Гидропескоструйный перфоратор

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(72) Авторы Родионов Вячеслав Иванович Демяненко Николай Александрович Жуков Сергей Борисович Серебренников Антон Валерьевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(57) Гидропескоструйный перфоратор, содержащий корпус с продольным каналом и связанными с каналом наклонно расположенными боковыми отверстиями, в которых закреплены сопла, включающие насадкодержатели со струйными насадками, отличающийся тем, что на корпусе выполнены расположенные зеркально по отношению к наклону соответствующих боковых отверстий плоскости, на которых закреплены сменные твердосплавные площадки для отражения струи абразивной жидкости, при этом насадкодержатели выполнены конусообразной формы, а струйные насадки выполнены из твердосплавного материала и имеют на входе удлиненную коническую часть. 9970 1 2007.12.30 Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для перфорирования скважин гидроабразивной струей направленного действия. Известен гидропескоструйный перфоратор 1, содержащий корпус с продольным каналом и связанные с ним наклонно расположенные боковые отверстия, в которых закреплены сопла, включающие насадкодержатели с твердосплавными струйными насадками. Недостатком этого перфоратора является высокий абразивный износ насадкодержателей, места крепления их в боковых отверстиях и корпуса перфоратора отраженными струями абразивной жидкости при их близком расположении к обсадной колонне, а в противном случае (при удалении среза насадки от обсадной колонны) снижение эффективности перфорации, т.е. уменьшение длины перфорационных каналов в тот же период времени. Дополнительно недостатком является расположение боковых отверстий на одном уровне напротив друг друга, что при ограниченном пространстве обсадной колонны не дает возможности установить в насадкодержатели удлиненные дальнобойные струйные насадки. Это приводит к снижению эффективности перфорации. Известен также перфоратор 2, содержащий корпус с продольным каналом и связанные с ним наклонно расположенные боковые отверстия, в которых закреплены сопла,включающие насадкодержатели с твердосплавными струйными насадками. Недостатком этого перфоратора является то, что место крепления насадкодержателей не удалено от стенки прорезаемой обсадной колонны, так как насадкодержатели с насадками расположены в корпусе и практически не выступают за его пределы. Поэтому даже при наклонном расположении сопел из-за недостатка расстояния для обеспечения отклонения в сторону отраженных от обсадной колонны струй происходит интенсивный абразивный износ корпуса, насадкодержателей и мест их крепления в корпусе, что снижает долговечность работы перфоратора. Удаление корпуса от стенки обсадной колонны приводит к резкому уменьшению разрушающего действия выходящих из сопел гидроабразивных струй и снижению эффективности перфорации. Дополнительно эффективность перфорации снижается из-за расположения сопел напротив друг друга, что при ограниченном пространстве в обсадной колонне не дает возможности установить в насадкодержатели удлиненные дальнобойные струйные насадки. Наиболее близким к предлагаемому является гидропескоструйный перфоратор 3, содержащий корпус с продольным каналом и связанные с ним наклонно расположенные боковые отверстия, в которых закреплены сопла, включающие насадкодержатели с твердосплавными струйными насадками. В этом перфораторе недостатком является интенсивное абразивное разрушение корпуса и мест крепления сопел в боковых отверстиях отраженными струями абразивной жидкости из-за расположения сопел целиком в пределах корпуса перфоратора, и при близком нахождении среза струйных насадок к перфорируемой обсадной колонне не обеспечиваются условия отклонения в сторону от сопел и корпуса отраженных струй абразивной жидкости. В случае удаления среза струйных насадок от обсадной колонны происходит уменьшение разрушающего действия выходящих из струйных насадок гидроабразивных струй и снижение эффективности перфорации. Задачей изобретения является увеличение долговечности работы гидропескоструйного перфоратора за счет отнесения места крепления насадкодержателей от стенки обсадной колонны и направления отраженных струй абразивной жидкости в сторону от насадкодержателей на специальные площадки для отражения струи абразивной жидкости. Также задачей является повышение эффективности перфорации за счет обеспечения условий формирования компактных и дальнобойных струй и расположения среза струйных насадок вблизи стенки перфорируемой обсадной колонны. Поставленная задача достигается тем, что насадкодержатели выполнены конусообразной формы, твердосплавные струйные насадки имеют на входе удлиненную коническую 2 9970 1 2007.12.30 часть, а на корпусе выполнены расположенные зеркально по отношению к наклону соответствующих боковых отверстий плоскости, на которых закреплены сменные площадки для отражения струи абразивной жидкости. Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критериям новизна и существенные отличия предлагаемого решения. На чертеже представлен гидропескоструйный перфоратор, расположенный в обсадной колонне. Гидропескоструйный перфоратор содержит корпус 1 с продольным каналом 2. Наклонно к наружной поверхности корпуса 1 выполнены резьбовые боковые отверстия 3,связанные с продольным каналом 2. В боковые отверстия 3 ввернуты насадкодержатели 4,причем выступающие за пределы корпуса 1 части насадкодержателей выполнены конусообразной формы. В насадкодержателях 4 установлены твердосплавные струйные насадки 5, имеющие на входе удлиненную коническую часть 6. Насадкодержатели 4 и струйные насадки 5 образуют сопла. На наружной поверхности корпуса 1 выполнены плоскости 7,расположенные зеркально по отношению к наклону соответствующих боковых отверстий 3. На плоскостях 7 закреплены сменные площадки для отражения струи абразивной жидкости 8, изготовленные из твердосплавного материала. Сверху в корпус 1 ввернут переводник 9 с седлом 10 под опрессовочный шар, а снизу - хвостовик 11 с рабочим шаром 12. Хвостовик 11 снабжен центрирующими пластинами 13, а корпус 1 - защитными пластинами 14. Гидропескоструйный перфоратор работает следующим образом. Гидропескоструйный перфоратор спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ). В процессе спуска перфоратора на необходимую глубину он центрируется в обсадной колонне пластинами 13, а пластины 14 защищают выступающие за пределы корпуса 1 насадкодержатели 4 от повреждений, так как конусообразная форма насадкодержателей 4 увеличивает их длину, позволяющую, во-первых, приблизить срез струйных насадок 5 к стенке перфорируемой обсадной колонны, а во-вторых, разместить в них струйные насадки 5 с удлиненной конической частью 6. После спуска перфоратора сбрасывают в НКТ рабочий шар 12, который садится в седло хвостовика 11 и перекрывает снизу продольный канал 2. При прокачке абразивной жидкости по НКТ к перфоратору она поступает в продольный канал 2 и далее на вход струйных насадок 5, где в удлиненной конической части 6 происходит постепенный процесс нарастания скорости потока до максимального значения. Жидкость с абразивом, истекая из струйных насадок 5 с высокой скоростью, создает отверстие в обсадной колонне и канал в продуктивном пласте увеличенных размеров, так как удлинение процесса нарастания скорости на входе позволяет сформировать максимально компактные струи абразивной жидкости и получить их наибольшую пробивную способность, повышающую эффективность перфорации. Приближение среза струйных насадок к стенке перфорируемой обсадной колонны также повышает эффективность перфорации. В процессе прорезания обсадной колонны струи абразивной жидкости, истекающие из наклонно расположенных струйных насадок 5, отражаются от стенок под углом, равным углу падения, и попадают на площадки для отражения струи абразивной жидкости 8, расположенные зеркально по отношению к наклону струйных насадок 5. Отраженные абразивные струи воздействуют на твердосплавные площадки для отражения струи абразивной жидкости 8, не повреждая корпус 1. По мере износа площадок для отражения струи абразивной жидкости их заменяют новыми. При этом сохраняется целостность корпуса 1 перфоратора и увеличивается долговечность его работы. Конусообразная форма насадкодержателей 4 позволяет не только сократить до минимума воздействие на них отраженных струй абразивной жидкости, но и за счет удлинения размеров насадкодержателей 4 отнести место их крепления от разрушающего воздействия 3 9970 1 2007.12.30 отраженных струй абразивной жидкости, что также позволяет увеличить долговечность работы перфоратора. Заявляемое техническое решение осуществлено в опытном образце гидропескоструйного перфоратора ПГС-2. По результатам приемочных испытаний гидропескоструйный перфоратор ПГС-2 рекомендован для постановки на серийное производство. В настоящее время изготовлена установочная партия перфораторов ПГС-2, которая проходит промысловые испытания. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию промышленно применимое. Источники информации 1. А.с. СССР 415355, МПК Е 21 В 43/114, 1974. 2. Патент Российской Федерации 2061849, МПК 6 Е 21 В 43/114, 1996. 3. Свидетельство Российской Федерации 18839, МПК 7 Е 21 В 43/114, 2001 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4