Прокалывающий перфоратор

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин и может быть использовано для формирования отверстий в эксплуатационных колоннах. Прокалывающий перфоратор содержит размещенные в корпусе с возможностью продольного перемещения поршень со штоком, уплотняющую втулку, возвратную пружину, которая размещена на штоке, пробойник, установленный в корпусе с возможностью перемещения в радиальном направлении. На штоке выполнен по крайней мере один продольный паз, длина которого больше рабочей толщины уплотняющей втулки, а пробойник установлен в уплотняющей манжете. Обеспечивается срабатывание перфоратора при заданной заранее величине давления рабочей жидкости, гарантированная пробивка отверстия в колонне труб без попадания рабочей жидкости в перфорируемую колонну и возврат пробойника в исходное положение. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, точнее, к устройствам для пробивки отверстия в колонне труб, находящихся в скважине при текущем и капитальном ремонте.

Известен прокалывающий перфоратор, содержащий корпус, подпружиненную пару поршень-плунжер, образующую в корпусе надпоршневое и подплунжерное пространство, рабочий поршень в подплунжерном пространстве с размещенным в нем прокалывающим инструментом, энергопривод, подающий рабочую жидкость, выполненный в виде герметично установленной на корпусе трубы с приборной головкой и с расположенным внутри нее трубчатым электронагревателем, переводник, установленный между корпусом и энергоприводом, в котором выполнен канал, гидравлически соединяющий надпоршневое пространство и полость трубы энергопривода, питающий кабель, энергопривод установлен внутри теплоизоляционного кожуха с образованием между ними герметичной полости, в верхней части трубчатого электронагревателя, установленного с возможностью осевого перемещения, расположен проводник, контактирующий с муфтой, электрически связанной с питающим кабелем, в нижней части трубчатого электронагревателя расположен корпус с упорным буртом, содержащий внутри тягу с ограничителем свободного хода, жестко связанную с парой поршень-плунжер, выполненной в виде двух элементов, соединенных между собой посредством сферического шарнира, трубчатый электронагреватель, корпус с упорным буртом и поршень пары поршень-плунжер соосны между собой (патент РФ №2355877 E21B 43/112, опубл 20.05.2009 г.).

Недостатками этого технического решения являются конструктивная сложность и необходимость использования питающего электрокабеля с источником электропитания.

Наиболее близким к предложенному техническим решением является прокалывающий перфоратор, содержащий корпус, соединенный с насосно- компрессорными трубами (НКТ), пробойники, установленные в корпусе в цилиндре с штоковой и бесштоковой полостями с возможностью перемещения в радиальном направлении в результате создания в цилиндрах давления рабочей жидкости, мультипликатор для преобразования давления рабочей жидкости, гидравлический распределитель потока, соединенный с полостями цилиндров пробойников и кинематически связанный с поршнем мультипликатора с возможностью его переключения и передачи давления рабочей жидкости поочередно в штоковые и бесштоковые полости цилиндров и последующего сброса давления в полость колонны для перемещения пробойников и прокола колонны, а также возврата их в исходное положение, пружину для его возврата в исходное положение после сброса давления рабочей жидкости (патент РФ №2420656, опубл. 10.06.2011 г.)

Это устройство также имеет сложное конструктивное выполнение. Срабатывание устройства сопровождается выдавливанием (сбросом) рабочей жидкости в перфорируемую колонну.

Общим недостатком известных устройств является нестабильность порога срабатывания.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание прокалывающего перфоратора простой конструкции, обеспечивающего срабатывание при заданной заранее величине давления рабочей жидкости, обеспечение гарантированной пробивки отверстия в колонне труб без попадания рабочей жидкости в перфорируемую колонну и возврат пробойника в исходное положение.

Для решения этой технической задачи предлагается прокалывающий перфоратор, содержащий размещенные в корпусе с возможностью перемещения в продольном направлении поршень со штоком, возвратную пружину, установленную на штоке, уплотняющую втулку, пробойник, установленный в корпусе в уплотняющей манжете с возможностью перемещения в радиальном направлении, на штоке выполнен по крайней мере один продольный паз, длина которого больше рабочей толщины уплотняющей втулки. В устройство может быть введен фиксирующий поршень срезной штифт.

Источники информации, содержащие всю совокупность признаков заявляемого прокалывающего перфоратора при проведении поиска по патентной и научно-технической литературе, не обнаружены. Совокупность существенных признаков заявляемого прокалывающего перфоратора не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Предлагаемый прокалывающий перфоратор может быть использован для пробивки отверстия в колонне труб, находящихся в скважине при текущем и капитальном ремонте. Поэтому заявитель считает, что заявляемый прокалывающий перфоратор соответствует критериям патентоспособности изобретения «новизна», «промышленная применимость» и «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показан пример выполнения заявляемого прокалывающего перфоратора. Представленный пример не охватывает все возможные варианты изготовления и использования предлагаемого прокалывающего перфоратора в соответствии с изобретением.

На фиг.1 показан общий вид примера выполнения прокалывающего перфоратора, на фиг.2 и 3 - сечения по А-А и Б-Б фиг.1 соответственно.

На фигурах обозначены: состоящий из элементов 1, 2, 3, 4 корпус, поршень 5 со штоком 6, пробойник 7, возвратная пружина 8, уплотняющая втулка 9, срезной штифт 10, на штоке 6 выполнены три продольных паза 11, возвратная пружина 8 размещена на штоке 6 между уплотняющей втулкой 9 и поршнем 5 в полости 12. Поз.13 обозначена уплотненная полость 13, поз.14 обозначены четыре паза в головке 15 поршня 5, поз.16 - отверстие в элементе 4 корпуса, которое обеспечивает соответственно перетекание масла в процессе работы устройства между уплотненной полостью 13 и объемом с тыльной стороны пробойника 7 (с внутренней стороны уплотняющей манжеты 20), поз.17 обозначен штуцер для присоединения насосно-компрессорных труб (НКТ), поз.18 - наконечник устройства, поз.19 - гайка для закрепления уплотняющей втулки 9 в элементе 3 корпуса. Пробойник 7 установлен на уплотняющей манжете 20 в элементе 4 корпуса, тыльная сторона пробойника 7 сообщается с полостью 13 через отверстие 16 в элементе 4 корпуса.

Устройство работает следующим образом:

В исходном состоянии уплотненная полость 13 и внутренняя сторона уплотняющей манжеты 20 (объем с тыльной стороны пробойника 7), которая сообщается с полостью 13 через отверстие 16 в элементе 4 корпуса, в исходном состоянии заполнены маслом. Опускают прокалывающий перфоратор на расчетную глубину и по насосно-компрессорным трубам (НКТ) (не показаны) подают рабочую жидкость через штуцер 17 и пазы 14 в надпоршневое пространство над поршнем 5. Когда давление рабочей жидкости обеспечит срез срезного штифта 10, поршень 5 со штоком 6 начнет перемещаться под давлением рабочей жидкости в продольном направлении (вниз по фиг.1). При этом перемещение штока 6 увеличивает давление в заполненной маслом полости 13 и в конце движения сжимает возвратную пружину 8. Так как внутренняя сторона уплотняющей манжеты 20 (объем с тыльной стороны пробойника 7) сообщается с полостью 13 через отверстие 16 в элементе 4 корпуса, давление масла перемещает установленный в уплотняющей манжете 20 в элементе 4 корпуса пробойник 7, который выдвигается из элемента 4 корпуса и пробивает отверстие в колонне (не показана). Процесс продолжается до момента, когда продольные пазы 11, длина которых больше рабочей толщины уплотняющей втулки 9, обеспечат сообщение заполненной маслом полости 13 с полостью 12 и, следовательно, переток масла из полости 13 в полость 12, что уравновешивает в них давление. Давление на тыльную сторону пробойника 7 падает. При подъеме прокалывающего перфоратора снижают давление рабочей жидкости и поршень 5 со штоком 6 возвращаются в исходное положение, перекрывая продольные пазы 11. Возвратная пружина 8, сжатая в конце движения поршня 5 со штоком 6 вниз по фиг.1, облегчает начальное перемещение поршня 5 со штоком 6 в исходное положение. Перемещение поршня 5 со штоком 6 в исходное положение (вверх по фиг.1) создает разрежение в полостях 12 13 и, соответственно, гарантированное удержание пробойника 7 в исходном состоянии (в пределах габарита прокалывающего перфоратора).

Установка срезных штифтов 10 различных диаметров обеспечивает срабатывание прокалывающего перфоратора при различном уровне давления рабочей жидкости.

Предлагаемый прокалывающий перфоратор конструктивно прост и надежен в работе. При работе прокалывающего перфоратора отсутствует сброс рабочей жидкости в колонну.

1. Прокалывающий перфоратор, содержащий размещенные в корпусе с возможностью продольного перемещения поршень со штоком, уплотняющую втулку, возвратную пружину, которая размещена на штоке, пробойник, установленный в корпусе с возможностью перемещения в радиальном направлении, отличающийся тем, что на штоке выполнен по крайней мере один продольный паз, длина которого больше рабочей толщины уплотняющей втулки, пробойник установлен в уплотняющей манжете.

2. Прокалывающий перфоратор по п.1, отличающийся тем, что в него введен фиксирующий поршень срезной штифт.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для перфорирования труб в нефтяных и газовых скважинах. Гидромеханический перфоратор для труб содержит корпус с силовым поршнем и пробойником, цилиндром с полым плунжером внутри, связанным со штоком, входящим в масляную камеру.

Группа изобретений относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к конструкции гидромеханических перфораторов для вскрытия продуктивных пластов.

Группа изобретений относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к конструкции устройств для вскрытия продуктивных пластов путем прокалывающей перфорации.

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.

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к конструкции устройств для вскрытия продуктивных пластов путем гидромеханической щелевой перфорации.

Изобретение относится к устройствам для перфорации обсадных колонн скважин с целью оптимизации и/или интенсификации притока и добычи флюида. .

Изобретение относится к устройствам для вторичного вскрытия пластов путем создания продольных щелей в обсадных (эксплуатационных) колоннах и формирования фильтрационных каналов в призабойной зоне пласта. Перфоратор двухдисковый гидромеханический щелевой содержит полый корпус с поршнем в верхней части корпуса, продольное окно в нижней части корпуса, коромысло с поперечной корпусу осью, размещенное в этом окне, два накатных диска, размещенных на разных концах коромысла, механизм перемещения коромысла с накатными дисками в рабочее положение, выполненный в виде клинового толкателя, две гидромониторные насадки, гидравлически сообщенные посредством каналов с надпоршневыми полостями корпуса, посадочное седло под шар в центральном канале штока, пружину, как часть механизма возвратного перемещения коромысла. Одна из насадок расположена непосредственно над нижним накатным диском и соединена с внутренней полостью штока закрытым каналом, выполненным в корпусе. Клиновой толкатель прикреплен к штоку через упор посредством скобы. Шар, расположенный внутри штока, зафиксирован от выпадения штифтом. На концах корпуса и гидроцилиндра по наружным диаметрам прибора смонтированы съемные вкладыши, обеспечивающие скольжение и центровку прибора в колонне. Обеспечивается повышение надежности и технологичности перфоратора, повышение эффективности и производительности процесса. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для глубокой ориентированной перфорации. Установка включает устройство для ориентирования и устройство для перфорации. Устройство для ориентирования содержит последовательно смонтированные друг с другом ориентатор, устройство фиксации и отклонитель с переводником, причем ориентатор выполнен со смещенным центром тяжести для ориентирования отклонителя. Устройство для перфорации содержит последовательно соединенные стыковочный узел, прибор для контроля ориентации и сверлящий перфоратор с полым гибким валом и режущим инструментом. Стыковочный узел выполнен с возможностью соединения и взаимодействия с переводником отклонителя. Установка снабжена узлом для транспортировки, закрепленным на геофизическом кабеле с возможностью зацепления и расцепления с переводником отклонителя и перфоратором. Техническим результатом является реализация режима перфорации, обеспечивающего максимальную глубину создаваемого канала, отсутствие отрицательного воздействия на эксплуатационную колонну и цементный камень, необходимую ориентацию перфоратора по азимуту, возможность контроля установки перфоратора в необходимом направлении и упрощение монтажа установки. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для щелевой перфорации обсадной колонны, цементного камня и горной породы. Перфоратор щелевой для обсаженных скважин состоит из корпуса, подпружиненного полым штоком с поршнем, опорных роликов, гидромониторной насадки, клина в виде вилкообразного ползуна, опорных и боковых пластин, рычага, шарнирно установленного в корпусе и взаимодействующего посредством оси на свободном его конце с клином. На оси рычага, взаимодействующей с клином, установлена шарнирно дисковая фреза с режущими двусторонними кромками на обеих сторонах, выполненными по многоярусной схеме с расчетной глубиной резания каждого яруса, а периферийная поверхность выполнена многопрофильной с углами профилей большими углов трения. Обеспечивается повышение эффективности, надежности и долговечности перфоратора. 2 ил.

Группа изобретений относится к области бурения и эксплуатации скважин. Перфоратор содержит корпус, плунжер, поршень, выполненный с возможностью радиального перемещения в поршневой камере, пробойник, снабженный центральным каналом, на выходе которого закреплена, по меньшей мере, одна профилированная гидромониторная насадка - сопло. Поршневая камера выполнена с возможностью замкнутого гидравлического сообщения с подплунжерной полостью, а надплунжерная полость сообщается с гидромониторной насадкой - соплом после механического вскрытия стенки обсадной колонны. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Устройство содержит корпус, соединительную муфту, посредством которой устройство соединено с насосно-компрессорной трубой, клин с по меньшей мере одним пазом, гидроцилиндры, по меньшей мере один рабочий орган с гидромониторным каналом, размещенным в пазу опоры и клина с возможностью перемещения в пазу клина вдоль него, второй гидроцилиндр, расположенный над первым гидроцилиндром, клин установлен над поршнем второго гидроцилиндра, на котором закреплена опора рабочего органа, подпоршневые полости обоих гидроцилиндров сообщены посредством трубок с гидромониторным каналом рабочего органа и надклиновой полостью подачи рабочей жидкости, фильтр, установленный во внутренней полости соединительной муфты и отделяющий внутреннее трубное пространство от надклиновой полости. Корпус фильтра выполнен Н-образным. Средняя часть корпуса фильтра ориентирована вертикально, а наружный диаметр горизонтальных участков корпуса соответствует диаметру внутренней полости соединительной муфты. Внутренняя полость корпуса фильтра выполнена сужающейся книзу и сообщена в нижней части с переточным каналом, обеспечивающим сообщение внутреннего трубного пространства насосно-компрессорной трубы с затрубным пространством. Ниже фильтра в корпусе фильтра выполнен канал, проходящий через боковую поверхность соединительной муфты и соединяющий внутреннюю полость корпуса фильтра с затрубным пространством. Над фильтром во внутренней полости соединительной муфты плотно размещен поршень-нож, опирающийся на глухой конец как минимум одной П-образной втулки, установленной горизонтально в сквозном отверстии в боковой поверхности соединительной муфты. Глухой конец П-образной втулки обращен к продольной оси устройства и представляет собой участок внутренней стенки соединительной муфты, выступающий к оси устройства с образованием выступа ступени, на которую опирается поршень-нож. Поршень-нож выполнен полым, а его внутренняя поверхность - конусообразной, сужающейся книзу по направлению к фильтру. Обеспечивается повышение скорости опускания устройства в скважину и подъема устройства из скважины, предотвращение загрязнения окружающей среды при работе устройства. 3 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для гидравлического разрыва пласта (ГРП) в добывающей скважине при наличии попутной и/или подошвенной воды. Способ включает выполнение перфорации в интервале пласта скважины, ориентированной в направлении главного максимального напряжения, спуск колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с пакером в скважину, посадку пакера, проведение ГРП закачиванием гидроразрывной жидкости по колонне НКТ с пакером через интервал перфорации в продуктивный пласт с образованием и последующим креплением трещины в пласте циклической чередующейся закачкой по колонне НКТ жидкости-носителя с проппантом, стравливание давления из скважины, разгерметизацию пакера и извлечение колонны НКТ с пакером из скважины. Для выполнения перфорации в скважину до интервала подошвы пласта спускают гидромеханический перфоратор на колонне НКТ, выполняют пары перфорационных отверстий по периметру скважины от подошвы к кровле пласта со смещением на угол 30° при выполнении каждой пары перфорационных отверстий. После выполнения перфорации колонну НКТ с перфоратором извлекают из скважины, в качестве гидроразрывной жидкости применяют гелированную нефть, определяют общий объем гелированной нефти, производят закачку гелированной нефти по колонне НКТ в интервал пласта с образованием трещины разрыва. Объем гелированной нефти после образования трещины используют в качестве жидкости-носителя в процессе крепления трещины. При этом перед креплением трещины объем оставшейся гелированной нефти делят на две равные части и обе равные части гелированной нефти закачивают в пять циклов чередующимися равными порциями сверхлегкого проппанта фракции 40/80 меш, покрытого водонабухающей резинополимерной композицией концентрацией 600 кг/м3, с наполнителем стекловолокном в количестве от 1 до 1,8% от веса проппанта, со ступенчатым увеличением на 0,2% в каждой порции, и равными порциями проппанта с размером фракции 20/40 меш со ступенчатым увеличением концентрации в каждой порции на 200 кг/м3, начиная от 200 до 800 кг/м3. Причем пятой порцией закачивают RSP-проппант фракции 12/18 меш концентрацией 1000 кг/м3. Технический результат заключается в повышении эффективности изоляции трещины от попутной и подошвенной воды; повышении проводимости трещины и надежности реализации способа; повышении качества крепления призабойной зоны пласта; снижении дополнительных затрат. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин, а именно к устройству для создания перфорационных отверстий. Устройство для прокалывания обсадной трубы в скважине включает корпус (1), установленные последовательно внутри него по меньшей мере два шток-поршня (2) со сквозным гидравлическим каналом, механизм прокалывания, включающий по меньшей мере два прокалывающих инструмента и клин-поршень (5) клинообразной формы, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения под воздействием шток-поршня и воздействия на прокалывающий инструмент (10), и возвратный узел (13), выполненный в виде пружины. Механизм прокалывания дополнительно содержит рабочий цилиндр (7), подпружиненный в нижней части возвратным узлом, а верхней частью взаимодействующий с клином-поршнем, внутри которого размещен перфорационный блок, состоящий из верхней (8) и нижней (9) опор, жестко закрепленных в корпусе, и расположенных между ними прокалывающих инструментов, обращенных тыльными сторонами друг к другу и выполненных с возможностью радиального перемещения при воздействии на них клинообразной частью клина-поршня. По меньшей мере одна боковая поверхность указанного инструмента снабжена направляющим выступом. В боковых стенках рабочего цилиндра выполнены сквозные прорези и по меньшей мере одно сквозное отверстие в виде сужающейся книзу прорези, кромки которой при возвратно-поступательном движении цилиндра контактируют с направляющим выступом прокалывающего инструмента, обеспечивая при этом его выход-вход из перфорационного блока. В боковых стенках корпуса в зоне между прикрепленными к нему верхней и нижней опорами перфорационного блока также выполнены сквозные прорези (18) для выхода сквозь них прокалывающих инструментов. Обеспечивается надежность работы устройства, конструктивное упрощение механизма прокалывания, а также ускорение процесса прокалывания. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин и может быть использовано при строительстве и ремонте скважин различного назначения, в том числе скважин, предназначенных для добычи нефти и газа. Обеспечивает проведение в скважине за одну спуско-подъемную операцию совместно с перфорацией иных технологических работ, в том числе работ, осуществление которых совместно с перфорацией требует подачи рабочей жидкости под перфоратор на оборудование, расположенное в компоновке ниже перфоратора, или в затрубное пространство. Гидромеханический перфоратор для вскрытия эксплуатационной колонны содержит корпус и размещенный в нем рабочий узел с механизмом его инициации, при этом он дополнительно содержит распределительный узел для управления потоком рабочей жидкости, обеспечивающий возможность регулируемой подачи жидкости на рабочий узел перфоратора либо в нижнюю часть перфоратора, минуя рабочий узел. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области бурения и эксплуатации скважин и может быть использована при строительстве и ремонте скважин различного назначения, в том числе скважин, предназначенных для добычи нефти и газа. Обеспечивает сокращение времени на проведение полного комплекса работ, связанных с перфорацией скважин, и сопутствующих работ: фрезерования ствола скважины, шаблонирования скважины, очистки стенок эксплуатационной колонны с помощью скрепера, промывки забоя с помощью пера, а именно проведение комплекса работ за одну спуско-подъемную операцию. Способ включает спуск в скважину на колонне НКТ компоновки, включающей гидромеханический перфоратор, содержащий распределительный узел для управления потоком рабочей жидкости, и инструмент или комбинацию технологического оборудования для проведения необходимых работ в скважине; подачу рабочей жидкости через распределительный узел перфоратора под перфоратор на технологическое оборудование или в низ НКТ в затрубное пространство; проведение с помощью технологического оборудования соответствующих технологических операций; подачу рабочей жидкости через распределительный узел в перфоратор; проведение перфорации; подачу рабочей жидкости через распределительный узел перфоратора повторно на технологическое оборудование или в низ НКТ в затрубное пространство; проведение с помощью технологического оборудования соответствующих технологических операций после перфорации. 20 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для проведения поинтервального кислотного гидроразрыва пласта. Устройство для проведения поинтервального гидроразрыва пласта содержит колонну насосно-компрессорных труб с полым цилиндрическим корпусом, снизу соединенным через хвостовик с пакером. Радиально и жестко в полый цилиндрический корпус установлена полая втулка. Внутри полой втулки с возможностью ограниченного радиального перемещения наружу расположен поршень-пробойник, выполненный под конус, сужающийся наружу, с дросселирующим Г-образным каналом по центру. Причем поршень-пробойник оснащен наружной радиальной канавкой, сообщающейся с дросселирующим Г-образным каналом. Поршень-пробойник подпружинен пружиной внутрь от стакана, жестко зафиксированного в торце полой втулки. При этом в полой втулке выполнен радиальный канал. Причем в исходном положении радиальный и дросселирующий Г-образный каналы герметично отсечены друг от друга, а в рабочем положении вертикальный и дросселирующий Г-образный каналы гидравлически сообщаются между собой посредством радиальной канавки, связывая полость полого цилиндрического корпуса с породой продуктивного коллектора. Причем в верхней части полого цилиндрического корпуса установлен динамический якорь, а под пакером установлен глубинный манометр. Технический результат заключается в повышении эффективности работы устройства при выполнении гидроразрыва пласта. 2 ил.
Наверх