RU2041343C1 - Устройство для обработки продуктивных пластов - Google Patents

Устройство для обработки продуктивных пластов Download PDF

Info

Publication number
RU2041343C1
RU2041343C1 SU4849254A RU2041343C1 RU 2041343 C1 RU2041343 C1 RU 2041343C1 SU 4849254 A SU4849254 A SU 4849254A RU 2041343 C1 RU2041343 C1 RU 2041343C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
pulse
jet
channel
generators
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
В.Е. Алемасов
Э.А. Буторин
Я.И. Кравцов
Р.Х. Муслимов
В.А. Карелин
С.А. Николаев
Б.В. Щитов
Original Assignee
Отдел энергетики Казанского научного центра РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Отдел энергетики Казанского научного центра РАН filed Critical Отдел энергетики Казанского научного центра РАН
Priority to SU4849254 priority Critical patent/RU2041343C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2041343C1 publication Critical patent/RU2041343C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

Изобретение относится к импульсной технологии обработки пласта для повышения его продуктивности, в частности может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Цель изобретения повышение эффективности воздействия рабочего тела (жидкость, газ, парогаз и др.) на продуктивный пласт за счет создания неоднородного волнового поля и расширения области его воздействия на пласт. Устройство в простейшем случае содержит два струйных генератора (Г) импульсов, соединенных транспортным каналом 7. Рабочее тело из раздающего канала 8 подается на вход первого Г через сопло 5 и одновременно в транспортный канал 7 и сопло 6 второго Г. Длина транспортного канала выбирается такой, что обеспечивается смещение по времени подачи импульсных струй из этого Г относительно подачи импульсных струй из первого Г. В результате происходит поочередная подача совокупности импульсных струй рабочего тела в пласт. В одном из вариантов оси выходных патрубков каждого Г находятся в плоскостях, проходящих через продольную ось устройства, и пересекаются под углом 360° / 2m, где m общее число Г. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам импульсного воздействия на пласт для повышения его продуктивности.
Известно изобретение в котором в качестве рабочего агента в скважину закачивают растворитель (соляную кислоту, непредельный керосин и их смеси), продавливаемый затем в пласт с одновременным вибрационным воздействием, осуществляемым пульсацией закачиваемого растворителя за счет прокачки его через вибратор. Устройство состоит из коллектора, который от агрегатов высокой производительности связан с устьевой арматурой. К арматуре на насосно-компрессорных трубах с амортизатором подвешен вибратор, который состоит из ствола, имеющего в стенках тангенциальные щелевые отверстия. На стволе помещается золотник, который может вращаться на шариковых подшипниках. В золотнике имеются также боковые отверстия, расположенные с наклоном в противоположную сторону [1] Недостатком известного устройства является использование вращающегося механического золотника, что значительно снижает его надежность: в условиях забоя скважины не исключается попадание загрязнений в зазор сопряженных поверхностей золотника и ствола вибратора, образование задиров и вследствие этого заклинивание золотника. Недостатком является также низкая эффективность импульсного воздействия из-за отсутствия неоднородностей в поле упругих колебаний за время действия струй, так как при синхронном излучении возникают периодически только симметрично распределенные относительно источников поля колебаний в продуктивном пласте.
Таким образом, рассмотренное выше устройство для импульсного воздействия на продуктивные пласты является сложным, энергонасыщенным и недостаточно надежным, что снижает эффективность и ограничивает возможность его применения в условиях эксплуатации скважин.
Известно также устройство для получения импульсов давления (расхода), заключающееся в том, что рабочее тело (жидкость и др.) пропускают через струйный генератор импульсов, принцип работы которого основан на эффекте прилипания струи рабочего тела к граничной стенке. Это устройство является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и поэтому выбрано в качестве прототипа. Струйное устройство состоит из входного сопла, соединенного с раздающим каналом, и отсекаемыми на выходе перпендикулярно расположенными к нему управляющими каналами, каналов обратной связи, пары рабочих каналов, разделенных клиновидным рассекателем и заканчивающихся выходными патрубками, при этом один из патрубков соединен с заглушенной камерой, другой со струйным эжектором, имеющим отверстия, сообщающие его с заглушенной камерой. Струя рабочего тела, поданная через входное сопло питания, натекая на клиновидный рассекатель, согласно эффекту Коанда прилипает к стенке одного из рабочих каналов в зависимости от всегда существующей разности давлений в управляющих каналах. Проходя по одному из рабочих каналов, часть рабочего тела на выходе из него попадает в струйный эжектор и частично в канал обратной связи, а затем в управляемый канал, рост давления в котором вызывает переброс струи к стенке другого рабочего канала, что приводит к прекращению течения в первом канале, благодаря чему формируется импульс давления (расхода) в пространстве, в которое поступает поток. Проходя по второму рабочему каналу, струя попадает в объем заглушенной камеры, из которого частично уходит по каналу обратной связи и частично инжектируется через струйный инжектор в струю, что будет проходить по первому рабочему каналу после очередного переброса струи. Таким образом, весь цикл описанных операций повторяется [2]
Струйные генераторы импульсов конструктивно просты и высоконадежны, поскольку в них отсутствуют механические движущиеся детали. Они хорошо работают при низких и высоких температурах, при вибрациях и высоких перегрузках и ударных нагрузках. Струйные генераторы не требуют дополнительных источников энергии, поскольку для возбуждения импульсов давления (расхода) используется кинетическая и потенциальная энергия самого потока. Недостатком рассмотренного устройства является низкая эффективность импульсного воздействия из-за отсутствия неоднородностей в поле упругих колебаний за время действия импульса, так как возникает периодически только симметрично распределенные относительно источников поля колебаний в продуктивном пласте.
В то же время известно, что степень неоднородности волнового поля существенно влияет на величину градиента напряженности (деформации) гетерогенной структуры пласта, что в свою очередь способствует разрушению фазовых границ раздела между твердым телом (пластом) и жидкостью (нефтью) или жидкостью (нефтью) и жидкостью (водой и в итоге повышает продуктивность пласта.
Целью изобретения является повышение эффективности воздействия рабочего тела на продуктивный пласт за счет обеспечения неоднородности волнового поля при одновременном расширении области его воздействия на пласт.
Достигается это тем, что устройство для обработки продуктивных пластов, содержащее струйный генератор импульсов с выходными патрубками и входным соплом, соединенным с раздающим каналом, согласно изобретению оно снабжено по крайней мере одним дополнительным струйным генератором с транспортным каналом, при этом дополнительный транспортный канал гидравлически сообщает раздающий канал с дополнительным струйным генератором, причем вход транспортного канала и входное сопло струйного генератора расположены в одной плоскости.
Кроме того, оси выходных патрубков генераторов находятся в плоскостях, проходящих через продольную ось устройства и пересекающихся под углом 360о/2m, где m общее число генераторов.
Транспортные каналы используются в качестве линий задержки для фазового сдвига импульсов дополнительных генераторов. Длины каналов составляют
lik=
Figure 00000002
·L·φ где K порядковый номер генератора;
m общее число генераторов;
L длина линии обратной связи первого генератора, м;
φ коэффициент согласования, учитывающий конструктивное исполнение устройства (тип используемого генератора), в том числе поперечные сечения канала и линии обратной связи, сечения отверстий входа и выхода, кривизну, а также местные сопротивления, коэффициент гидравлического сопротивления и т. п. φ величина, приближающаяся к единице (φ < 1).
Обоснуем сущность предлагаемого устройства на примере двух струйных генераторов импульсов, соединенных транс- портным каналом, а оси выходных патрубков каждого генератора находятся в плоскостях, проходящих через продольную ось устройства и пересекающихся под углом в 90о.
Такое техническое решение соответствует случаю двух пар импульсных струй, направленных перпендикулярно друг другу (одна пара струй формируется первым генератором, другая пара вторым генератором). Обобщение на большее число пар импульсных струй очевидно.
На фиг.1 представлены две пары импульсных струй, направленных радиально от оси скважины и взаимно перпендикулярных друг другу: 1(1) и 2(1) первая пара импульсных струй вдоль обоих направлений оси Y; 1(2) и 2(2) вторая пара импульсных струй вдоль обоих направлений оси Х; на фиг.2 изменение характеристик импульсов давления (расхода) рабочего тела во времени в струях 1(1), 1(2), 2(1) и 2(2). В момент времени (0
Figure 00000003
0
Figure 00000004
где τn время переброса струи из одного рабочего канала струйного генератора в другой рабочий канал, начинается действие импульса 1(1) (первого генератора). В момент времен и
Figure 00000005
Figure 00000006
где Т длительность существования одной импульсной струи, в пласт подается импульс 1(2) (второго генератора). В этот момент времени импульс 1(1) имеет максимальную амплитуду. В момент времени (Т
Figure 00000007
T
Figure 00000008
) подается импульсная струя 2(1) (первого генератора). В этот момент времени амплитуда импульса 1(2) максимальна, а амплитуда 1(1) начинает уменьшаться и к моменту времени (Т + +
Figure 00000009
T +
Figure 00000010
) cтановится равной нулю, при этом амплитуда импульса 2(1) становится максимальной. В момент времени
Figure 00000011
T
Figure 00000012
подается импульсная струя 2(2) (второго генератора). В этот момент времени импульсная струя 2(1) максимальна, а 1(2) начинает уменьшаться и к моменту времени
Figure 00000013
T
Figure 00000014
становится равной нулю, при этом амплитуда 2(2) становится максимальной. В момент времени (2Т
Figure 00000015
2T
Figure 00000016
) вновь подается импульсная струя 1(1), при этом импульс 2(1) начинает уменьшаться и к моменту времени (2Т +
Figure 00000017
2T +
Figure 00000018
) его амплитуда становится максимальной. С момента времени ( Т его амплитуда становится максимальной. С момента времени
Figure 00000019
T
Figure 00000020
) амплитуда импульса 2(2) начинает уменьшаться и спадает до нуля к моменту времени
Figure 00000021
T +
Figure 00000022
) и т.д. цикл повторяется.
Таким образом, в течение временного интервала τ:
Figure 00000023
0
Figure 00000024
< τ ≅
Figure 00000025
Figure 00000026
действует импульс 1(1);
Figure 00000027
Figure 00000028
< τ ≅
Figure 00000029
T
Figure 00000030
1(1) и 1(2);
Figure 00000031
T
Figure 00000032
< τ <
Figure 00000033
T +
Figure 00000034
1(1), 1(2) и 2(1);
Figure 00000035
T +
Figure 00000036
τ ≅
Figure 00000037
T
Figure 00000038
1(2) и 2(1);
Figure 00000039
T
Figure 00000040
< τ <
Figure 00000041
T +
Figure 00000042
1(2), 2(1) и 2(2);
Figure 00000043
T +
Figure 00000044
τ ≅
Figure 00000045
2T
Figure 00000046
2(1) и 2(2);
Figure 00000047
2T
Figure 00000048
< τ <
Figure 00000049
2T +
Figure 00000050
2(1), 2(2) и 1(1);
Figure 00000051
2T +
Figure 00000052
τ ≅
Figure 00000053
T
Figure 00000054
2(2) и 1(1);
Figure 00000055
T +
Figure 00000056
< τ <
Figure 00000057
T +
Figure 00000058
2(2), 1(1) и 1(2) и т.д.
Импульс давления 1(1) распространяется в пласте, создавая поле упругих колебаний, которое в общем случае рассматривается в виде одной продольной и двух поперечных волн, распространяющихся в одном направлении вдоль оси БУ (Лепендин Л. Ф. Акустика. М. Высшая школа, 1978, с. 406-408). Интенсивность поля характеризуется текущей формой импульса. Если в течение действия первого поля упругих колебаний подать в пласт в момент времени (
Figure 00000059
Figure 00000060
) (фиг.2) импульсную струю 1(2), перпендикулярную струю 1(1) (фиг.1), то в пласте появится новое поле упругих колебаний, которое также можно рассматривать в виде одной продольной и двух поперечных волн, распространяющихся в одном направлении вдоль оси ОХ. При этом интенсивность нового поля изменяется в соответствии с текущей формой импульса 1(2) (фиг.2). Поля упругих колебаний, сформированные импульсными струями 1(1) и 1(2), в пласте взаимодействуют между собой.
Если рассматривать взаимодействующие поля как плоские волны, направления распространения которых перпендикулярны друг другу, то имеет место сложение колебаний от пары продольных волн (одна от импульса 1(1), а другая от 1(2) и от пары поперечных волн, в которых колебания (смещения) частиц среды взаимно перпендикулярны и лежат в горизонтальной плоскости пласта (плоскость фиг.1), причем одна поперечная волна от импульса 1(1), а другая от 1(2). Другая пара поперечных волн (одна от 1(1), а другая от 1(2)), в которых колебания направлены вдоль оси скважины (ось ОZ на фиг.1), интерферирует между собой.
Результаты сложения колебаний в продольных волнах, соответствующих импульсам 1(1) и 1(2) в секторе (ХOY) горизонтальной плоскости пласта в течение времени
Figure 00000061
Figure 00000062
< τ ≅
Figure 00000063
T-
Figure 00000064
приведены на фиг.3а. При этом в связи с ростом амплитуды 1(2) результирующие векторы продольных колебаний будут поворачиваться в пространстве по часовой стрелке от оси ОY. Результаты сложения колебаний от пары поперечных волн (соответствующих импульсам 1(1) и 1(2)) в том же секторе (ХОY) горизонтальной плоскости (ХОY) и в том же временном интервале приведены на фиг.3б. При этом в связи с ростом амплитуды импульса 1(2), поперечная компонента которого совершает колебания вдоль оси ОY, результирующие векторы поперечных колебаний будут поворачиваться в пространстве против часовой стрелки от оси ОХ.
Во временном интервале
Figure 00000065
T
Figure 00000066
< τ <
Figure 00000067
T +
Figure 00000068

в пласте распространяются три импульса давления (расхода) 1(1), 1(2) и 2(1). Продольные колебания, вызываемые импульсами 1(2) и 1(1), складываются. То же самое происходит с продольными колебаниями от импульсов 1(2) и 2(1). В результате происходит одновременный поворот по часовой стрелке результирующих векторов в секторах (ХОY) и (ХО-Y) соответственно в связи с уменьшением амплитуды 1(1) и увеличением амплитуды 2(1) (фиг.3а).
Поперечные колебания, вызываемые импульсами 1(1) и 1(2), складываются. То же самое относится к поперечным колебаниям от импульсов 1(2) и 2(1). В результате происходит одновременный поворот результирующих векторов против часовой стрелки в секторах (ХОY) и (УO-Х) cоответственно в связи с уменьшением амплитуды 1(1) и увеличением амплитуды 2(1) (фиг.3б). (Далее необходимо рассмотреть действие импульсов 1(2) и 2(1); 1(2); 2(1) и 2(2) и т.д.).
Аналогичное пространственное распределение результирующих колебаний упругого поля, вызываемых импульсами 1(1), 1(2), 2(1) и 2(2), наблюдается и в другие моменты времени.
В общем случае, поскольку каждый из источников импульсных струй может быть рассмотрен в виде круглого поршневого излучателя (Лепендин Л.Ф. Акустика, М. Высшая школа, 1978, с. 257-259), который дает полярную диаграмму направленности поля, близкую к полусфере, все рассмотренное выше справедливо и к парам импульсных струй (струйным генераторам импульсов), сдвинутым друг относительно друга на меньший, чем π/2, т.е. на угол 360о/2m, где m число пар импульсных струй (общее число генераторов), так как в пределах каждой из диаграмм найдутся направления распространения продольных и поперечных колебаний, перпендикулярные относительно друг друга. При этом импульсных струй должны быть смещены по времени на Т/m, где Т длительность одной импульсной струи, отсюда вытекают и требования к длине каждого транспортного канала:
lik=
Figure 00000069

Таким образом, пласт и содержимое пласта будет подвергаться периодическому воздействию неоднородного упругого поля, что приведет к более высоким градиентам напряженности и соответственно к большим деформациям гетерогенного пласта. Это приведет к более эффективному разрушению фазовых границ раздела между твердым телом (порода) жидкость (нефть) или жидкость (нефть) жидкость (вода) и в конечном итоге к увеличению эффективности нефтеотдачи пласта. Получаемый эффект аналогичен виброволновому гидродинамическому воздействию на пласт, которое способствует увеличению нефтеотдачи (см. Отчет. Научно-исследовательская работа в области создания волнового метода воздействия на пласт через горизонтальные скважины. Т. 1, 1987. ВНТИЦ 02880007562). В то же время в отличие от предлагаемого устройства виброволновое воздействие предусматривает использование в качестве рабочего тела только несжимаемых жидкостей (вода, например), к сам способ недостаточно надежен из-за cложных гидродинамических устройств, реализующих его.
Протяженность области пространства, в которой формируются упругие колебания (волны), составляет ориентировочно 5-10 λ где λ длина волны (Отчет. Научно-исследовательская работа в области создания волнового метода воздействия на пласт через горизонтальные скважины. Том I, 1987. ВНТИЦ 02880007562, с. 78). В свою очередь λ= с/f, где С скорость распространения звука в среде; f частота колебаний.
В области низких частот 100-300 Гц, принимая для продуктивного пласта С 2000 м/c, длина волны колебаний составляет
λ
Figure 00000070
20(7) м
В этом случае протяженность распространения колебаний в пласте (в ближней зоне) составляет десятки и сотни метров, что влияет на процесс вытеснения нефти как в призабойной зоне, так и на значительном пространстве продуктивного пласта и, следовательно, способствует интенсификации процесса и повышению нефтеотдачи пласта.
Учитывая полярную диаграмму направленности упругого поля от каждого из источников импульсных струй можно утверждать, что неоднородность, показанная в горизонтальной плоскости пласта, в общем случае будет иметь объемный характер.
На фиг. 4 изображено устройство в плане; на фиг.5 вид по стрелке Б на фиг.4.
Рассмотрен случай двух струйных генераторов импульсов, оси выходных патрубков которых находятся в плоскостях, проходящих через продольную ось устройства и пересекающихся под углом 90о.
Устройство содержит два струйных генератора импульсов, в которых плоскости размещения осей выходных патрубков 1 и 2 первого генератора и 3 и 4 второго генератора образуют угол пересечения 90о, причем из патрубка 1 вытекает струя 1(1) (фиг. 1-3), из патрубка 2 струя 2(1), из патрубка 3 струя 1(2), из патрубка 4 струя 2(2). Первый генератор соединен с раздающим каналом 8 непосредственно, второй через транспортный канал 7.
Устройство устанавливают на забое скважины, стыкуя предварительно, например, с насосно-компрессорной трубой, по которой поступает пар или вода, или стыкуя с выходным фланцем забойного парогазогенератора. В последнем случае на вход устройства поступает парогаз.
Рассмотрим работу устройства на конкретном примере, взяв при этом за отправную точку отсчета момент времени (0
Figure 00000071
0
Figure 00000072
(фиг.2). Рабочее тело из раздающего канала 8 подают на вход первого струйного генератора импульсов через сопло 5 и одновременно в транспортный канал 7 и сопло 6 второго (дополнительного) генератора. Рабочее тело, поступившее в первый генератор, согласно эффекту Коанда (эффект прилипания струи к граничной стенке) попадает в один из двух рабочих каналов, заканчивающихся либо патрубком 1, либо патрубком 2 (для определенности рассмотрим канал, оканчивающийся патрубком 1), и далее поступает в пласт в виде импульса расхода (давления) (1(1) на фиг.2), создавая в нем поле упругих колебаний при длительности существования (Т) импульсной струи. К моменту времени (
Figure 00000073
Figure 00000074
) амплитуда расхода (давления) в импульсе 1(1) первого генератора достигает максимального значения. Одновременно рабочее тело, пройдя по транспортному каналу 7, поступает на вход второго (дополнительного) струйного генератора через сопло 6. Вы- бирая длину транспортного канала 7 из соотношения l
Figure 00000075
Figure 00000076
где V скорость протекания рабочего тела по транспортному каналу 7, мы обеспечиваем включение в работу второго генератора в момент времени (
Figure 00000077
Figure 00000078
) (1(2) на фиг.2). На основании эффекта Коанда рабочее тело поступает в один из двух рабочих каналов второго генератора, а затем через патрубок 3 или патрубок 4 (для определенности возьмем патрубок 3) в пласт в виде импульса расхода (давления), создавая в нем поле упругих колебаний при длительности существования (Т) импульсной струи. К моменту времени (Т +
Figure 00000079
T +
Figure 00000080
амплитуда импульсной струи 1(1) первого генератора снизится до нуля (1(1) на фиг.2). К этому моменту времени закончится переброс струи рабочего тела в первом генераторе в другой рабочий канал (2(1) на фиг.2), и она из выходного патрубка 2 поступит в пласт, создавая в нем поле упругих колебаний. К моменту времени
Figure 00000081
T +
Figure 00000082
амплитуда импульсной струи 1(2) второго генератора снизится до нуля (1(2) на фиг. 2). К этому моменту закончится переброс струи рабочего тела во втором генераторе в другой рабочий канал 2(2) на фиг.2), и она из выходного патрубка 4 поступит в пласт, создавая в нем поле упругих колебаний. К моменту времени (2 T +
Figure 00000083
2T +
Figure 00000084
амплитуда 2(1) упадет до нуля (2(1) на фиг.2). К этому моменту времени закончится переброс струи рабочего тела в первом генераторе опять в первый рабочий канал. К моменту времени
Figure 00000085
T +
Figure 00000086
амплитуда 2(2) упадет до нуля (2(2) на фиг.2) и т.д. описанный цикл работы повторяется. Причем частота повторения рабочего цикла устройства определя- ется геометрическими характеристиками тракта и режимными параметрами потока рабочего тела.
В значительной мере частота импульсов определяется также типом используемого генератора импульсов. По данным (Струйная автоматика в системах управления /Под ред. Б.В. Орлова. М. Машиностроение, 1975, с. 13, 17-18) генераторы импульсов классифицируются на три вида: генератор импульсов с отрицательной обратной связью, генератор импульсов с объединенными каналами управления и генератор импульсов с повышенной нагрузкой на выходе. При этом частота переключения импульсных струй в этих генераторах зависит от того, на использовании каких аэрогидродинамических эффектов основана работа. В частности, генератор импульсов с объединенными каналами управления построен на базе бистабильного струйного усилителя, управляющие каналы которого объединены в общую линию.
Генератор импульсов с отрицательной обратной связью (на примере которого рассматривается прототип струйного устройства в настоящей заявке и процесс переброски струи рабочего тела в рабочие каналы) также построен на базе бистабильного усилителя, часть выходного сигнала в котором направляется по пассивной цепочке обратной связи через ее каналы в управляющий канал. Генератор импульсов с повышенной нагрузкой, построенный на базе бистабильного усилителя, работает на принципе разрушения вихревой зоны с присоединенной стороны вследствие подъема давления в нагруженном рабочем канале.
Таким образом, каждый из вышеперечисленных типов струйных генераторов импульсов может быть использован в устройстве в зависимости от требуемой частоты импульсного воздействия на пласт.
Следует отметить, что длина линий обратной связи у генераторов с повышенной нагрузкой соизмерима с длиной выходного канала.
Использованные выше величины имеют следующие размерности: l длина транспортного канала, м; V скорость потока рабочего тела в транспортном канале, м/с; Т длительность существования импульсной струи, с; τn время переброса струи из одного рабочего канала струйного генератора в другой рабочий канал (длительность переходного режима), с.
Производительность современных серийно освоенных парогенераторов составляет 1,2-12,5 т/ч пара (см. 1. Обзорная информация. Нефтяная промышленность, ВНИИОЭНГ, ISSN 10340234-1336. Сер. Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений. Бухаленко А.И. и др. Передвижные парогенераторные установки, применяемые в СССР и за рубежом. Вып.9. М. 1988; 2) Глубинные теплогенераторы для повышения нефтеотдачи пластов; Сб. под ред. акад. А.Е. Щейндлина. АН СССР. Институт высоких температур. М. 1983, с. 83).
Для определения размеров устройства будем, например, исходить из производительности 2,5 т/ч или 0,7 кг/с. Используется методика, изложенная в книге В. Н. Дмитриева и В.Г. Градецкого. Основы пневмоавтоматики. М. Машиностроение, 1973, с. 360-361.
При этом получены следующие значения размеров, отнесенных к ширине входного сопла (ао);
а/ао 0,2 аy/aо 0,5 l/ао 10
h/ао 8 аво 1,5 α 24о
Аналогичное обозначение размеров принято авторами книги (см.рис. 75).
Глубина сопла b 3ao выбрана по рекомендации А.В. Рехтен (Струйная техника. М. Машиностроение, 1980, с. 102).
Абсолютно значения размеров при давлении Рвх 7 МПа (пар подается на глубину 500 м, пластовое противодавление равно 5 МПа) и температуре рабочего тела Т 623 К (принята условно) на входе в сопло составляют
ao 10 мм
b 3aо 3 ˙ 10 30 мм
а 0,2 ˙ ао 0,2 ˙ 10 2 мм
ay 0,5˙ ао 0,5 ˙ 10 5 мм
l 10 ˙ аo 10 ˙ 10 100 мм
h 8 ˙ ао 8 ˙ 10 80 мм
ав 1,5 ˙ ао 1,5 ˙ 10 15 мм.
α 24о
Площади сечения сопла (Fc) и рабочих каналов (fк) генератора составляют
Fc ao ˙ b 10 ˙ 30 300 мм2
fк b ˙ ав 30 ˙ 15 450 мм2 (одного)
Скорость рабочего тела в сопле генератора составляет
V
Figure 00000087
Figure 00000088
Figure 00000089
50 м/с где
Figure 00000090
Figure 00000091
0,35 кг/с массовый расход пара через один генератор;
R 4710
Figure 00000092
газовая постоянная пара.
Скорость рабочего тела в рабочих каналах генератора (без учета потерь давления на трение) на установившемся режиме равна:
Vк
Figure 00000093
Figure 00000094
Figure 00000095
32,6 м/с
Устройство размещается в трубе (обсадной колонне) с внутренним диаметром 122 мм, наиболее широко распространенным.
При выборе амплитуды колебаний давления (расхода) струи преследуются цели:
обеспечение возможно большего радиуса воздействия на пласт;
исключение разрушения цементного кольца скважины.
Из опыта промыслового применения виброволнового воздействия следует, что этим условиям удовлетворяет амплитуда колебаний давления, равная, например, 2 МПа (см. Отчет ВНТИЦ 02880007562, Т.1, 1987, с. 76).
Рекомендуемая частота колебаний давления при воздействии на пласт для гидродинамических излучателей составляет 20-130 Гц (см. Отчет ВНТИЦ 02880007562, Т.1, 1987, ч. 121).
Представляется, что элементом, задающим частоту струйного генератора, является линия обратной связи. Поэтому длину этой линии можно взять за основу при выборе длины транспортного канала, который одновременно является линией задержки. На характеристики линии задержки в основном оказывают влияние: ее объем, коэффициент гидравлического сопротивления, условия на границах (вход-выход).
При выбранной геометрии генератора и длительности импульса Т 0,01 c (что соответствует частоте колебаний давления 100 Гц) длина транспортного канала для подачи рабочего тела на вход второго генератора (для обеспечения сдвига работы второго генератора) по времени, равного τ 0,005 с, составляет
l
Figure 00000096
Figure 00000097
Figure 00000098
0,25 м
Размер определен при условии равенства площади транспортного канала площади сопла.
Общая длина устройства составляет 0,5 м.
Приведенный анализ работы устройства может быть обобщен на случай большего числа генераторов. В этом случае длины транспортных каналов выбираются из соотношения:
lik=
Figure 00000099
где k 1,2,3, m порядковый номер генератора; m общее число генераторов; L длина линии обратной связи первого генератора, м; φ коэффициент согласования; φ величина, приближающаяся к единице (φ < 1).
Так, в случае устройства, состоящего из двух генераторов li2= (этот случай подробнейшим образом рассмотрен выше).
В случае трех генераторов:
li2=
Figure 00000101
li3=
Figure 00000102
L·φ Аналогично может быть рассмотрен случай четырех генераторов и т.д. В частном случае плоскости размещения осей выходных патрубков струйных генераторов образуют угол пересечения 360о/2m. Так для устройства, состоящего из двух генераторов, этот угол составляет 90о, в случае трех генераторов 60о и т.д.
Предлагаемое устройство просто в реализации. Использование его для обработки продуктивных пластов позволяет обеспечить высокую надежность процесса воздействия на пласт, увеличить его отдачу и повысить экономичность за счет использования энергии потока рабочего тела для создания импульсного воздействия на пласт.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ, содержащее струйный генератор импульсов с транспортным каналом, выходным патрубком и входным соплом, соединенным с раздающим каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия рабочего тела генератора на продуктивный пласт путем обеспечения неоднородности волнового поля при одновременном расширении области его воздействия на пласт, оно снабжено по крайней мере одним дополнительным струйным генератором с дополнительным транспортным каналом, при этом дополнительный транспортный канал гидравлически сообщает раздающий канал с дополнительным струйным генератором, причем вход дополнительного транспортного канала и входное сопло струйного генератора расположены в одной плоскости.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оси выходных патрубков генераторов находятся в плоскостях, проходящих через продольную ось устройства и пересекающихся под углом 360o/2m, где m оющее число генераторов.
SU4849254 1990-07-03 1990-07-03 Устройство для обработки продуктивных пластов RU2041343C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4849254 RU2041343C1 (ru) 1990-07-03 1990-07-03 Устройство для обработки продуктивных пластов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4849254 RU2041343C1 (ru) 1990-07-03 1990-07-03 Устройство для обработки продуктивных пластов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2041343C1 true RU2041343C1 (ru) 1995-08-09

Family

ID=21526480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4849254 RU2041343C1 (ru) 1990-07-03 1990-07-03 Устройство для обработки продуктивных пластов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2041343C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456438C2 (ru) * 2010-07-21 2012-07-20 Эдуард Афанасьевич Буторин Способ увеличения амплитуды волнового воздействия на продуктивные пласты
RU2575285C2 (ru) * 2013-12-30 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук Устройство комбинированного воздействия на продуктивный пласт и призабойную зону
RU2607563C2 (ru) * 2015-01-23 2017-01-10 Валентин Викторович Шестернин Способ интенсификации добычи углеводородов с применением горизонтальных скважин

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 173171, кл. E 21B 43/27, 1968. *
Струйная автоматика, под ред. В.В.Орлова. - М.: Машиностроение, 1975, с.12-18. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456438C2 (ru) * 2010-07-21 2012-07-20 Эдуард Афанасьевич Буторин Способ увеличения амплитуды волнового воздействия на продуктивные пласты
RU2575285C2 (ru) * 2013-12-30 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук Устройство комбинированного воздействия на продуктивный пласт и призабойную зону
RU2607563C2 (ru) * 2015-01-23 2017-01-10 Валентин Викторович Шестернин Способ интенсификации добычи углеводородов с применением горизонтальных скважин

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102472092B (zh) 用于在地下井中传播压力脉冲的交变流动阻力增大和减小
RU2506127C1 (ru) Способ струйно-акустической дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси и гидродинамический генератор акустических колебаний
Wang et al. Advances in ultrasonic production units for enhanced oil recovery in China
CA1210414A (en) Enhancing liquid jet erosion
US3016066A (en) Fluid oscillator
US5495903A (en) Pulsation nozzle, for self-excited oscillation of a drilling fluid jet stream
US3416487A (en) Method and apparatus for generating and applying sonic energy
Leibovich et al. Amplification and decay of long nonlinear waves
US3050034A (en) Transducer-controlled servomechanism
Han et al. Laminar–turbulent transition in Poiseuille pipe flow subjected to periodic perturbation emanating from the wall. Part 2. Late stage of transition
Raman Using controlled unsteady fluid mass addition
Huang et al. Experimental investigation on the impingement characteristics of a self-excited oscillation pulsed supercritical carbon dioxide jet
RU2634153C1 (ru) Способ кавитационно-гидродинамической микродезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси
Ghanami et al. Fluidic oscillators’ applications, structures and mechanisms–a review
RU2041343C1 (ru) Устройство для обработки продуктивных пластов
WO2014151243A1 (en) Pulse cavitation processor and method of using same
Mullakaev et al. An ultrasonic technology for productivity restoration in low-flow boreholes
WO2022089456A1 (zh) 一种液流空化装置
Abulimiti et al. Study on the impacting performance of a self-excited oscillation pulsed jet nozzle
Wang et al. Experimental and numerical study of the frequency response of a fluidic oscillator for active flow control
RU2399746C1 (ru) Устройство для волновой обработки продуктивных пластов
CN111306828B (zh) 自激励微射流控制多管振荡器
RU77176U1 (ru) Гидродинамический ультразвуковой депарафинизатор насосно-компрессорных труб
US20190084083A1 (en) Advanced back-strike protection process and related devices for water jet guided laser process
RU85581U1 (ru) Устройство для обработки продуктивных пластов

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to a code of a succession state

Ref country code: RU

Ref legal event code: MM4A

Effective date: 20060710