RU2099516C1 - Device for hydrodynamic stimulation of bottom-hole formation zone (versions) - Google Patents
Device for hydrodynamic stimulation of bottom-hole formation zone (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2099516C1 RU2099516C1 RU95118984A RU95118984A RU2099516C1 RU 2099516 C1 RU2099516 C1 RU 2099516C1 RU 95118984 A RU95118984 A RU 95118984A RU 95118984 A RU95118984 A RU 95118984A RU 2099516 C1 RU2099516 C1 RU 2099516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- slider
- glass
- piston
- rod
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для стимулирования дебита промысловых скважин путем воздействия на продуктивный пласт управляемыми с поверхности гидравлическими импульсами большой эффективности с целью его пропускной способности. The invention relates to equipment for the oil and gas industry and is intended to stimulate the production rate of production wells by exposing the formation to surface hydraulic pulses of high efficiency with a view to its throughput.
Известно устройство для проведения гидроударов на призабойную зону пласта, например [1] содержащее связанный с колонной труб полый корпус с пазами и радиальными каналами с размещенной в нем подпружиненной втулкой, в кольцевой полости которой установлен подпружиненный кольцевой поршень с пазами под стопор, образующий в кольцевой полости надпоршневую часть, соединенную с внутритрубным пространством выше подпружиненной втулки и подпоршневую часть, соединенную с внутритрубным пространством ниже подпружиненной втулки. При этом втулка выполнена в виде стакана, а стопор в виде шарикового замка. В другом исполнении устройства в днище втулки дополнительно образовано сквозное осевое отверстие с седлом для шарикового клапана. A device is known for conducting water hammering on the bottom-hole formation zone, for example [1] comprising a hollow body connected to the pipe string with grooves and radial channels with a spring-loaded sleeve located in it, in the annular cavity of which there is a spring-loaded annular piston with grooves for the stopper forming in the annular cavity nadpiston part connected to the in-tube space above the spring sleeve and podpiston part connected to the in-tube space below the spring sleeve. In this case, the sleeve is made in the form of a glass, and the stopper is in the form of a ball lock. In another embodiment of the device, a through axial hole with a seat for the ball valve is additionally formed in the bottom of the sleeve.
Недостатком данного устройства является малая интенсивность формируемого с его помощью гидравлического импульса. Энергия импульса определяется максимальным давлением столба жидкости, расположенного в скважине выше втулки устройства. Это давление тем больше, чем выше жесткость тарированной пружины и чем меньше площадь кольцевого поршня. При ограниченных поперечных размерах скважины обеспечить значительную жесткость пружины конструктивно невозможно. Возможность уменьшения подачи кольцевого поршня тоже ограничена в связи с необходимостью образования в его теле канавок для стопора и эластичных уплотнений. Вследствие этого сдвиг поршня и втулки происходит при сравнительно малом давлении жидкости в верхней части скважины, чем определяет малую интенсивность гидравлического импульса. The disadvantage of this device is the low intensity generated by using a hydraulic pulse. The pulse energy is determined by the maximum pressure of the liquid column located in the well above the sleeve of the device. This pressure is greater, the higher the stiffness of the calibrated spring and the smaller the area of the annular piston. With limited lateral dimensions of the well, it is structurally impossible to provide significant spring stiffness. The possibility of reducing the supply of the annular piston is also limited due to the need to form grooves for the stopper and elastic seals in its body. As a result of this, the shift of the piston and the sleeve occurs at a relatively low pressure of the fluid in the upper part of the well, which determines the low intensity of the hydraulic pulse.
Другим недостатком упомянутого устройства является наличие поворотов и дробления импульсного потока при истечении его из корпуса в нижнюю часть скважины. Это приводит к существенному уменьшению энергии импульса вследствие гидравлических потерь. Недостатком устройства является также отсутствие в его конструкции средств регулирования энергии, что снижает эффективность использования устройства в различных горно-геологических условиях. Another disadvantage of the said device is the presence of rotations and crushing of the pulse flow when it flows from the body to the lower part of the well. This leads to a significant decrease in pulse energy due to hydraulic losses. A disadvantage of the device is the lack of energy control means in its design, which reduces the efficiency of using the device in various mining and geological conditions.
В качестве прототипа выбрано устройство [2] для волнового воздействия на залежь, наиболее близкое к заявляемому по технической сущности. Известное изобретение заключается в ударном воздействии на залежь падающим грузом, при этом в устройстве, включающем груз, подъемный механизм, связанный с грузом, траверсу с захватными элементами и скрепленный со скважиной прерыватель, груз для нанесения ударов выполнен в виде заполненных тяжелой жидкостью бурильных труб, имеющих ловильную головку в верхней, и сливной клапан с болванкой в нижней части. При этом прерыватель тросами связи связан со скважиной и выполнен в виде стакана с фиксаторами, а взаимодействующие с ним захватные элементы снабжены проточками под фиксаторы и имеют наклонные рабочие поверхности. В отличие от выше описанного, это устройство обладает высокой интенсивностью воздействия на призабойный пласт, т.к. масса и высота падения груза значительны по величине. Эффективность ударного воздействия на пласт также высока, т. к. удары наносятся непосредственно по породе. Изменением длины тросов, связывающих прерыватель со скважиной, можно менять высоту подъема груза и тем самым регулировать энергию удара по наковальне, изменяя эффективность динамического воздействия на породу. Это расширяет возможности устройства в различных горно-геологических условиях. As a prototype, the device [2] was selected for wave action on the reservoir, which is closest to the claimed technical essence. The known invention consists in impact on the reservoir with a falling load, while in a device including a load, a lifting mechanism associated with the load, a crosshead with gripping elements and a breaker fastened to the well, the load for striking is made in the form of drill pipes filled with heavy fluid having a fishing head at the top, and a drain valve with a blank at the bottom. In this case, the breaker is connected by a communication cable to the well and is made in the form of a glass with clamps, and the gripping elements interacting with it are provided with grooves for the clamps and have inclined working surfaces. In contrast to the above, this device has a high intensity of impact on the bottom hole, because the mass and height of the load fall are significant. The effectiveness of the impact on the reservoir is also high, because the blows are applied directly to the rock. By changing the length of the cables connecting the breaker to the well, it is possible to change the height of the load and thereby control the energy of impact on the anvil, changing the effectiveness of the dynamic impact on the rock. This extends the capabilities of the device in various mining and geological conditions.
К недостаткам прототипа относится чрезмерная громоздкость и связанная с этим трудоемкость его эксплуатации и обслуживания, а также невозможность изменения точки удара по высоте скважины, вследствие чего устройство эффективно только тогда, когда нефтенасыщенный пласт непосредственно прилегает к забою скважины. В других случаях воздействие на пласт, несмотря на большую энергию удара, может оказаться недостаточным для повышения отдачи. Кроме того, для добычи полезного ископаемого после интенсификации дебита пласта известное устройство надо удалить из скважины, что связано со значительными потерями времени и труда. Таким образом, недостатками прототипа являются недоиспользование возможности воздействия на пласт, сложность конструкции и трудоемкость эксплуатации. The disadvantages of the prototype include excessive cumbersomeness and the associated complexity of its operation and maintenance, as well as the inability to change the point of impact along the height of the well, as a result of which the device is effective only when the oil-saturated formation is directly adjacent to the bottom of the well. In other cases, the impact on the reservoir, in spite of the high impact energy, may not be sufficient to increase the return. In addition, to extract minerals after intensification of the production rate, a known device must be removed from the well, which is associated with significant losses of time and labor. Thus, the disadvantages of the prototype are the underutilization of the impact on the formation, the complexity of the design and the complexity of operation.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности воздействия на призабойный пласт, а также упрощение конструкции устройства и его эксплуатации. The task to which the invention is directed is to increase the efficiency of impact on the bottom hole, as well as simplifying the design of the device and its operation.
Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от известного устройства для гидродинамического воздействия на призабойную зону пласта, включающего погруженный в заполненную жидкостью скважину герметично сопряженный с нею по боковой поверхности стакан, жестко сопряженный на нижнем конце входящей на дневную поверхность колонны труб, в кольцевом выступе на внутренней боковой поверхности которого как в направляющей подвижно вдоль оси скважины установлен коаксиальный со стаканом ползун, разделяющий скважину на изолированные 3 друг от друга верхнюю и нижнюю части, согласно изобретению упомянутый ползун выполнен в виде полого герметичного цилиндра, в котором размещен неподвижный вдоль оси, закрепленный посредством штока в верхней части стакана поршень, разделяющий внутреннее пространство ползуна на штоковую и поршневую полости, первая из которых через канал в штоке с установленным в нем обратным клапаном, колонну труб и расположенный на дневной поверхности распределитель сообщается с источником давления или сливным баком, а вторая - через расположенный в упомянутом поршне один подпружиненный клапан сообщается со штоковой полостью или через снабженный обратным клапаном один канал в боковой стенке ползуна с верхней частью скважины, при этом расположенный в поршне один подпружиненный канал своей свободной торцевой поверхностью размещен в образованной в поршне полости, которая через каналы в поршне и через осевой канал в штоке постоянно сообщается с колонной труб. The essence of the invention lies in the fact that, in contrast to the known device for hydrodynamic impact on the bottom-hole zone of the formation, which includes a glass immersed in a fluid-filled well hermetically connected to it along the side surface, rigidly coupled at the lower end of the pipe string entering the day surface, in an annular protrusion on the inner side surface of which, as in the guide, a slider coaxial with a glass is mounted movably along the axis of the well, dividing the well into isolated 3 others d, the upper and lower parts according to the invention, the said slider is made in the form of a hollow sealed cylinder in which a piston is fixed, fixed along the axis, fixed by means of a rod in the upper part of the glass, dividing the internal space of the slider into the rod and piston cavities, the first of which is through the channel in the stem with a check valve installed in it, the pipe string and the distributor located on the day surface communicate with the pressure source or the drain tank, and the second through the one located in the mentioned In this piston, one spring-loaded valve communicates with the rod cavity or through one channel in the side wall of the slider with the check valve provided with a non-return valve and the upper part of the well, while the spring-loaded channel located in the piston has its free end surface in the cavity formed in the piston, which through the channels in the piston and through the axial channel in the rod is constantly in communication with the pipe string.
Благодаря выполненной таким образом, конструкции объем скважины разделяется на верхнюю и нижнюю изолированные части, и при перемещении ползуна вверх происходит медленное накопление потенциальной энергии сжатия жидкости в верхней части скважины при одновременном уменьшении потенциальной энергии в ее нижней части. Накопленная в верхней части потенциальная энергия затем быстро преобразуется в кинетическую энергию перемещения ползуна вниз, вследствие чего в объеме жидкости, заполняющей нижнюю часть скважины генерируется ударный импульс, интенсивно воздействующий на узкую зону продуктивного пласта. Поочередная смена разряжения в нижней части скважины при перемещении ползуна вверх с быстрым нарастанием давления в ней при перемещении ползуна вниз способствует удалению из пласта запирающей полезное ископаемое капиллярной воды и увеличению пористости породы, что приводит к повышению дебита продуктивных скважин. Due to the design performed in this way, the volume of the well is divided into upper and lower isolated parts, and when the slider moves up, the potential energy of liquid compression in the upper part of the well slowly accumulates while the potential energy in its lower part decreases. The potential energy accumulated in the upper part is then quickly converted into kinetic energy of moving the slider down, as a result of which a shock pulse is generated in the volume of fluid filling the lower part of the well, which intensively acts on a narrow zone of the reservoir. A successive change in the vacuum in the lower part of the well when the slider moves up with a rapid increase in pressure when the slider moves down helps to remove capillary water blocking the minerals and increase the porosity of the rock, which leads to an increase in the production rate of production wells.
Согласно второму варианту изобретения упомянутый ползун устройства выполнен в виде толстостенного открытого снизу полого цилиндра с днищем на верхнем торце, через который внутрь ползуна проходит неподвижно закрепленный в верхней части стакана шток с поршнем на нижнем конце, совместно с внутренней поверхностью ползуна, образующий в последнем штоковую полость, которая через осевой канал в штоке постоянно сообщается с колонной труб, а через подпружиненный клапан в днище ползуна с верхней частью скважины при крайнем верхнем положении ползуна в стакане. According to a second embodiment of the invention, said device slider is made in the form of a thick-walled open bottom hollow cylinder with a bottom at the upper end, through which a rod with a piston at the lower end, which is fixedly mounted in the upper part of the glass, passes together with the internal surface of the slider, forming a stock cavity in the latter which through the axial channel in the rod constantly communicates with the pipe string, and through the spring-loaded valve in the bottom of the slider with the upper part of the well at the highest position Zuna in a glass.
Кроме того, в обоих вариантах изобретения процесс динамического воздействия на пласт можно дополнительно усилить, если стакан в нижней части снабдить глухим днищем с образованным на его обращенной внутрь стакана поверхности коаксиальным профилированным выступом, а в примыкающей к упомянутому днищу части боковой стенки стакана, охватывающей упомянутый выступ, выполнить ряд сквозных радиальных отверстий. В результате вблизи днища происходит плавное, по заданному закону уменьшение площади поперечного сечения стакана сверху вниз, что способствует нарастанию давления в генерируемой в нижней части скважины ударной волне при ее набегании на днище стакана. In addition, in both variants of the invention, the process of dynamic impact on the formation can be further enhanced if the glass in the lower part is provided with a blind bottom with a coaxial profiled protrusion formed on its surface facing the inside of the glass, and in the part of the glass side wall adjacent to said bottom covering the said protrusion , make a series of through radial holes. As a result, a smooth, according to a given law, decrease in the cross-sectional area of the glass from top to bottom occurs near the bottom, which contributes to an increase in pressure in the shock wave generated in the lower part of the well when it runs on the bottom of the glass.
Глухое днище в сочетании с профилированным выступом и радиальными отверстиями вблизи днища способствует концентрированию энергии импульса в узкой зоне. Кроме того, благодаря наличию глухого днища на нижнем конце стакана, появляется возможность за счет подъема или опускания колонны труб менять положение зоны динамического воздействия на пласт по высоте, подбирая оптимальные условия обработки скважины. A blank bottom in combination with a profiled protrusion and radial holes near the bottom helps to concentrate the pulse energy in a narrow zone. In addition, due to the presence of a deaf bottom at the lower end of the glass, it becomes possible, by raising or lowering the pipe string, to change the position of the zone of dynamic impact on the formation in height, choosing the optimal conditions for processing the well.
Эффективность динамического воздействия на пласт можно также дополнительно повысить за счет обеспечения возможности многократного во времени повторения этой операции без производства трудоемких вспомогательных работ. Чтобы удовлетворить поставленному условию, целесообразно устройство для динамического воздействия на пласт установить в скважине постоянно на весь период эксплуатации. При этом необходимо, чтобы размещенное в скважине устройство в нерабочем состоянии не препятствовало движению полезного ископаемого из продуктивного пласта на дневную поверхность. В предлагаемом устройстве поставленное условие выполняется благодаря тому, что в крайнем верхнем положении ползун устройства с верхним выступом стакана образует коаксиальную кольцевую щель, непосредственно соединяющее между собой верхнюю и нижнюю часть скважины, а цилиндрическая поверхность стакана состоит из двух ступеней, верхняя, большая из которых сопряжена с поверхностью скважины, а нижняя, меньшая образует с последней кольцевую щель, площадь поперечного сечения которой не меньше суммарной площади радиальных отверстий в боковой стенке стакана вблизи его днища, а ее длина вдоль оси не меньше толщины продуктивного пласта скважины. The effectiveness of dynamic stimulation of the formation can also be further enhanced by making it possible to repeat this operation many times over without the production of labor-intensive auxiliary work. To satisfy this condition, it is advisable to install a device for dynamic impact on the formation in the well continuously for the entire period of operation. It is necessary that the device located in the well in an idle state does not interfere with the movement of minerals from the reservoir to the surface. In the proposed device, the condition is fulfilled due to the fact that in the extreme upper position the device slider with the upper protrusion of the glass forms a coaxial annular gap directly connecting the upper and lower parts of the well, and the cylindrical surface of the glass consists of two stages, the upper, the largest of which is conjugated with the surface of the well, and the lower, smaller one forms an annular gap with the latter, the cross-sectional area of which is not less than the total area of the radial holes in the side wall of the cup near its bottom, and its length along the axis is less than the thickness of the well productive formation.
Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что два названных устройства решают одну и ту же задачу принципиально одним и тем же путем. При этом каждый вариант является самостоятельным техническим решением, но оба технических решения не могут быть изложены в одном пункте формулы изобретения; являясь равноценными для поставленной задачи они, тем не менее, не могут быть объединены общим признаком. The combination of two technical solutions in one application is due to the fact that the two named devices solve the same problem in essentially the same way. Moreover, each option is an independent technical solution, but both technical solutions cannot be stated in one paragraph of the claims; being equivalent for the task, they, nevertheless, cannot be united by a common feature.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении эффективности воздействия на призабойный пласт, а также упрощении конструкции устройства и его эксплуатации. Применение изобретения позволяет обеспечить добычу полезного ископаемого из продуктивного пласта без демонтажа устройства, что позволит многократно использовать указанное устройство для стимулирования отдачи пласта и исключить необходимость проведения трудоемких вспомогательных работ, что в результате благоприятно скажется на эффективности динамического воздействия на пласт. The technical result that can be obtained by using the invention is to increase the effectiveness of the impact on the bottom hole, as well as simplifying the design of the device and its operation. The application of the invention allows for the extraction of minerals from a productive formation without dismantling the device, which will make it possible to reuse the specified device to stimulate the recovery of the formation and eliminate the need for labor-intensive auxiliary work, which as a result will favorably affect the effectiveness of dynamic stimulation of the formation.
Изобретение поясняется чертежами:
на фиг.1 изображено заявляемое устройство в разрезе (вариант 1);
на фиг.2 изображено заявляемое устройство в разрезе (вариант 2);
на фиг. 3 представлена гидравлическая схема соединения устройства с оборудованием, находящимся на дневной поверхности.The invention is illustrated by drawings:
figure 1 shows the inventive device in the context (option 1);
figure 2 shows the inventive device in the context (option 2);
in FIG. 3 shows a hydraulic connection diagram of a device with equipment located on a day surface.
Заявляемое устройство (см. фиг.1) состоит из погруженной в заполненную жидкостью скважину 1 колонны труб 2, на нижнем конце которой жестко закреплен двухступенчатый цилиндрический стакан 3 с глухим днищем 4 в нижней части. Большая верхняя ступень стакана 3 посредством эластичного уплотнения 5 герметично сопряжена с боковой поверхностью скважины, а меньшая нижняя ступень образует с последней кольцевую щель. На внутренней боковой поверхности стакана образован кольцевой выступ 6, в котором как в направляющих подвижно вдоль оси установлен ползун 7, выполненный в виде полого герметичного цилиндра, разделяющего скважину на верхнюю 8 и нижнюю 9 полости. Во внутреннем пространстве ползуна 7 расположен поршень 10 с уплотнителем 11, который при помощи штока 12 с уплотнителем 13 неподвижно закреплен в верхней части стакана 3. Поршень 10 со штоком 12 разделяют внутреннее пространство ползуна 7 на штоковую 14 и поршневую 15 полости. The inventive device (see Fig. 1) consists of a
В штоке 12 выполнен постоянно соединенный с колонной труб осевой канал 16, в котором установлен обратный клапан 17, в открытом положении сообщающий канал 16 со штоковой полостью 14 через отверстие 18. В поршне 10 ползуна 7 установлены один или несколько подпружиненных клапанов 19, которые в открытом положении сообщают между собой полости 14 и 15 через отверстия 20 и 21. Свободные торцевые поверхности 22 клапанов 19 постоянно размещены в образованных в поршне полостях 23, которые через отверстия 24 и 25 постоянно соединены с каналом 16 штока. В боковой стенке ползунка 7 выполнен один или несколько каналов 26 и 27, которые через обратные клапаны 28 и 29 в их открытом положении соединяют нижнюю часть 9 скважины или поршневую полость 15 ползуна с верхней частью 8 скважины. На обращенной внутрь стакана поверхности днища 4 образован профилированный выступ 30, а в боковой стенке стакана 3, в том месте, где она охватывает выступ 30, выполнены сквозные радиальные отверстия 31. In the rod 12, an axial channel 16 is permanently connected to the pipe string, in which a check valve 17 is installed, in the open position the communication channel 16 with the rod cavity 14 is provided through the hole 18. One or more spring-loaded valves 19 are installed in the piston 10 of the slide 7, which are open the position, the cavities 14 and 15 communicate with each other through the openings 20 and 21. The free end surfaces 22 of the valves 19 are constantly placed in the cavities 23 formed in the piston, which through the openings 24 and 25 are constantly connected to the rod channel 16. In the side wall of the slider 7, one or more channels 26 and 27 are made, which through the check valves 28 and 29 in their open position connect the
Второй вариант исполнения устройства (фиг. 2) по конструкции в основном аналогичен выше описанному. Его отличительной особенностью является то, что подвижный ползун 32 выполнен в виде тяжелого полого цилиндра открытого снизу и имеющего днище в верхней части. Через отверстие в днище внутрь ползуна 32 входит коаксиальный с ним неподвижно закрепленный в верхней части стакана шток 33 с поршнем 34 на нижнем конце. В штоке 33 образован осевой канал 35, который через радиальные отверстия 36 в поршне постоянно сообщает образованную в ползуне штоковую полость 37 с колонной труб, выходящей на дневную поверхность. В днище ползуна 32 установлен подпружиненный клапан 38, который открываясь, сообщает штоковую полость 37 ползуна через радиальный канал 38 с верхней 8 частью скважины. Кроме того, в днище ползуна 32 установлен обратный клапан 40, который в открытом положении через сквозной канал 41 в боковой стенке ползуна сообщает между собой верхнюю 8 и нижнюю части 9 части скважины. The second embodiment of the device (Fig. 2) by design is basically the same as described above. Its distinctive feature is that the
Оборудование и гидравлическая схема управления работой устройства с дневной поверхности представлены на фиг. 3. Схема включает сливной бак 42, рабочая жидкость из которого по линии 43 поступает в насос 44, откуда по снабженному гидроаккумулятором 45 напорному трубопроводу 46 через распределитель 47 соединяет трубную колонну 2, и, следовательно, ползун устройства по напорной линии 46 с насосом 44 или по сливной линии 48 со сливным баком 42. Гидроаккумулятор 45 служит для сглаживания пиковых значений давления жидкости при неустановившихся процессах в системе управления. Вентиль 49 служит для сообщения скважины 1 со сливным баком 42 по линии 50 во время добычи полезного ископаемого и для изоляции скважины от сливного бака во время ее гидродинамической обработки. The equipment and the hydraulic circuit for controlling the operation of the device from the day surface are shown in FIG. 3. The circuit includes a
Управление распределителем 47 производится по сигналам о положении ползуна в стакане, поступающим от датчиков (на чертеже не показано). The
Заявляемое устройство работает следующим образом. В исходном положении (см. фиг.1) колонна труб 2 с закрепленным на их конце стаканом 3 занимает в скважине 1 положение, при котором нижняя ступень стакана 3 размещается в необсаженной или перфорированной части скважины, пересекающей продуктивный пласт. Ползун 7 под действием собственного веса занимает в стакане 3 крайнее нижнее положение, при этом его верхняя крышка упирается в поршень 10. Трубопровод, образованный каналом 16 и колонной труб 2 через распределитель 47, расположенный на дневной поверхности (см. фиг. 3), сообщается со сливным баком 42. Клапаны 17, 19, 28 и 29 под действием пружин заперты. При наличии дебита жидкость из пласта по кольцевой щели между нижней ступенью стакана и скважиной через отверстия 31 поступает в нижнюю часть 9 скважины, и, отжимая обратный клапан 29, по каналу 27, через верхнюю часть стакана 3 в верхнюю часть 8 скважины, откуда через вентиль 49 по трубопроводу 50 в сливной бак. При этом установленное в скважине устройство не препятствует процессу добычи полезного ископаемого. The inventive device operates as follows. In the initial position (see Fig. 1), the
Для динамического воздействия на продуктивный пласт скважина 1 вентилем 49 изолируется от сливного бака 42, а колонна труб 2 и канал 16 распределителем 47 сообщаются с насосом 44. Вследствие этого в колонну труб 2, а значит, и в канал 16 поступает рабочая жидкость под давлением, сжимая пружину, и открывая обратный клапан 17, рабочая жидкость по отверстиям 18 поступает в штоковую полость 14 ползуна 7. Одновременно по отверстию 25 в клапане 17 и каналу 24 в поршне 10 жидкость поступает в полости 23 поршня и, воздействуя на торцевую поверхность 22 клапанов 19, прижимает последние к образованным в поршне уплотнительным пояскам, надежно изолируя полости 14 и 15 ползуна друг от друга. Под действием поступающей в штоковую полость 14 жидкости ползун 7 перемещается вверх, при этом жидкость из поршневой полости 15 ползуна по каналам 26 через обратный клапан 28 вытесняется в верхнюю часть 8 скважины. Вследствие перемещения ползуна 7 вверх объем верхней части скважины уменьшается и в ней возрастает давление жидкости. Повышению давления в упомянутой верхней части способствует и жидкость, вытесняемая туда из поршневой полости 15 ползуна 7. Одновременно объем нижней части 9 скважины возрастает на одинаковую величину, и давление жидкости в ней уменьшается. Изменение давления в обеих частях скважины 1 пропорционально перемещению ползуна 7 и продолжается до тех пор, пока ползун находится в движении. To dynamically impact the reservoir, well 1 is isolated by
Вследствие возникшего перепада давления между частями 8 и 9 скважины обратный клапан 29 дополнительно прижимается к своему седлу, надежно контролируя указанные части скважины друг от друга. Когда перепад давления в верхней 8 и нижней 9 частях скважины достигает расчетной величины, колонна труб 2 и канал 16 распределителем 47 соединяются со сливным баком 42. Давление жидкости в канале 16 становится равным давлению слива. В результате жидкость, находящаяся под давлением в полости 23, через каналы 24 и отверстие 25 поступает в канал 16, при этом обратный клапан 17 под действием пружины запирается, изолируя штоковую полость 14 от канала 16. Давление жидкости в полости 23 становится равным давлению слива. Вследствие этого подпружиненные клапаны 19 под действием давлением жидкости, находящейся в полости 14, сжимая пружины, открываются, сообщая между собой через отверстия 20, 21 поршневую 15 и штоковую 14 полости ползуна 7. В результате, под действием давления жидкости, сжатой в верхней части 8 скважины, ползун 7 ускоренно движется вниз. При этом жидкость из полости 14 свободно вытесняется в полость 15 ползуна по отверстиям 20, 21. В это время обратный клапан 28 закрыт и изолирует полость 15 ползуна от верхней части 8 скважины. Due to the pressure drop between the
Накопленная в верхней части скважины потенциальная энергия жидкости преобразуется в кинетическую энергию ползуна 7. Движение ползуна 7 вниз сопровождается увеличением объема верхней части 8 скважины и одновременным уменьшением объема ее нижней части 9, при этом находящаяся в нижней части жидкость сжимается. Благодаря высокому давлению жидкости в верхней части скважины 8 и значительной площади поперечного сечения ползуна 7, последний приобретает большую скорость на малом пути. The potential energy of the fluid accumulated in the upper part of the well is converted into the kinetic energy of the slider 7. The downward movement of the slider 7 is accompanied by an increase in the volume of the
Вследствие этого сжатие жидкости в нижней части 9 скважины при движении ползуна 7 вниз имеет характер ударного импульса, и там формируется ударная волна, на фронте которой наблюдается резкое повышение давления. Ударная волна, распространяясь вдоль оси скважины со скоростью звука, достигает выступа 30, где ее поперечное сечение заданным образом уменьшается. Это приводит к нарастанию на фронте волны динамического давления жидкости. Через отверстия 31 в боковой стенке канала, охватывающий выступ 30 высокое давление передается породе продуктивного пласта. Поочередное сочетание растяжения с резким увеличением давления в нижней части стакана вызывает "раскачивание" пласта и, как результат, увеличения дебита полезного ископаемого. As a result, the compression of the liquid in the lower part of the 9 well when the slider 7 moves downward has the character of a shock pulse, and a shock wave is formed there, at the front of which a sharp increase in pressure is observed. A shock wave propagating along the axis of the borehole with the speed of sound reaches the
При движении ползуна 7 вниз наблюдается уменьшение статического давления жидкости в верхней части 8 скважины при одновременном увеличении его в нижней части 9. Это вызывает уменьшение действующей на ползун 7 силы при одновременном увеличении силы сопротивления его перемещению. За счет этого последний затормаживается и в конце хода в крайнем нижнем положении останавливается. Цикл динамического воздействия на призабойный пласт при этом завершается. Для повторения следующего цикла необходимо распределителем 47 на дневной поверхности снова сообщить канал 16 с источником 44 давления жидкости. Процесс перемещения ползуна повторяется выше описанным образом. После обработки пласта на одной выбранной отметке стакан 3 устройства за счет подъема или опускания колонны труб 2 перемещается на другую отметку, где аналогично обрабатывается другой участок продуктивного пласта. Меняя положение устройства в скважине можно провести динамическую обработку. продуктивного пласта по всей его толщине. When the slider 7 moves downward, a decrease in the static pressure of the liquid is observed in the
Предлагаемая конструкция устройства допускает в неограниченном диапазоне варьирование осевых размеров и, следовательно, осевого перемещения ползуна 7, что обеспечивает возможность накопления любой потенциальной энергии сжатия жидкости в верхней части скважины 8. Благодаря этому с помощью предлагаемого устройства можно получить ударные импульсы любой сколь угодно большой интенсивности. При выбранных размерах стакана 3 и ползуна 7 энергия сжатия жидкости может бесступенчато регулироваться по величине от 0 до максимума путем изменения времени включения распределителя 47 и, следовательно, изменением хода ползуна 7. The proposed device design allows for an unlimited range of variation of the axial dimensions and, consequently, the axial movement of the slider 7, which makes it possible to accumulate any potential energy of fluid compression in the upper part of the
Если необходимо переместить устройство по высоте скважины, то вначале ползун 7 устройства жидкостью от насоса 44 перемещают в крайнее верхнее положение при открытом вентиле 49. Это предотвращает повышение давления в верхней части 8 скважины. В крайнем верхнем положении ползуна между его верхним концом и кольцевым выступом 6 стакана возникает кольцевая щель, которая сообщает верхнюю 8 и нижнюю 9 части скважины между собой, что обеспечивает возможность взаимного перетока жидкости из их объемов и, следовательно, беспрепятственного перемещения устройства вдоль оси скважины. If it is necessary to move the device along the height of the well, at first the slider 7 of the device is moved from the
Устройство, выполненное по второму варианту (фиг.2) работает следующим образом. В исходном положении ползун 32 занимает крайнее нижнее положение и своим верхним днищем упирается в неподвижный поршень 34. Клапан 38 под действием пружины заперт. При наличии дебита жидкость из продуктивного пласта по кольцевой щели и отверстиям 31 поступает в нижнюю часть 9 скважины, откуда по каналу 41 через обратный клапан 40 в верхнюю часть 8. Из верхней части скважины жидкость через вентиль 49 по линии 50 поступает в сливной бак 42 на дневной поверхности. The device made according to the second embodiment (figure 2) works as follows. In the initial position, the
Для гидромеханической обработки скважины вентиль 49 закрывают и распределителем 47 соединяют колонну труб 2 и канал 35 в штоке 33 устройства с источником давления 44. Жидкость под давлением из канала 35 по отверстиям 36 поступает в штоковую полость 37, и в ней повышается давление. Под действием давления в штоковой полости ползун 32 приходит в движение вверх по скважине, сжимая жидкость, находящуюся в верхней части скважины 8. Под действием возникающего в верхней части избыточного давления обратный клапан 40 дополнительно прижимается к своему седлу, надежно изолируя друг от друга части 8 и 9 скважины. По мере смещения ползуна 32 вверх давление жидкости в верхней части скважины 8 непрерывно повышается и одновременно уменьшается в ее нижней части 9 вследствие увеличения объема. Это положение сохраняется до тех пор, пока вблизи крайнего верхнего положения ползуна 32 его нижний конец не выйдет из сопряжения с кольцевым выступом 6 стакана 3. Вследствие этого между кольцевым выступом 6 и нижним торцем ползуна 32 образуется кольцевая щель, которая сообщает между собою верхнюю 8 и нижнюю 9 части скважины. Через образовавшуюся кольцевую щель, находящуюся под давлением жидкость из верхней части 8 устремляется в нижнюю часть 9 скважины, давление жидкости в которой в данный момент меньше гидростатического давления жидкостного столба. В результате этого в нижней части скважины 9 возникает и со скоростью звука распространяется ударная волна, давление на фронте которой приблизительно равно давлению сжатой жидкости в верхней части 8 скважины. For hydromechanical treatment of the well, the
В крайнем верхнем положении ползуна хвостовик клапана 38 упирается в верхний торец стакана 3 и клапан 38, сжимая пружину, открывается, сообщая через отверстие 39 штоковую полость ползуна 37 с верхней частью скважины 8. Вследствие этого жидкость, находящаяся под давлением в колонне труб 2, поступает в верхнюю часть скважины 8, откуда по образовавшейся кольцевой щели в ее нижнюю часть 9. Благодаря этому дополнительно увеличивается энергия ударной волны, генерируемой в нижней части скважины. In the extreme upper position of the slider, the shank of the
По мере перетекания жидкости из верхней в нижнюю часть скважины давление в них выравнивается, ударный импульс ослабевает и, наконец, становится равным 0. Процесс генерирования гидродинамического импульса на этом заканчивается. После этого штоковую полость 37 ползуна 32 устройства распределителем 47 соединяют со сливным баком 42. В результате, под действием веса ползун движется вниз до тех пор, пока своим днищем не упрется в поршень 34. После этого штоковая полость 37 ползуна 32 снова соединяется с источником давления 44, и цикл генерирования импульса повторяется выше описанным способом. As the fluid flows from the upper to the lower part of the well, the pressure in them equalizes, the shock pulse weakens and, finally, becomes 0. The process of generating a hydrodynamic pulse ends here. After that, the
В остальном работа устройства по второму варианту аналогична работе выше представленного устройства по варианту 1. Otherwise, the operation of the device according to the second embodiment is similar to the operation of the above presented device according to embodiment 1.
Из описания предлагаемых вариантов устройства следует, что с их помощью в обрабатываемой скважине можно создать гидродинамический импульс, величина которого определяется напором источника давления и линейными размерами ползуна. Так как предельные значения указанных параметров могут достигать весьма значительных величин, то, соответственно, и создаваемый устройством импульсы также весьма значительны. Благодаря этому воздействие устройства на продуктивный пласт скважины будет эффективным. Достигаемый эффект дополнительно усиливается концентрированием энергии импульса в узкой зоне пласта профилированным выступом на дне стакана. From the description of the proposed device options, it follows that with their help, a hydrodynamic pulse can be created in the well being processed, the magnitude of which is determined by the pressure of the pressure source and the linear dimensions of the slider. Since the limiting values of these parameters can reach very significant values, then, accordingly, the pulses generated by the device are also very significant. Due to this, the effect of the device on the productive formation of the well will be effective. The achieved effect is further enhanced by concentrating the pulse energy in a narrow zone of the formation with a profiled protrusion at the bottom of the glass.
Использование изобретения позволяет бесступенчато в широком диапазоне регулировать энергию гидродинамического воздействия на скважину. Это происходит вследствие увеличения или уменьшения пути перемещений ползуна вверх в зависимости от времени включения распределителя 47. Благодаря этому может быть подобран оптимальный режим обработки скважин в различных горно-геологических условиях. The use of the invention allows steplessly over a wide range to regulate the energy of hydrodynamic effects on the well. This is due to an increase or decrease in the path of the slide upwards depending on the time of switching on the
Наличие на нижнем конце стакана глухого днища дает возможность динамического воздействия на любой слой продуктивного пласта скважины. Выбор обрабатываемой зоны скважины достигается простым подъемом или опусканием колонны труб с закрепленным на ней устройством. В нерабочем состоянии неудаляемое из скважины предлагаемое устройство допускает добычу полезного ископаемого. При постоянном нахождении устройства в скважине имеется возможность многократного воздействия на промысловую скважину в течение всего времени ее эксплуатации при минимальных эксплуатационных расходах. The presence of a blank bottom at the lower end of the glass allows dynamic impact on any layer of the productive formation of the well. The choice of the treated zone of the well is achieved by simply raising or lowering the pipe string with the device attached to it. In non-working condition, the proposed device that cannot be removed from the well allows the extraction of mineral resources. When the device is constantly in the well, it is possible to repeatedly affect the production well during the entire time of its operation with minimal operating costs.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95118984A RU2099516C1 (en) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | Device for hydrodynamic stimulation of bottom-hole formation zone (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95118984A RU2099516C1 (en) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | Device for hydrodynamic stimulation of bottom-hole formation zone (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95118984A RU95118984A (en) | 1997-12-10 |
| RU2099516C1 true RU2099516C1 (en) | 1997-12-20 |
Family
ID=20173584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95118984A RU2099516C1 (en) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | Device for hydrodynamic stimulation of bottom-hole formation zone (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2099516C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113914797A (en) * | 2021-08-26 | 2022-01-11 | 南华大学 | Intermittent inflatable in-situ uranium leaching mine waste liquid discharge device and method |
| CN114427411A (en) * | 2020-09-27 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | High-cycle huff-puff later-stage pulse steam injection method for shallow-thin ultra-heavy oil reservoir |
| CN116292220A (en) * | 2022-12-04 | 2023-06-23 | 南华大学 | Hydraulic type multi-stage piston extracting system for leaching liquid of in-situ uranium ore well |
-
1995
- 1995-11-09 RU RU95118984A patent/RU2099516C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. SU, авторское свидетельство, 1716108, кл. E 21 B 43/25, 1992. 2. SU, авторское свидетельство, 1710709, кл. E 21 B 43/25, 1992. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114427411A (en) * | 2020-09-27 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | High-cycle huff-puff later-stage pulse steam injection method for shallow-thin ultra-heavy oil reservoir |
| CN113914797A (en) * | 2021-08-26 | 2022-01-11 | 南华大学 | Intermittent inflatable in-situ uranium leaching mine waste liquid discharge device and method |
| CN113914797B (en) * | 2021-08-26 | 2024-01-26 | 南华大学 | Intermittent inflatable device and method for discharging waste liquid of uranium leaching mine |
| CN116292220A (en) * | 2022-12-04 | 2023-06-23 | 南华大学 | Hydraulic type multi-stage piston extracting system for leaching liquid of in-situ uranium ore well |
| CN116292220B (en) * | 2022-12-04 | 2023-12-29 | 南华大学 | Hydraulic type multi-stage piston extracting system for leaching liquid of in-situ uranium ore well |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8459351B2 (en) | Method and apparatus for producing shock waves in the borehole of wells filled by liquid | |
| CA2182491C (en) | Bidirectional hydraulic jar | |
| CN102536121A (en) | Pulse type underground pressurization jet flow drilling method and device | |
| CN100519090C (en) | Impact tool | |
| CN108868680B (en) | Continuous jar | |
| CA2140070A1 (en) | Method and apparatus for utilizing the pressure of a fluid column generated by a pump to assist in reciprocating the pump plunger | |
| RU2147336C1 (en) | Device for hydraulic-pulse treatment of bed | |
| US7861641B2 (en) | Impulse generator and method for impulse generation | |
| RU2099516C1 (en) | Device for hydrodynamic stimulation of bottom-hole formation zone (versions) | |
| US5651666A (en) | Deep-well fluid-extraction pump | |
| RU2297516C2 (en) | Device for hydroimpulsive formation treatment | |
| RU62658U1 (en) | PRODUCT FOR WAVE INFLUENCE ON PRODUCTIVE LAYER | |
| RU2320866C2 (en) | Device for hydroimpulsive well bottom zone treatment | |
| RU2522195C1 (en) | Installation for mud-pulse effect on bottomhole formation zone | |
| RU2139405C1 (en) | Device for treating deposit by waves | |
| RU62971U1 (en) | HYDRODYNAMIC IMPLOSION PRESSURE GENERATOR OF REUSABLE ACTION | |
| RU2468182C1 (en) | Damping pulsator of fluid flow in well | |
| RU2263207C1 (en) | Hydroimpulsive well development plant | |
| RU2155862C1 (en) | Device for stimulation of well bottom-hole zone by differential pressure pulse | |
| RU2206729C2 (en) | Method and plant for vibroseismic stimulation of oil pool | |
| RU2263767C1 (en) | Borehole perforator | |
| RU2162508C1 (en) | Hydraulic hammer | |
| RU2061846C1 (en) | Hydraulic puncher | |
| RU2140533C1 (en) | Plant for pulse stimulation of pool | |
| RU2267609C2 (en) | Hydroimpulsive plant for well development |