Устройство для вертикальных перемещений перфоратора

( (1 Н АВТОРС СССР 969. Р 976 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный нефтегазовый научисследовательский институт(56) 1. Авторское свидетельствоМ 672331, кп, Е 21 В 43/114, 12. Авторское свидетельство СССМо 737619, кп. Е 21 В 43/114, 1(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1 ПЕРФОРРА, содержащее корпус, установленныйс воэможностью перемещения относитепьно него шток, образующий с корпусомкольцевую герметичную камеру, заполненную вязкой жидкостью, в которой расположен поршень, жестко связанный соштоком и имеющий обратный клапан икапиплярный канал, о т и и ч а ю щ е ес я тем, что, с цепью повышения надежности его работы путем обеспечения заданной скорости перемещения штока, оноснабжено установленным в камере надпоршнем подпружиненш)м относительнокорпуса дополнительным поршнем.40 1 1041Изобретение относится к оборудованию, используемому в нефтегазодобьвающей промышленности.Известно глубинное устройство длявертикальны х перемещений идроабразивного перфоратора на забое скважины, содержащее цилиндр, поршень, переводники,золотниковый механизм переключения,Переключение направления хода поршняосуществляется при помощи золотникового 10механизма 1 .Недостатками этого устройства является сложность конструкции, контактирование рабочей жидкости с деталями, управляющими работой устройства и их выход 15из строя,Известно также устройство для вертикальных перемещений перфоратора, содержащее корпус, установленный с возможностью перемещения относительно него 20шток, образующий с корпусом кольцевуюгерметичную камеру, заполненную вязкойжидкостью, в которой расположен поршень,жестко связанный со штоком и имеющийобратный клапан и капиллярный канал 21. 25Недостатком указанного устройства является низкая надежность его работы изэа нарушения зарядной скорости перемеще 4ния штокаШток и поршень, находящиеся в камере З 0устройства, заполненного вязкой жидкостью при работе, находятся в двух крайних положениях - верхнем и нижнем (относительно цилиндра). Причем при нахождении ступенчатого, штока и поршня вкрайнем нижнем положении объем надпоршневого пространства (в цилиндре)больше объема подпоршневого пространства при нахождении потока и поршня вкрайнем верхнем положении. Разницаобъемов выражается величинойч= о,г 8 э д Ьгде А- разница объемов надпоршневогои подпоршневого пространствсоответственно при расположении поршня в цилиндре внижнем и верхнем положениях;Э - наружный диаметр большейступени штока;д - наружный диаметр меньшейступени штока;- величина перемещения поршняв цилиндре.Увеличение надпоршневого объема в55камере при движении поршня вниз приводит к образованию разрежения в надпоршневой полости цилиндра, Это вызывает всвою очередь нарушение течения жидкос 674 2ти иэ поршневой полости цилиндра через капилляр в надпоршневую. При этом возможно интенсивное выделение газов и паров из вязкой жидкости, которой,заполнен цилиндр, и даже ее закипание. В ко. нечном итоге все ато приведет к нарушению течения жидкости через капилляр, т,е. нарушению заданной. скорости перемещения поршня и штока в цилиндре, а возможно, и их остановке, При атом возникает неопределенность относительно конечной цели - образование щели в обсадной колонне скважины и пласте, так как скорость разрушения преграды струей абразивной жидкости, истекающей из насадок перфоратора, при прочих равных условиях зависит от скорости ее движения относительно преграды, ( т.е. скорооти перемещения поршня и штока в цилиндре устройства) .Целью изобретения является повышение надежности работы его путем обеспечения заданной скорости перемещения штока.Поставленная цепь достигается тем, что устройство для вертикальных перемещений перфоратора, содержащее корпус, установленный с возможностью переме-щения относительно него шток, образующий с корпусом кольцевую герметичную камеру, заполненную вязкой жидкостью, в которой размещен поршень, жестко связанный со штоком и имеющий обратный клапан и капиллярный канал, снабжено установленным в камере над поршнем подпружиненных относительно корпуса дополнительным поршнем.Наличие подпружиненного дополнительного поршня в устройстве исключает возможность закипания жидкости при движении штока вниз, за счет расширения газа над поршнем, что позвопяет предотвратить возникновение вакуума в подпоршневой полости.Наличие шпонки и продольного паза в хвостовике устройства исключает возможность поворота перфоратора вокруг продольной оси, что дает возможность получать щели заданных размеров и направлений.На чертеже схематично изображено глубинное устройство для вертикальных перемещений перфоратора.Устройство содержит корпус 1, включающий цилиндр 2 и хвостовик 3, По оси устройства в корпусе 1, цилиндре 2 и хвостовике 3 расположен двухступенчатый полый шток 4 с размещенным на нем поршнем 5 с обратным клапаном 6 из 1041674 4капиллярным каналом 7. В верхней части 13 и 14 в крайних верхнем, и нижнемцилиндра 2 на штоке расположен допол- положении компенсируется расширениемнительный поршень 8. На нижнем конце, полости 12 с одновременным перемещеништока установлен переходник 9, взаимо- - ем дополнительного поршня 8 в цилиндредействующий через направляющую шпонку 5 2 до выравнивания давлений.10 с хвостовиком 3 и переходником 9,Уплотнения 11 служат для герметизации, Дополнительный поршень 8 подпружикамер 12-14, а уплотнения 15 - для нен относительно. корпуса 1 газом илиустранения возможности попадания абра- . легкокшищей жидкостью, которыми зазива к уплотняющиу элементам 11, 1 О полняют камеру 12, причем давление вУстройство работает следующим об- камере выбирают таким чтобы происхоЪразом, дила компенсация увеличения объема. камеЖидкость с абразивом по колонне на-,ры 13,этим устраняют закипание жйдкостисосно-компрессорных труб подается в в камерах 13 и 14 и тем самым сохраняустройство, расположенное в интервале 15 ют заданные условия течения жидкостиперфорации. Жидкость проходит через из камеры 14 в камеру 13 через капиппопый шток 4 и поступает к насадкам лярный канал 7,перфоратора, закрепленного на переход- Время потока жидкости из камеры 14нике 9. Давление рабочей жидкости дей-в камеру 13 определяется эксперименствует на все сечение полого штока и рО тально при заданных параметрах. По иосоздает усилие, направленное вниз. Одно- течении указанного времени давление равременно гидростатическое давление со -бочей жидкости сбрасывается до возздает усилие на систему перфоратор - можного минимума, При этомравнодейшток, направленное вверх. При определен- ствующая сила изменяет свое направленых соотношениях площадей сечений боль 25, ние на обратное, и шток с поршнем начишого и малого диаметра штока и давле- кает перемещаться в верхнее исход-.ний рабочей жидкости в перфораторе и : ное положение, При этом жидкость изгидростатического получается равнодей-камеры 13 перетекает в камеру 14 черезствующая сила, двигающая всю систему:клапан 6. Ввиду достаточно большогошток - поршень, переходник - перфоратор з проходного сечения клапана 6 перетоквверх или вниз. Разница поперечных се- жидкости происходит быстро, а шток ичений большого и малого диаметров по- . поршень 3 занимают исходное положение.лого штока выбрана такой, чтобы приПоднимая давление рабочей жидкости додавлении рабочей жидкости в перфораторе, заданной величины, процесс повторяется(около 50 атм) равнодействующая сила, вновь,была направлена вверх, т.е. чтобы шток . При движении штока вниз и вверх ..35- с поршнем и перфоратором возвращалась . направляющая шпонка 10 скользит в лазев исходное положение, а циркуляция рабо-хвостовика 9, предотвращая возможностьчей жидкости в затрубном пространстве . поворота перфоратора со штоком вокругне прекращалась, оси скважины,При движении штока и поршня 5 в Экономическая эффективнось при исцилиндре 2 вниз клапан 6 закрыт и жид- пользовании устройства оценивается закость из камеры 14 перетекает в каме- - счет устранения повторных спуско-подьру 1 3 через капиллярный клапан 7, При " емных операций при проведении вторичэтом возникающая разница объемов камер ных процессов при вскрытии пласта,45 .1041674 ороси, уп, Проектная ВНИИПИ филиал П аз 7084/32 атент", г,Е-б ираж 603 Полпигное