхность которой выполнена в виде части цилиндра с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру перфорируемой эксплуатационной колонны, а суммарный размер диаметра перфоратора и расстояния от него до опорной поверхности сменной скользящей опоры на 4-5 мм меньше внутреннего диаметра перфорируемой эксплуатационной колонны, причем концы сменной скользящей опоры сверху и снизу имеют конические скосы.

На фиг.1 показан перфоратор в транспортном положении, фиг.2 - вид по А-А, фиг.3 - вид по В-В.

Перфоратор включает перепускной клапан 1, зажимную гайку 2, сменный центратор 3, силовые гидроцилиндры 5, 6, 7, гидромониторную насадку 8, выдвижной накатный ролик 9, отклоняющий клин 10 и сменную скользящую опору 11.

Перед спуском в скважину с известными параметрами эксплуатационной колонны в режущий узел перфоратора устанавливают сменную скользящую опору, у которой скользящая поверхность соответствует внутреннему диаметру этой колонны и удалена от корпуса перфоратора на расстояние, обеспечивающее беспрепятственный проход этой компоновки в эксплуатационной колонне при спуске перфоратора в скважину с минимальным зазором. На перепускной клапан устанавливают сменный центратор таких размеров, чтобы диаметр поверхности его опор соответствовал внутреннему диаметру перфорируемой эксплуатационной колонны и обеспечивал беспрепятственный спуск перфоратора в скважину с минимальным (4-5 мм) зазором. Затем ориентируют этот центратор так, чтобы плоскость накатного ролика находилась посредине между его малыми опорами. Фиксируют центратор в этом положении с помощью зажимной гайки.

Таким образом собранный перфоратор на насосно-компрессорных трубах (НКТ) спускают в скважину к заданному интервалу, приводят его в рабочее положение, создав в (НКТ) давление, выдвигают накатный ролик и при возвратно-поступательном движении (НКТ) в заданном интервале и создании давления на накатный ролик перфорируют эксплуатационную колонну в виде щели. При этом сменный центратор и сменная скользящая опора обеспечат такое расположение перфоратора в скважине, при котором выход накатного ролика за пределы перфоратора будет достаточен, чтобы прорезать стенку обсадной трубы, а гидромониторная насадка будет находится на минимальном расстоянии от разрушаемой преграды, что обеспечит эффективное разрушение цементного кольца и горной породы вдоль прорезанной щели. По окончании операции открывают отверстия перепускного клапана путем сброса с поверхности запорного шара и поднимают перфоратор на поверхность.

Предлагаемая конструкция позволяет малогабаритным перфоратором (например, с внешним диаметром 90 мм и длинной 1,5 м) выполнять перфорацию эксплуатационной колонны диаметром 114-168 мм. При этом значительно упрощается обслуживание и работа с таким перфоратором. К тому же уменьшается стоимость его изготовления.