Гидравлический перфоратор

Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 0401.79 (21) 2705722/22-03с присоединением заявки Нов(5)М. Кл. Е 21 В 43/114 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 622.245.14(088 8) Дата опубликования описания 150481 Ф,Г. Максудов, Ф.А. Искендер-заде, А.Я. Гаджиев и Н.Н . Зейналов(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТОР Изобретение относится к оборудованию для вскрытия продуктивного пласта при заканчивании нефтяных и газо.вых скважин и может быть использова но для резки труб при капитальном ремонте скважин или ликвидации аварий, а также пустотелых свай и опор морских гидротехнических сооружений.Гидропескоструйные работы, помимо 10 самого процесса, резки, требуют проведения предварительной опрессовки колонны, на которой спущен аппарат, и последующей промывки скважины для извлечения осевшего (в процессе резки) 15 песка, Для опрессовки колонныв нее спускается специальный клапан до посадки на опорную поверхность, предусмотренную непосредственно над насадками аппарата, затем давление 20 в ней повышается до испытательного, послечего клапан извлекается, например, обратной промывкой. Для промывкиже песчаной пробки производится обычно подъем из скважины аппарата 25 и повторный спуск колонны с наконечником для промывки песка.Известен гидравлический якорь- перфоратор, который снабжен радиально подвижными плашками, в которых З 0 размещены насадки. При закачке пульпы плашки под воздействием перепада давления выдвигаются из корпуса и врезаются в стенку обсадной колонны 11 .Недостатками данного устройства являются невозможность резки колонны, необходимость дополнительных устройств для опрессовки труб и промыв-, ки скважины от песка. Известно также устройство для вращения абразивного перфоратора, выполненное в виде кольцевого поршня, перемещающегося в пространстве между кожухом и валом и соединенного с гайкой, взаимодействующей.с резьбой вала который соединен с перфоратором. В кожух устройства для замедления движения поршня вмонтирован капилляр, через который масло из камеры выдавливается в скважину, Поршень, вал и перфоратор соединены между собой, а гайка неподвижно закреплена в кожухе, что обеспечивает перфоратору движение по винтовой линии под действием перепада давления прокачиваемой жидкости, воздействующей на поршень 21 .Указанная цель достигается тем, что перфоратор снабжен установленным на корпусе с воэможностью вращения якоря с плашками, соединенными рычагами с вилкой, и трубчатым затвором с боковыми отверстиями, установленным коаксиально в корпусе и связанным с ним шлицевым соединением, зафиксированным срезным элементом, а также установленным в затворе полым поршнем, соединенным с верхним концом штока и имеющим промывочный ка" нал, в котором установлен обратный 55 60 К недостаткам этого устройства следует отнести невозможность кольцевой резки, а также необходимость дополнительных устройств и операций для опрессовки и промывки скважины от песка.5Известен также якорь для предотвращения и компенсации растяжения колонны труб, имеющий скользящее сое,динение. Поток воздействует на поршень, последний приводит в движение якорь, который стягивает трубы, компенсируя, таким образом, общее растяжение колонны 3 .Недостаток этого устройства - неспособность выполнения Функций аппарата гидропескоструйной резки.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический перфоратор, состоящий из корпуса перфоратора, штуцеров с насадками, перфорированной трубки, кор пуса клапана, корпуса промывочной камеры, опорной шайбы, штока, пружины и стопорного болта. Камера крепится непосредственно к перфоратору. При снуске в скважину шток находит ся в нижнем положении, а путь жидкости в корпус промывочной камеры перекрывается шаром. При этом поток песчано-жидкостной смеси направляется в штуцера камеры. После перфора- З 0 ции посадкой камеры на песчаную пробку шток перемещается вверх, отрывая шар от -корпуса, и Фиксируется в верхнем положении и, тем самым, открывает проход жидкости на промывку скважины .41.Большая продолжительность гидропескоструйных работ этого устройства обуславливается необходимостью проведения операций, связанных со спуском и извлечением опрессовочного клапана, а также низкой эффективностью самой резки вследствие вызванного пульсирующих характером изменения давления песчано-жидкостной смеси колебания насадок относительно линии 45 резки.Цель изобретения - сокращение времени гидропескоструйных работ путем исключения операций, связанных со спуском и извлечением опрессовочного 50 клапана и устранением колебаний насадок относительно линии резки. клапан, причем промывочная камера прикреплена к нижней части якоря, а вилка связана разъемным соединением с нижним концом штока, который установлен в затворе с возможностью осевого перемещения относительно затвора и вилки.На фиг. 1 изображено устройство при спуске и опрессовке колонны, общий вид; на Фиг. 2 - то же, положение в процессе резки; на фиг. 3 то же положение в процессе промывки; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг 5 - разрез Б-Б на фиг. 1. Перфоратор состоит из трубчатого затвора 1, на котором снаружи расположен корпус 2, а во внутреннюю полость входит полый поршень 3. На кор-пусе 2 расположены штуцера 4 с насадками 5 и кожух 6, К корпусу 2 присоединен якорь 7 с плашками 8, к нижней части которого прикрепляется промывочная камера 9. Плашки 8 взаимодействуют с вилкой 10 посредством рычагов 11 и пальцев 12. Камера 9 крепится к якорю 7 посредством болтов 13. Исключение воэможности относительного вращения корпуса 2 и затвора 1 обеспечивается шпонкой 14, зафиксированной кольцевой пружиной 15, а для обеспечения воэможности вращения корпуса 2 относительно якоря 7 их соединение осуществлено посредством шарового замкового соединения 16. Герметичность стыков между корпусом 2, затвором 1 и поршнем 3 обеспечивается уплотнителями 17-19. Промывочный канал В поршня 3 разобщается с надпоршневым пространством посредством обратного клапана 20, над которым расположена перфорированная крышка 21. Поршень 3 жестко соединен со штоком 22, который посредством винтового соединения соединяется с вилкой 10. Вращение штока 22 относительно затвора 1 исключается упругим упором 23. Временное крепление затвора 1 с корпусом 2 осуществляется посредством срезаемого штифта 24. Для промывки скважины на нижней части камеры 9 имеются отверстия Г. На штоке 22 имеется бурт 25 для ограничения перемещения штока 22 относительно вилки 10.Устройство работает следующим образом.Перфоратор на насосно-компрессорных трубах спускают в скважину в . исходном положении (см. Фиг. 1). При этом жидкость, находящаяся в скважине, проходит череэ отверстия Г камеры 9 и отверстйя В поршня 3, отрывая клапан 20 от седла, и через перфорированную крышку 21 попадает в полость насосно-компрессорных труб.После спуска перфоратора на тре" буемую глубину производят опрессовку колонны насосно-компрессорных трубпутем повышения давления в них до величины испытательного. При этом клапан 20 перекрывает отверстия В, замыкая таким образом внутреннюю полость насосно-компрессорных труб. Давление жидкости, воздействующее на поршень 3, передается через шток 22 и винтовое соединение на вилку 10 и посредством рычагов 11 и пальцев 12 перемещает плашки 8 до упора в стенку обсадной колонны и, тем самым фиксирует якорь 7. После окончания процесса опрессовки снижают давление жидкости в насосно-компрессорных трубах до уровня, достаточного для фиксации якоря 7, и вращают колонну насосно-компрессорных труб, например, с устья скважины. При этом начинает вращаться шток 22 за счет наличия связи ео с затвором 1 посредством упора 23.Таким образом, шток 22 вывинчивается из вилки 10 и вместе с поршнем 3 падает до упора буртом 25 в вилку 10, отжимая упругий упор 23 и открывая доступ жидкости, находящейся,в насосно-компрессорных трубах к насадкам .5. Далее приступают к процессу резки, закачивая абразивную жидкость и продолжая вращать затвор 1 с корпусом 2 относительно якоря 7.После завершения процесса резки, не сбрасывая давления, натягивают колонну насосно-компрессорных, в результате чего происходит срез штифта 24 в затвор 1 перемещается вверх на величину Н, освобождая поршень 3, который, в свою очередь, перестает действовать на вилку 10 и, тем самым, освобождает плашки 8Это приводит к тому, что жидкость, находящаяся в насосно-компрессорных трубах, получает возможность проходить мимо поршня 3, через отверстие Г в скважину и, таким образом, дает возможность приступить к промывке скважиныеТехнико-экономическая эффективность предложенного устройства заключается в сокращении времени гидропескоструйных работ, что, в свою очередь, приведет к сокращению расхода абразивного материала, увеличит срок службы наземного оборудования и арматуры. Снижение вибраций колонны насосно-. компрессорных труб приведет к увеличению срока службы резьбовых соединений, а исключение работ, связанных со спуском и извлечением опрессовочного клапана, значительио сократит трудоемкость работы в целом.Формула изобретения1 ОГидравлический перфоратор, включающий корпус с насадками, промывочную камеру с промывочными отверстиями в нижней части, обратный клапан15 и расположенный по оси корпуса штокс фиксатором и буртом в верхней части, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью сокращения времени перфорации путем исключения операций,20 связанных со спуском и извлечениемклапана, и устранения колебания насадок относительно линии резки, онснабжен установленным на корпусе свозможностью вращения якоремс плашками, соединенными рычагами с вилкой, и трубчатым затвором с боковымиотверстиями, установленным коаксиально в корпусе и связанным с ним шлице,вым соединением; зафиксированнымсрезным элементом, а также установленным в затворе полым поршнем, соединенным с верхним концом штока иимеющим промывочный канал, в которомустановлен обратный клапан, причемпромывочная камера прикреплена книжней части якоря, а вилка связанаразъемным соединением с нижним концом штока, который установлен в затворе с возможностью осевого перемещения относительно затвора и вилки.40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 170889, кл. В 21 В 43/114, 1963.2. Авторское свидетельство СССР45. 9 151657, кл, Е 21 В 43/114, 1962.3, Якорь для насосно-компрессорных труб. - фИнженер-нефтяиикф, 1967,У 2, с. 414. Изобретения и рационализатор"ские предложения, серия "Добыча",вып. Ш,М., ВНИИОЭНГ, 1969, рис. 5.821685 Составитель В. Никулинва Техред И. Асталош Корректор М. лароши ктор Зак 5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 748/50 Тираж 627 ВНИИПИ Государственного комитет по делам. изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушская на