|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Устройство для перфорации скважин, содержащее корпус с камерой, соединенные сверху с канатом, цилиндр с поршнем, расположенные в корпусе так, что надпоршневая полость сообщается с камерой, прокалывающие элементы, установленные с возможностью радиального перемещения, упор, отличающееся тем, что камера установлена в верхней части корпуса и выполнена имплозионной, для этого в верхней ее части выполнены входные окна, сообщающие камеру с внутренним пространством скважины, окна снабжены заглушкой, которая имеет возможность продольного перемещения вдоль камеры из перекрывающего окна состояния в неперекрывающее окна состояния, упор выполнен в виде трубы и жестко установлен вдоль оси перфоратора в нижней его части, а прокалывающие элементы выполнены в виде поршней с пробойниками. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пробойники выполнены конической формы.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Устройство для перфорации скважин, содержащее корпус с камерой, соединенные сверху с канатом, цилиндр с поршнем, расположенные в корпусе так, что надпоршневая полость сообщается с камерой, прокалывающие элементы, установленные с возможностью радиального перемещения, упор, отличающееся тем, что камера установлена в верхней части корпуса и выполнена имплозионной, для этого в верхней ее части выполнены входные окна, сообщающие камеру с внутренним пространством скважины, окна снабжены заглушкой, которая имеет возможность продольного перемещения вдоль камеры из перекрывающего окна состояния в неперекрывающее окна состояния, упор выполнен в виде трубы и жестко установлен вдоль оси перфоратора в нижней его части, а прокалывающие элементы выполнены в виде поршней с пробойниками. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пробойники выполнены конической формы.
Евразийское ои 027491 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. Е21В 43/114 (2006.01)
2017.07.31
(21) Номер заявки 201501005
(22) Дата подачи заявки 2015.10.26
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИН
(43) 2017.04.28
(96) 2015000096 (RU) 2015.10.26
(71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец:
КУЗЯЕВ ЭЛЬМИР САТТАРОВИЧ;
ГОСТЕВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ
(RU)
(74) Представитель:
Голубева Л.П. (RU)
(56) RU-U1-42060
RU-C2-2206707 US-A-3062294
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к строительству и ремонту скважин, и может быть использовано для создания перфорационных каналов в обсадной колонне скважины.
Известен "Перфоратор для скважины" (патент на изобретение RU № 2219331, опубл. 20.12.2003 г.), содержащий корпус, выполненный в виде клина с пазами, основной цилиндр с поршнем и режущий инструмент в виде резцов, установленных в пазы с возможностью перемещения, при этом корпус вверху соединен с канатом, при этом корпус содержит камеру низкого давления, под которой размещены жестко соединенные основной и дополнительный цилиндры, в цилиндры установлены поршни, причем в дополнительном цилиндре поршень снабжен проходным каналом, соединяющим надпоршневую часть основного цилиндра с надпоршневой частью дополнительного цилиндра, поршни между собой жестко соединены и размещены так, что подпоршневая часть цилиндров взаимодействует с внутренним пространством скважины, а цилиндры заполнены жидкостью, между камерой низкого давления и цилиндрами установлены обратный клапан и динамический подпружиненный клапан с внутренним проходным каналом, причем в рабочем положении динамический клапан перекрывает обратный клапан, к поршню же основного цилиндра через шток присоединена опора с радиальными пазами в верхней части, в которые установлены резцы с возможностью перемещения, при этом в зависимости от глубины перфорируемого интервала в корпусе установлено расчетное количество дополнительных цилиндров и поршней и в зависимости от количества перфорируемых участков и количества дополнительных цилиндров камера низкого давления выполнена сборной.
Недостатками устройства является сложность конструкции, что делает прибор не надежным в эксплуатации, а также отсутствие возможности "расхаживания" перфоратора в скважине, что не исключает создания аварийных ситуаций. Под "расхаживанием" понимается перемещение прибора вверх-вниз несколько раз. Известный прибор может сработать в любой момент, что нежелательно. Кроме того, ограниченные возможности прокалывающих элементов перфоратора не позволяет произвести формирование большого количества перфорационных каналов в обсадной колонне за один цикл.
Известен "Перфоратор для скважины" (патент на изобретение RU № 2188307, опубл. 27.08.2002 г.), содержащий корпус, выполненный в виде клина с пазами, цилиндр с поршнем и режущий инструмент в виде резцов, установленных в пазы с возможностью перемещения, причем корпус вверху соединен с канатом, а цилиндр и поршень размещены в корпусе и установлены так, что подпоршневая часть цилиндра взаимодействует с внутренним пространством скважины, в верхней части цилиндра установлен обратный клапан, а цилиндр заполнен жидкостью и образует камеру высокого давления, при этом над цилиндром расположена камера низкого давления, причем между камерами установлен динамический подпружиненный клапан с внутренним проходным каналом, при этом в рабочем положении динамический клапан перекрывает обратный клапан, к поршню же через шток присоединена опора, в верхней части которой имеются радиальные пазы, в которые вставлены резцы с возможностью перемещения, причем в зависимости от количества перфорируемых участков камера низкого давления выполнена сборной.
Недостатками данного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием динамического клапана. Кроме того, жесткость пружины динамического клапана должна подбираться расчетным путем в зависимости от необходимого давления срабатывания, при этом давление срабатывания изменяется в зависимости от глубины, что значительно снижает эффективность работы устройства при перфорировании обсадной колонны на различных глубинах. Также при эксплуатации известного устройства необходимо использование дополнительного оборудования для создания избыточного давления в скважине в процессе ее перфорации, например насосного агрегата ЦА-320.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является перфоратор для скважины (патент на полезную модель RU № 42060, опубл. 20.11.2004), содержащий корпус с камерой, выполненный в виде клина с пазами и соединенный сверху с канатом, цилиндр с поршнем, расположенные в корпусе так, что подпоршневая полость сообщается с внутренним пространством скважины, а надпоршневая полость - с камерой корпуса, расположенной выше цилиндра, опору с радиальными пазами, прокалывающие элементы в виде резцов, установленные с возможностью перемещения в пазы клина и радиальные пазы опоры, причем камера выполнена сборной из верхней и нижней частей, соединенных концентрично с возможностью герметичного осевого перемещения навстречу друг другу, при этом наружная поверхность нижней части камеры дополнительно оснащена самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх, а верхняя часть камеры, сообщающаяся сверху с внутренним пространством скважины, дополнительно оснащена толкателем с конической поверхностью, прижимающей самоуплотняющуюся манжету к стенкам скважины в рабочем положении, причем опора в верхней части снабжена внутренней цилиндрической выборкой под клин и выполнена из расположенных сверху вниз конической, цилиндрической частей и упора, при этом опора дополнительно оснащена якорным узлом, расположенным на ее цилиндрической части с возможностью осевого перемещения и состоящим из подпружиненных внутрь плашек, выполненных с возможностью взаимодействия с конической частью опоры в рабочем положении и соединенных с втулкой, оснащенной поочередно расположенными на ее наружной поверхности пружинными и жесткими центраторами и направляющим штифтом, причем на наружной поверхности цилиндрической части опоры выполнены взаимодействующие с
направляющим штифтом проточки, состоящие из осевых короткой и длинной частей соединенных каналом так, что при осевом возвратно-поступательном перемещении втулки относительно опоры направляющий штифт будет расположен в длинной и короткой осевых частях проточки поочередно.
Недостатком данного устройства является сложность его конструкции, которая за один цикл способна сформировать лишь два диаметрально направленных канала в обсадной колонне скважины.
Технической задачей изобретения является создание простого в изготовлении и надежного в эксплуатации перфоратора, способного сформировать сразу необходимое количество каналов в обсадной колонне скважины за один цикл.
Технический результат заключается в сокращении времени на создание перфорационных каналов в обсадной колонне скважины.
Техническая задача достигается тем, что заявляемое устройство для перфорации скважин содержит корпус с камерой, соединенные сверху с канатом, цилиндр с поршнем, расположенные в корпусе так, что надпоршневая полость сообщается с камерой, прокалывающие элементы, установленные с возможностью радиального перемещения, упор, причем камера закреплена в верхней части перфоратора и выполнена имплозионной, для этого в верхней ее части выполнены входные окна, сообщающие камеру с внутренним пространством скважины, окна снабжены заглушкой, которая имеет возможность продольного перемещения вдоль камеры, упор выполнен в виде трубы и жестко установлен вдоль оси перфоратора в нижней его части, а прокалывающие элементы выполнены в виде поршней с пробойниками.
Предпочтительно пробойники прокалывающих элементов выполнены конической формы.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
камера закреплена в верхней части корпуса перфоратора;
камера выполнена имплозионной;
в верхней части камеры выполнены входные окна, сообщающие камеру с внутренним пространством скважины;
окна снабжены заглушкой;
заглушка выполнена с возможностью продольного перемещения вдоль камеры; упор выполнен в виде трубы;
упор жестко установлен вдоль оси перфоратора в нижней его части; прокалывающие элементы выполнены в виде поршней с пробойниками.
Поэтому можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".
Изобретение может быть изготовлено на стандартном оборудовании, поэтому оно соответствует критерию "промышленная применимость".
Изготовление устройства на канате позволяет провести перфорацию обсадной колонны скважины за счет использования энергии гидравлического удара падающего столба скважинной жидкости, который приводит к радиальному перемещению необходимого количества прокалывающих элементов перфоратора. При этом устройство фиксируется на необходимой глубине скважины посредством стандартной трубы нужной длины для упора устройства на забой скважины. Все это в значительной мере экономит время на процесс установки устройства в скважине, увеличивает надежность эксплуатации и снижает материальные затраты. При проведении патентно-информационных исследований заявляемой совокупности признаков выявлено не было, поэтому можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".
Заявляемое устройство иллюстрируется следующими рисунками.
На фиг. 1 схематично представлено заявляемое устройство в статике. На фиг. 2 схематично представлено заявляемое устройство в динамике.
Заявляемое устройство для перфорации скважин содержит корпус 1 с прокалывающими элементами 2, выполненными в виде поршней 3 с установленными на них пробойниками 4. В верхней части корпуса 1 перфоратора выполнен гидроцилиндр 5 с поршнем 6. Вся внутренняя полость перфоратора заполнена жидкостью (например, маслом). Корпус 1 сверху соединен с имплозионной камерой 7, в верхней части которой выполнены входные окна 8, закрытые заглушкой 9, выполненные с возможностью осевого перемещения. Заглушка 9 представляет собой кольцо, которое удерживается на поверхности имплозион-ной камерой 7 за счет сил трения. Имплозионная камера 7 соединена с канатом 10. Нижняя часть корпуса 1 перфоратора соединена с трубой 11. Устройство производит перфорационные каналы в обсадной колонне 12 скважины.
Работа устройства для перфорации скважин осуществляется следующим образом.
Устройство для перфорации скважин, закрепленное на канате 10, спускают в скважину до упора трубы 11 в ее забой либо в иное препятствие (цементный мост, пакер, якорь). Труба 11 подбирается такой длины, чтобы прокалывающие элементы 2 перфоратора 1 находились на необходимом интервале скважины при их срабатывании. Как только труба 11 ударяется о препятствие, то заглушка 9, по инерции продолжая перемещение вдоль оси имплозионной камеры 7, открывает входные окна 8. Поскольку в им-плозионной камере 7 давление равно атмосферному (р=1 атм.), тогда как давление над ней столба сква
жинной жидкости 13 в зависимости от его высоты может достигать сотен атмосфер, то под действием данного перепада скважинная жидкость 13 с большой скоростью устремляется через входные окна 8 вниз имплозионной камеры 7. При этом перепад давления продолжает ускорять скважинную жидкость 13, и в момент ее встречи с поршнем 6 гидроцилиндра 5 она уже обладает высокой скоростью (до 100 м/с) и значительным ударным импульсом. Кинетическая энергия падающего столба внутри скважинной жидкости 13 переходит в энергию гидроудара, который перемещает поршень 6 гидроцилиндра 5 вдоль оси перфоратора, масло под которым, воздействуя на поршни 3 прокалывающих элементов 2, выталкивает их в радиальном направлении от оси перфоратора, и пробойники 4 производят прокол обсадной колонны 12 скважины, формируя каналы в ней. После перфорации обсадной колонны 12 скважины канат 10 натягивают и прокалывающие элементы 2, в том числе за счет конической формы их пробойников 4, принудительно вталкиваются в исходное положение, и все устройство извлекают из скважины.
Количество прокалывающих элементов 2, устанавливаемых вдоль оси перфоратора направленных под углом друг к другу, определяется требуемым количеством каналов в обсадной колонне скважины в необходимых направлениях от ее оси.
Предлагаемый перфоратор для скважины обладает простой конструкцией, способной сформировать необходимое число каналов в обсадной колонне труб за один цикл. Это позволяет повысить надежность эксплуатации и снизить затраты времени на создание перфорационных каналов в обсадной колонне скважины и, следовательно, сократить материальные затраты.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для перфорации скважин, содержащее корпус с камерой, соединенные сверху с канатом, цилиндр с поршнем, расположенные в корпусе так, что надпоршневая полость сообщается с камерой, прокалывающие элементы, установленные с возможностью радиального перемещения, упор, отличающееся тем, что камера установлена в верхней части корпуса и выполнена имплозионной, для этого в верхней ее части выполнены входные окна, сообщающие камеру с внутренним пространством скважины, окна снабжены заглушкой, которая имеет возможность продольного перемещения вдоль камеры из перекрывающего окна состояния в неперекрывающее окна состояния, упор выполнен в виде трубы и жестко установлен вдоль оси перфоратора в нижней его части, а прокалывающие элементы выполнены в виде поршней с пробойниками.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пробойники выполнены конической формы.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
027491
- 1 -
027491
- 1 -
027491
- 1 -
027491
- 1 -
027491
- 1 -
027491
- 4 -
027491
- 4 -
|
