RU155729U1 - Устьевой генератор импульсов давления пневматический - Google Patents

Abstract

Устьевой генератор импульсов давления пневматический, состоящий из корпуса с демпферной полостью и воздушным ресивером, внутри которого размещены дифференциальный поршень и подвижная втулка, с возможностью подсоединения к системе подачи сжатого воздуха посредством управляющих пневмоклапанов, отличающийся тем, что корпус генератора выполнен функционально разделенным на выхлопной и сбросной, причем в выхлопном корпусе с демпферной полостью и воздушным ресивером размещен дифференциальный поршень с возможностью открытия выхлопного отверстия, а в сбросном - подвижная втулка с возможностью открытия сбросного отверстия, выполненная также в виде дифференциального поршня, при этом сбросной корпус дополнительно снабжен демпферной полостью и установочным патрубком.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности, к устройствам для импульсного воздействия на призабойную зону пласта скважины с целью увеличения притока пластовой жидкости или для увеличения приемистости в случае использования на нагнетательной скважине.

Известна установка для импульсного воздействия на пласт (1), состоящая из станка-качалки, колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с закрепленным на ней цилиндром, внутри которого размещен плунжер с возможностью осевого перемещения и обратным клапаном, и штанги со штоком, один конец которой связан со станком-качалкой, а другой - с плунжером.

Недостатком данного устройства является необходимость размещения на скважине станка-качалки в качестве силового привода, а также проведение спуско-подъемных операций колонны НКТ с закрепленным на конце исполнительным механизмом, состоящим из цилиндра, плунжера, обратного клапана, штока, и штанги.

Известен скважинный пневматический генератор для импульсного воздействия на призабойную зону пласта, выбранный в качестве прототипа (2), устанавливаемый на устье заполненной жидкостью скважины, состоящий из корпуса с демпферной полостью и воздушным ресивером, внутри корпуса которого размещены дифференциальный поршень и подвижная втулка. Дифференциальный поршень сообщает ресивер с внутренним объемом герметизированной скважины, производя выхлоп в скважину запасенного в ресивере сжатого воздуха, а подвижная втулка через установленный промежуток времени сообщает внутренний объем скважины с выхлопными отверстиями в корпусе. Для подачи и распределения сжатого воздуха генератор снабжен пневматической системой. Последовательность срабатывания дифференциального поршня и подвижной втулки задается управляющими пневмоклапанами.

Данному устройству присущи недостатки, вытекающие из его конструкции. В процессе работы, после выхлопа сжатого воздуха в скважину, дифференциальный поршень займет верхнее положение, находясь в некотором равновесии под действием сил от давления в демпферной полости, действующих на его верхний фланец. Для сброса давления из скважины подвижная втулка генератора резко переместится вверх, где тормозится нижним фланцем дифференциального поршня. При этом происходит соударение этих частей, что приводит к преждевременному износу уплотнения в месте посадки нижнего фланца поршня в седло, выполненное в верхней части подвижной втулки. Также недостатком является то обстоятельство, что монтаж генератора на устье скважины производится после снятия фонтанной арматуры и подъема насосно-компрессорных труб. Это сужает эксплуатационные возможности устройства, т.к. в некоторых случаях возможен фонтанный выброс нефти после импульсной обработки, что исключает проведение работ без фонтанной арматуры.

Техническим результатом является повышение надежности устройства для импульсного воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП) за счет исключения соударения поршня и подвижной втулки при работе с одновременным расширением его эксплуатационных возможностей.

Указанный технический результат достигается тем, что в генераторе известной конструкции, состоящем из корпуса с демпферной полостью и воздушным ресивером, внутри корпуса которого размещены дифференциальный поршень с возможностью открытия выхлопного отверстия в корпусе, и подвижная втулка с возможностью открытия выхлопных окон корпуса, системы подачи сжатого воздуха и управляющих пневмоклапанов, корпус генератора выполнен функционально разделенным на выхлопной (для выхлопа сжатого воздуха в скважину) и сбросной (для сброса давления из скважины), причем в выхлопном корпусе с демпферной полостью и воздушным ресивером размещен дифференциальный поршень с возможностью открытия отверстия для выхлопа воздуха в скважину, а в сбросном - подвижная втулка с возможностью открытия сбросного отверстия для сброса давления воздуха из скважины, выполненная также в виде дифференциального поршня, при этом сбросной корпус дополнительно снабжен демпферной полостью и установочным патрубком.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая полезная модель отличается тем, что имеет два корпуса - выхлопной и сбросной, с сохранением всех функциональных узлов, присущих прототипу, причем подвижная втулка генератора, служащая для открытия сбросного отверстия, в заявляемой конструкции выполнена в виде дифференциального поршня, а сбросной корпус дополнительно снабжен демпферной полостью и установочным патрубком. Таким образом, заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна». Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области, т.е. нефтегазодобывающей промышленности, и смежных областях (невзрывные источники для сейсморазведки, источники для восстановления производительности водозаборных и геотехнологических скважин), позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой полезной модели, и признать заявляемое решение соответствующим критерию «существенные отличия».

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан вид устройства в исходном положении, на фиг. 2 - в момент выхлопа воздуха в скважину, на фиг. 3 - в момент сброса давления из скважины.

Предлагаемая полезная модель - устьевой генератор импульсов давления пневматический (фиг. 1) состоит из выхлопного 1 и сбросного 2 корпусов. В корпусе 1 находится дифференциальный поршень 3 с возможностью открытия выхлопного отверстия 4, и выполнены демпферная полость 5 и воздушный ресивер 6. В поршне 3 имеется кольцевая полость 7, сообщающаяся с ресивером 6 через отверстие 8. Сквозной центральный канал 9 в поршне предназначен для заполнения скважины жидкостью перед работой генератора. Сбросной корпус 2 имеет патрубок 10 для установки на устье скважины, внутри корпуса выполнена демпферная полость 11, и размещен дифференциальный поршень 12 с возможностью открытия сбросного отверстия 13. Поршень 12 имеет центральную 14 и сообщающуюся с ней кольцевую полости. Сжатый воздух для работы генератора подается от системы подачи сжатого воздуха, состоящей из воздушных рукавов, источника сжатого воздуха 16 и редуктора 17. Управляющие пневмоклапаны 18 и 19 обеспечивают последовательное срабатывание поршней генератора, Подвижные соединения генератора имеют уплотнения на резиновых 20 и фторопластовых 21 кольцах.

Предлагаемая полезная модель - устьевой генератор импульсов давления пневматический - работает следующим образом. После установки его выхлопного и сбросного корпусов на боковых отводах устьевой арматуры скважины сжатый газ, например, воздух, от источника 16 через редуктор 17 под некоторым давлением, например, 0,5…1,0 МПа, подают в демпферные полости 5 и 11, вследствие чего поршни 3 и 12 займут исходное положение (фиг. 1). Сжатым воздухом под высоким давлением, например, до 20 МПа, заполняют ресивер 6 (при этом через отверстие 8 заполняется кольцевая полость 7 поршня 3), и центральную полость 14 поршня 12 (при этом заполняется его кольцевая полость 15). Скважину через канал 9 заполняют жидкостью, например, водой. Для производства выхлопа сжатого воздуха через управляющий пневмоклапан 18 подают сжатый воздух под плечико поршня 3. Поршень сдвинется от исходного положения, сжатый воздух из кольцевой полости 7 начинает поступать в образовавшийся зазор и резко отбрасывает поршень в крайнее положение (фиг. 2). При этом открывается выхлопное отверстие 4, и сжатый воздух из ресивера 6 устремляется в заполненную жидкостью скважину, сжимая столб скважинной жидкости. В момент максимального понижения уровня жидкости сжатый воздух через управляющий пневмоклапан 19 подают под плечико поршня 12. Поршень отходит от исходного положения, вследствие этого сжатый воздух из кольцевой полости 15 поршня поступает в образовавшийся зазор и резко отбрасывает поршень в крайнее положение (фиг. 3). Через открывшееся сбросное отверстие 13 сжатый воздух из скважины устремляется наружу. С этого момента уровень скважинной жидкости начинает подниматься, запасенная в ней потенциальная энергия разгоняет столб жидкости, и часть жидкости вместе с воздухом выбрасывается через открытое сбросное отверстие 13. Давление на устье падает, и дифференциальные поршни 3 и 12 под действием давления в своих демпферных полостях 5 и 11 занимают исходное положение (перед этим воздух из-под их плечиков, вначале из-под поршня 3, затем из-под поршня 12, сбрасывается наружу через управляющие пневмоклапаны).

Динамическое сжатие столба скважинной жидкости со стороны устья с последующим резким сбросом давления в момент максимального понижения ее уровня приводит к интенсивным колебаниям на забое, изменяющим состояние призабойной зоны - восстановлению естественной проницаемости коллектора, нарушенной при бурении скважины, или же, при ее длительной эксплуатации, к ухудшению коллекторских свойств пласта из-за заноса частиц кольматанта.

Устранение соударения поршней при работе генератора заявляемой конструкции повышает надежность его работы и увеличивает межремонтный период. Разделение корпуса на два отдельных узла, не связанных между собой кинематически, позволяет устанавливать генератор на стандартное устьевое оборудование: крестовину, фонтанную арматуру. Это дает возможность, при использовании имеющихся в комплекте такого оборудования штатных задвижек, проводить импульсную обработку даже при возможном фонтанировании скважины в результате этой работы.

Возможность работы со спущенными в скважину НКТ повышает производительность, т.к. в при этом можно провести весь комплекс работ, включающий также промывку скважины до и после импульсного воздействия, без дополнительного подъема и спуска НКТ.

Наличие в конструкции генератора отдельного сбросного корпуса позволяет заменить радиальные сбросные отверстия, имеющиеся в генераторе известной конструкции, выбранного в качестве прототипа, на отверстие в торце корпуса, что дает возможность устранить разлет скважинной жидкости при работе генератора, присоединив к сбросному отверстию герметичную емкость, и тем самым устранить загрязнение прискважинной территории.

Таким образом, применение предлагаемой полезной модели - устьевого генератора импульсов давления пневматического, обладающего большей надежностью, чем у прототипа, позволяет к тому же существенно расширить его эксплуатационные возможности и повысить потребительские свойства.

Функциональное разделение корпусов на выхлопной и сбросной позволяет, при наличии нескольких установочных патрубков на устьевой арматуре, установить несколько сбросных корпусов, что приведет к увеличению интенсивности импульсного воздействия за счет более резкого сброса давления с устья, т.к. при этом увеличивается площадь сечения, через которое выходит сбрасываемый воздух.

Claims (1)

1. Устьевой генератор импульсов давления пневматический, состоящий из корпуса с демпферной полостью и воздушным ресивером, внутри которого размещены дифференциальный поршень и подвижная втулка, с возможностью подсоединения к системе подачи сжатого воздуха посредством управляющих пневмоклапанов, отличающийся тем, что корпус генератора выполнен функционально разделенным на выхлопной и сбросной, причем в выхлопном корпусе с демпферной полостью и воздушным ресивером размещен дифференциальный поршень с возможностью открытия выхлопного отверстия, а в сбросном - подвижная втулка с возможностью открытия сбросного отверстия, выполненная также в виде дифференциального поршня, при этом сбросной корпус дополнительно снабжен демпферной полостью и установочным патрубком.

   

Images