Свердловинний гідроперфоратор

Скважинный гидроперфоратор, со держащий трубчатые рабочие органы, расположенные в цилиндрическом перфорированном контейнере, спускаемом на штангах внутрь колонны насосно компрессорных труб, в нижней части которой установлено опорное кольцо, сальниковые обоймы, уплотняющие рабочие органы, каждый из которых имеет сопло, размещенное на выдвигаемом конце, а на другом его конце выполнено боковое отверстие для ввода рабочей жидкости и установлен ограничитель выдвижения, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что контейнер выполнен с внешним кольцевым опорным выступом, делящим его на две части, на нижней из которых на ее боковой поверхности установлены сальниковые обоймы с возможностью расположения ниже торца колонны НКТ после посадки на опорное кольцо, а верхняя перфорирована, при этом расстояние между боковыми входными отверстиями рабочих органов и ограничителями их выдвижения превышают толщину сальниковых уплотнений. Винахід належить до гірничої справи, зокрема, свердловинних пристроїв, за допомогою яких можуть створюватись радіальні дренажні канали в пласті навколо свердловини під час її підготовки до експлуатації покладів нафти, бітумів, сірки, що видобувається методом її підземного плавлення, а також при видобутку Інших корисних копалин, що видобуваються шляхом їх вилучення через свердловини. відомий свердловинний гідроперфоратор з висувним гнучким робочим органом, механізм висування якого виконаний у вигляді гідропоршневої системи; гнучкий робочий орган, що закріплений у поршні, під дією тиску робочої рідини, що нагнітається, вигинається відхилювачем, переводиться з вертикального в горизонтальне положення і спрямовує в стінку свердловини торцеве сопло, а струмінь рідини, що витікає з нього під високим тиском, руйнує породу пласта [1] Одночасно Із продовженням каналу гнучкий робочий орган просувається в нього, підводячи сопло до торця каналу. Недоліком такого гідроперфоратора є його низька продуктивність, що пов'язане з тим, що він обладнаний лише одним робочим органом ї за один робочий цикл за допомогою такого гідроперфоратора утворюється лише один канап. Пдроструменевий розмив другого І наступних каналів можливий тільки о 6543 після вилучення робочого органу з пласта, роботи насосних агрегатів, що закачують розвороту на певний кут колони насосноробочу рідину в той час. коли створення какомпресорних труб (НКТ) чи її підйому (спуналів вже закінчено. ску) на новий Інтервал перфорації. Винахід націлений на підвищення Відомий також свердловинний 5 продуктивності роботи гідроперфоратора за гідроперфоратор, в якому гнучкий робочий рахунок збільшення кількості автономних орган з соплом на кінці загерметизований у робочих органів та боротьби з непродуктиввихідній частині каналу відхилювана еланими витратами робочої рідини. стичним кільцем, що ущільнює з можливістю Це досягається за рахунок того, що в повздовжнього переміщення робочий орган 10 свердловинному багзтосопловому гідропервідносно порожнини колони НКТ [2]. Такий форатор! кожний робочий орган висувається апарат містить відхилювач, закріплений на автономно, незалежно від висування Інших кінці колони НКТ, гнучкий робочий орган з робочих органів; після висування кожного соплом на одному КІНЦІ та отвором для входу робочого органу на максимальну його доробочої рідини І обмежувачем його висуван- 15 вжину його сопло автоматично закривається ня на другому кінці. і припиняється поступлення робочої рідини, Недоліком такого відомого гідропер- як а в цьому випадку корисно вифоратора також є його низька продуктивність, користовується на розмив каналів соплами що пов'язано з тим, що він обладнаний лише тих робочих органів, які ще не висунуті до одним робочим органом І передбачає 20 максимального положення. Такий стан застворення одного каналу за один робочий цикл. безпечується за рахунок того, що бічний БІЛЬШ продуктивним є відомий пристрій для отвір для входу робочої рідини в порожнину утворення каналів у гірських породах, в якому робочого органу розміщено на такій відстані вміщено три робочих органи, 25 від обмежувача висування, яка перевищує з'єднаних у спільну рухому систему товщину сальникового ущільнення, котрим регулятором швидкості висування. В цьому герметизується робочий орган. В цьому виперфораторі використано відхилювач з падку після закінчення розмиву каналу трьома направляючими, Індивідуальна для бічний вхідний отвір входить у сальникове кожного робочого органа гідропоршнева си- ЗО ущільнення І надходження рідини в робочий стема робочого ходу та спільний для трьох орган припиняється, він закривається і робочих органів гідропривід повернення [3]. утримується обмежувачем висунення, що Однак, незважаючи на можливість упирається у корпус сальника. Після "замистворення відразу трьох за один робочий кання" останнього робочого органу тиск в цикл каналів, цей пристрій має кілька 35 колоні НКТ піднімається до значення, до суттєвих недоліків, що знижують його якого відрегульовано запобіжний клапан продуктивність, а саме: лінії нагнітання рідини у свердловину. Мо-об'єднані в спільну рухому систему три мент спрацьовування цього клапану є сигнаробочі органи висуваються в пласт Із лом про закінчення робочого циклу. швидкістю, що обумовлена найменшою 40 Збільшення кількості робочих органів швидкістю розмиву породи тим соплом, що досягається за рахунок того, що в зустріло на своєму шляху найбільш тверді запропонованому гідроперфораторі усі породи. В такому випадку цей робочий орган розташовані в контейнері, що опускається, непродуктивно затримує Інші два робочі робочі органи скеровуються в бічну стінку органи, не дозволяючи їм висуватись у вже 45 свердловини без проходження через похилі створені канали. Зрозуміло, що і витікаюча з пази відхилювачів. Робочі органи двох соплових отворів рідина втрачається без герметизовано на бічній поверхні нижньої корисного результату; частини контейнера сальниковими - в цьому пристрою не передбачена ущі льнювачами, чим забезпечується можливість отримання гідравлічного сигна- 50 рівномірний розподіл на бічній поверхні лу про момент закінчення створення каналів контейнера великої КІЛЬКОС ТІ робочих (про висування робочих органів на макси- органів. Контейнер поділено на дві частини мально можливу відстань). Визначити момент зовнішнім кільцевим виступом 1 під час дозакінчення розмиву каналів можливо тільки тику останнього до опорного кільця колони шляхом опущення в середину КНТ на 55 дроті НКТ нижня частина контейнеру з встановлевантажу (керуючого клапану) до його зупинки на ними в його сальникових ущільнювачах поршні повернення гідросистеми, що, по- робочими органами виходить за межі колони перше, вимагає витрат часу, особливо при НКТ, розташовуючись нижче її кінця. роботі на великих глибинах, а по-друге, Компактне розміщення великої КІЛЬКОСТІ. призводить до непродуктивної робочих органів у контейнері досягається також І за рахунок того, що вони можуть бути 6543 розта шован і як вище сальн иковог о Опускають у свердловину колону 1 НКТ ущільнювача (соплом вниз) у верхній частині (фіг, 2J з опорним кільцем 13, закріпленим на її контейнера, так І нижче сальникового нижньому кінці. Фіксують колону 1 на ущільнювача (соплом догори) в його нижній ве рх нь ом у фланц і обс а ди о ї ко ло ни 5 частині. свердловини. В середину колони 1 за допоВиконання верхньої частини контей- могою штанги 2 опускають (фіг. 1) контейнер до неру перфорованою забезпечує захист со- зупинки кільцевого виступу 5 нз опорному пел від закупорки шламом, оскільки ця кільці 13 колони 1. При цьому нижня частина 6 перфорація відіграє роль фільтру робочої контейнера розміщусться ни-10 жче кінця рідини. Діаметр кожного з перфораційних колони 1 І сальников! ущільнювачі 8, отворів контейнера виконується меншим від встановлені на бічній поверхні нижньої діаметра сопла, але їх загальна кількість (су- частини 6 контейнера з герметизованими в них марна площа) забезпечує таку проник- робочими органами 9, зупиняються проти ливість фільтру, що набагато перевищує запланованих для гідро перпроникливість порожнин усіх разом робочих 15 фораційної обробки інтервалів пласта, органів. Піднімають контейнер на 0,5.. . 0, 1 м, Наявність кільцевого виступу в середній промивають колону 1 з штангами 2, подаючи частині контейнера в сукупності з опорним воду в колону 1. Вода під час промивання кільцем, що встановлено в нижній частині колони 1 проходить між контейнером І колони НКТ, а також з опущеною з поверхи! 20 стінкою колони 1, після чого по отвору між штангою, яка закріплена на верхню кришку кільцем 13 та контейнером надходить у контейнера, забезпечує мо жливість свердловину. промивки колони НКТ і вибою свердловини Після півгодинного промивання допуяк після монтажу гідроперфоратора, так І по скають штангу 2 донизу до yr- ,jy виступу 5 закінченні процесу створення каналів. 25 на опорне кільце 13, притискаючи контейТаким чином, запропоновані конструкнер до кільця 13 вагою штанги 2, після чого тивні елементи свердловинного гідроперрозпочинають проходку перфораційних кафоратора є новими, невідомими в існуючих налів в пласті. Для цього нагнітають в колону аналогічних технічних рішеннях, взаємо1 робочу рідину (РР) - цо може бути пов'язаними і суттєвими для досягнення ЗО мінералізована пластова вода, водні спільної мети - підвищення продуктивності розчини солей, кислот, полімерів, ПАР, тороботи апарату. що. На фіг. 1 наведено розріз контейнеру РР, що нагнітають в колону 1, входить в гідроперфоратора, що опускається; на фіг. 2 порожнину контейнера крізь отвори 7 -схема його розміщення в колоні НКТ перед 35 верхньої частини 4 контейнера і далі початком роботи під час проведення потрапляє в порожнину робочих органів 9 промивки колони; на фіг. З - гідроперчерез їх бічні отвори 12. Струмені РР, що форатор у робочому положенні на стадії витікають під високим тиском з сопел 10, створення каналів у пласті. руйнують породу пласта. Із збільшенням доПдроперфоратор складається з контей- 40 вжини каналів робочі органи 9 тиском РР нера (фіг. 1), що опускають у колону 1 НКТ висуваються з контейнера І входять о пласт. (фіг. 2, 3) на штанзі 2, що закріплена до Таким шляхом можуть бути одержані кришки 3 (фіг. 1) верхньої 4 частини контейперфораційні кзнзли значної довжини, яка нера. Зовнішній кільцевий виступ 5 поділяє зумовлена довжиною робочих органів 9, а контейнер на верхню 4 І нижню 6 частини, 45 саме: відстанню від сопла 10 до бічного при цьому верхня 4 частина контейнеру має вхідного отвору 12. перфораційні отвори 7, а нижня 6 частина Опір руйнуванню породм пласта може обладнана сальниковими ущільнювачами 8, значно змінюватись навіть на невеликих встановленими на її бічній поверхні. ділянках. Так, наприклад, для пласта Розміщені в контейнері робочі органи 9 ма- 50 сірчаної руди швидкість проходки каналу бують на висувному кінці сопла 10, а на Іншому де вищою на ділянках з більшим вмістом - обмежувачі висунення 11 і бічні отвори 12 сірки, що набагато легше П ІДДО& ТЬСЙ для входу робочої рідини в порожнину ^розмиву, ніж більш тверді вапнякові породи, робочих органів 9. Відстань між отвором 12 Вміст сірки в межах родовища може І обмежувачем висунення 11 перевищує тов- 55 змінюватись від 10% до 60%. В цих умовах щину сальникового ущільнення 8. На нижньзавжди один з робочих органів 9, навіть при ому кінці колони 1 НКТ встановлено опорне їх однаковій довжині, раніше від Інших кільце 13. закінчить проходку каналу і його бічний Працює свердловинний гідроперфоотвір 12 наблизиться до сальникового ратор наступним чином. ущільнювача 8 та ввійде в нього. Попадання 6543 8 рідини в цей робочий орган 9 припиниться І робочі органи 9 в початкове положення в витрати РР з контейнера будуть корисно висередині контейнеру та опускають контейкористовуватись на формування струменів нер в свердловину. Розташування нових касоплами 10 тих робочих органів 9, які ще налів може регулюватися глибиною спуску продовжують руйнування породи. 5 колони 1 з опорним кільцем 13 або поПісля закінчення проходки останнього воротом контейнера. каналу тиск РР в контейнері t колон! 1 зросте Техніко-економічні переваги запроподо граничного значення, що викликає нованого багатосоплового Пдроперфоспрацьовування запоб іжного клапану ратора полягають у підвищенні нагнітально ї лін і ї, підключено ї до 10 продуктивнос ті прац і при гідро п є рсвердловини. При одержанні цього сигналу фораційних обробках свердловин, а також у про закінчення робочого циклу, нагнітання зменшенні експлуатаційних витрат на РР прининяють і, піднявши штангою 2 коннагнітання робочої рідини. Це забезпетейнер в колоні 1 на 0,5...0,1 метрів, чується за рахунок автономності висування промивають вибій свердловини від шла- 15 робочих органів, автоматичного припиненму. ня розходу РР крізь сопла робочих органів При необхідності робочий цикл може попри закінченні проходки каналів, а також за вторюватись, для цього піднімають контейрахунок одержання гідравлічного сигналу нер на поверхню, знову встановлюють про закінчення робочого циклу. 2 Фіг. І іі 6543 й 7 оо оо оо N. о в оо о в о о о о о о о о s 0© оо о о ов о о оО із б оо о о 8 Фіг.2 Упорядник Р.Лобода Замовлення 633 Фіг.З Техред М.Моргентал Коректор Л. Пилипенко Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо*видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101