RU2178518C2 - Device for wave treatment of formation - Google Patents

Device for wave treatment of formation Download PDF

Info

Publication number
RU2178518C2
RU2178518C2 RU97104227A RU97104227A RU2178518C2 RU 2178518 C2 RU2178518 C2 RU 2178518C2 RU 97104227 A RU97104227 A RU 97104227A RU 97104227 A RU97104227 A RU 97104227A RU 2178518 C2 RU2178518 C2 RU 2178518C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
channels
channel
jet ejector
working
Prior art date
Application number
RU97104227A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97104227A (en
Inventor
В.Ф. Галиакбаров
Н.Ш. Хайрединов
Original Assignee
Научно-исследовательский институт "Нефтеотдача"
Уфимский государственный нефтяной технический университет
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 Научно-исследовательский институт "Нефтеотдача", Уфимский государственный нефтяной технический университет filed Critical Научно-исследовательский институт "Нефтеотдача"
Priority to RU97104227A priority Critical patent/RU2178518C2/en
Publication of RU97104227A publication Critical patent/RU97104227A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2178518C2 publication Critical patent/RU2178518C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry; devices for formation stimulation by elastic vibrations. SUBSTANCE: device has barrel with central hole inlet channels and nozzle connected with inlet channel, central wedge-shaped dissector. Device has control channels, each channel is connected with one discharge chamber. Control chambers are located perpendicular to nozzle and connected with it. Inlets of working channels are connected with nozzles. Jet ejector is installed coaxially under central wedge-shaped dissector and made with isolated injection channels. Electrohydraulic members serve for creation of disturbance pressure in discharge chambers during discharges. Jet ejector is connected with outlet of working channel and forms circular cylindrical channel with its external walls together with internal surface of barrel in its lower part. Chamber inlet is connected with outlet of working channel and chamber outlet is connected with injection channels of jet ejector. Nozzle is separated by central wedge-shaped dissector. Central sectors may be interconnected. Device may have round hollow vessels located perpendicular to nozzle. EFFECT: higher efficiency of formation treatment due to possible selection of working frequency of generated vibrations, increased reliability, radiation power and production of pulses of any shape. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для воздействия на пласт упругими колебаниями. The invention relates to the oil industry and is intended to impact on the reservoir by elastic vibrations.

Известен гидродинамический пульсатор (пат. N 2054532), содержащий полый корпус с входными каналами, камеру с установленным в ней рабочим органом двойного действия с возможностью перекрытия входных каналов. Рабочий орган выполнен в виде шайбы, поочередно перекрывающей входные каналы, позволяя возбуждать в зоне пласта колебания давления. Known hydrodynamic pulsator (US Pat. N 2054532), containing a hollow body with input channels, a camera with a double-acting working body installed in it with the possibility of overlapping input channels. The working body is made in the form of a washer, alternately blocking the inlet channels, allowing pressure fluctuations to be excited in the formation zone.

Недостатком известного решения является низкая эффективность воздействия на пласт из-за малых амплитуд колебаний, больших потерь давления на входе в устройство, значительного износа рабочих поверхностей устройства. Возбуждаемая частота колебаний находится в узком диапазоне килогерцевых частот и нестабильна из-за кавитационного износа каналов устройства. Отсутствует возможность управления частотой создаваемых колебаний. Наличие подвижных частей приводит к потере энергии на механическую работу, к уменьшению надежности и срока службы устройства. A disadvantage of the known solution is the low efficiency of the impact on the reservoir due to small oscillation amplitudes, large pressure losses at the inlet of the device, significant wear of the working surfaces of the device. The excited oscillation frequency is in a narrow range of kilohertz frequencies and is unstable due to cavitation wear of the device channels. There is no way to control the frequency of the generated oscillations. The presence of moving parts leads to a loss of energy for mechanical work, to a decrease in the reliability and service life of the device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является низкочастотный гидравлический вибратор золотникового типа (Гадиев С. М. Использование вибрации в добыче нефти. Недра, 1977, с. 49-51). Этот вибратор включает жестко закрепленный в корпусе ствол с щелевидными прорезями на образующей. На стволе свободно вращается золотник, имеющий прорези вдоль образующей. Вращаясь при протекании жидкости, золотник перекрывает прорези в стволе, в результате чего образуются интенсивные гидравлические удары. The closest in technical essence to the present invention is a low-frequency hydraulic spool type vibrator (Gadiev S. M. Use of vibration in oil production. Nedra, 1977, p. 49-51). This vibrator includes a barrel rigidly fixed in the housing with slit-like slots on the generatrix. On the trunk, a spool freely rotates, having slots along the generatrix. Rotating as the fluid flows, the spool closes the slots in the barrel, resulting in intense water hammering.

К недостаткам известного вибратора следует отнести снижение эффективности воздействия на пласт за счет того, что скорость вращения золотника зависит от расхода жидкости, при этом наличие большого пускового момента делает невозможным создание колебаний на низких частотах. Амплитуда возникающих колебаний становится существенной лишь в узком диапазоне частот от 150 до 200 Гц, при этом устройство употребляет значительные расходы рабочей жидкости, порядка 15 - 20 дм/с. The disadvantages of the known vibrator include a decrease in the effectiveness of the impact on the reservoir due to the fact that the rotation speed of the spool depends on the flow rate, while the presence of a large starting torque makes it impossible to create oscillations at low frequencies. The amplitude of the arising oscillations becomes significant only in a narrow frequency range from 150 to 200 Hz, while the device uses a significant flow rate of the working fluid, about 15 - 20 dm / s.

Наличие подвижных частей приводит к потере энергии на механическую работу, к уменьшению надежности и срока службы устройства (срок службы вибратора 3-4 обработки по 15 - 20 часов). The presence of moving parts leads to a loss of energy for mechanical work, to a decrease in the reliability and service life of the device (the service life of the vibrator 3-4 processing for 15 to 20 hours).

Задача изобретения - повышение эффективности обработки пласта за счет возможности выбора рабочей частоты генерации колебаний, повышения надежности, мощности излучений и получения любой формы импульса. The objective of the invention is to increase the efficiency of formation processing due to the possibility of choosing the operating frequency of the generation of oscillations, increasing the reliability, power of radiation and obtaining any pulse shape.

Указанная задача достигается тем, что в устройстве для волновой обработки пласта, содержащем ствол с центральным входным каналом и сопло, соединенное с входным каналом, содержатся управляющие каналы, каждый из которых подсоединен к выходу одной из разрядных камер, расположенные перпендикулярно соплу и соединенные с ним, рабочие каналы, входы которых соединены с соплом, центральный клиновидный рассекатель, струйный эжектор, установленный коаксиально под центральным клиновидным рассекателем и выполненный с изолированными инжекционными каналами, разрядные камеры и электрогидравлические элементы для создания возмущения давления в разрядных камерах при разрядах, при этом струйный эжектор соединен с выходом одного из рабочих каналов и образует своими наружными стенками с внутренней поверхностью заглушенного ствола в нижней его части кольцевую цилиндрическую камеру, входом соединенную с выходом второго рабочего канала и выходом соединенную с инжекционными каналами струйного эжектора, а сопло разделено центральным клиновидным рассекателем. This task is achieved by the fact that in the device for wave processing of the formation, containing the barrel with a Central input channel and a nozzle connected to the input channel, contain control channels, each of which is connected to the output of one of the discharge chambers, located perpendicular to the nozzle and connected to it, working channels, the inputs of which are connected to the nozzle, a central wedge-shaped divider, a jet ejector mounted coaxially under the central wedge-shaped divider and made with insulated injection channels, discharge chambers and electro-hydraulic elements to create a pressure perturbation in the discharge chambers during discharges, while the jet ejector is connected to the outlet of one of the working channels and forms an annular cylindrical chamber connected to the outlet by its outer walls with the inner surface of the muffled barrel in its lower part the second working channel and the output connected to the injection channels of the jet ejector, and the nozzle is divided by a central wedge-shaped divider.

Управляющие каналы устройства могут быть сообщены между собой. The control channels of the device can be communicated with each other.

Устройство может иметь две округлые полые емкости, расположенные перпендикулярно соплу. The device may have two rounded hollow containers located perpendicular to the nozzle.

Положительный эффект в устройстве достигается тем, что, используя электронный узел переключения работы инжекционного насоса, создаются благоприятные условия для эффективного переключения потока из открытого канала в заглушенный рабочий канал, инжектированием из него жидкости, и снижения давления в нем, а благодаря использованию изолированных каналов инжекции достигается высокое инжектирование жидкости. A positive effect in the device is achieved by the fact that, using the electronic switching unit of the injection pump, favorable conditions are created for the efficient switching of the flow from the open channel to the muffled working channel, injection of liquid from it, and pressure reduction in it, and thanks to the use of isolated injection channels, high fluid injection.

Инжекция жидкости происходит в фазе течения струи по открытому каналу. Это позволяет использовать заглушенный канал, где образуется гидравлический удар, в качестве усилителя давления. Характер создаваемых колебаний подобен пульсациям, возникающим в низкочастотном гидравлическом вибраторе золотникового типа. В одной фазе наблюдается гидравлический удар с резким нарастанием давления, в другой фазе - интенсивная пульсация расхода. Реализуется возможность управления мощной высокоэнергетической струей с помощью возмущений давления, создаваемых разрядами электрогидравлических элементов, управляемых ЭВМ. Полоса пропускания бистабильного переключателя, работающего на эффекте Коанда, доходит до 1000000 Гц и это позволяет регулировать частоту устройства от 0,001 до 1000000 Гц с компьютера на устье скважины или на забое и получать колебания от гармонических до существенно нелинейных и солитонных. Injection of liquid occurs in the phase of the flow of the jet through an open channel. This allows the use of a muffled channel where a water hammer is generated as a pressure booster. The nature of the generated oscillations is similar to the pulsations that occur in a low-frequency hydraulic spool type vibrator. In one phase, a hydraulic shock is observed with a sharp increase in pressure, in the other phase, intense flow pulsation. The possibility of controlling a powerful high-energy jet by means of pressure disturbances created by discharges of electro-hydraulic elements controlled by a computer is realized. The bandwidth of the bistable switch operating on the Coanda effect reaches 1 000 000 Hz and this allows you to adjust the frequency of the device from 0.001 to 1 000 000 Hz from the computer to the wellhead or at the bottom and to receive oscillations from harmonic to substantially non-linear and soliton.

При выполнении узла переключения работы струйного эжектора (вар. 2) в виде расположенных перпендикулярно соплу управляющих каналов, сообщенных между собой (фиг. 4. ), реализуется автоколебательный режим
T = C/(2•l),
T - период колебаний, C - константа, l - длина камеры.
When you perform the switching node of the jet ejector (version 2) in the form of control channels located perpendicular to the nozzle that are interconnected (Fig. 4.), the self-oscillating mode
T = C / (2 • l),
T is the oscillation period, C is a constant, l is the length of the chamber.

При выполнении узла переключения работы струйного эжектора (вар. 3) в виде расположенных перпендикулярно соплу округлых полых емкостей (фиг. 5), реализуется режим генератора, что позволяет изменять частоту колебаний изменением расхода

Figure 00000002

W - период колебаний, h - высота емкости.When performing the switching unit for the operation of the jet ejector (version 3) in the form of rounded hollow containers perpendicular to the nozzle (Fig. 5), the generator mode is implemented, which allows you to change the oscillation frequency by changing the flow rate
Figure 00000002

W is the period of oscillations, h is the height of the tank.

где V - скорость истечения из сопла. where V is the velocity of the outflow from the nozzle.

Обратная связь осуществляется внутренними каналами связи
W = C/(4•l),
где L - длина камеры.
Feedback is provided by internal communication channels
W = C / (4 • l),
where L is the length of the chamber.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - узел переключения - струи, на фиг. 6 - узел переключения - струи. In FIG. 1 shows a device, a section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - section BB in FIG. 1; in FIG. 4 is a section BB of FIG. 1; in FIG. 5 - switching unit - jets, in FIG. 6 - switching unit - jets.

Устройство для волновой обработки пласта включает ствол 1 с центральным входным каналом 2 для подачи закачиваемой жидкости под давлением, в выходной части которого расположено сопло 3, перпендикулярно которому выполнены управляющие каналы 4, 5, соединенные с разрядными камерами 6, 7. От сопла отходят два рабочих канала 8, 9, разделенных клиновидным рассекателем 10. Выход рабочего канала 9 сообщен с заглушенной в стволе кольцевой цилиндрической камерой 17. Выход рабочего канала 8 сообщен со струйным эжектором 11, расположенным коаксиально под клиновидным рассекателем 10, с выходным каналом 12. Струйный эжектор 11 содержит цилиндрическое входное сопло 13, камеру смешения 15, и диффузор 16. В боковой поверхности эжектора выполнены изолированные каналы эжекции 14, сообщающие его с заглушенной камерой. The device for wave treatment of the formation includes a barrel 1 with a central inlet channel 2 for supplying injected fluid under pressure, in the outlet of which there is a nozzle 3, which are directed perpendicular to the control channels 4, 5, connected to the discharge chambers 6, 7. Two workers depart from the nozzle channel 8, 9, separated by a wedge-shaped divider 10. The output of the working channel 9 is communicated with an annular cylindrical chamber damped in the barrel 17. The output of the working channel 8 is communicated with a jet ejector 11 located coaxially under the wedge a spherical divider 10, with an output channel 12. The jet ejector 11 comprises a cylindrical inlet nozzle 13, a mixing chamber 15, and a diffuser 16. On the side surface of the ejector, there are insulated ejection channels 14 communicating with the muffled chamber.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подаче жидкости под давлением в канал 2 ствола 1, она поступает в сопло 3 и вследствие эффекта Коанда прилипает либо к стенке канала 8, либо к стенке канала 9 в зависимости от всегда существующей разности давлений в управляющих каналах 4, 5. При появлении разряда в камере 7 происходит рост давления в камере 7, а затем и в управляющем канале 4, что приводит к быстрому перебросу к стенке канала 8, где она опять устойчиво прилипает. При появлении разряда в камере 6 происходит рост давления в камере 6, а затем и в управляющем канале 5, что приводит к быстрому перебросу к стенке канала 9, где она опять устойчиво прилипает. When a liquid is supplied under pressure into the channel 2 of barrel 1, it enters the nozzle 3 and, due to the Coanda effect, adheres either to the wall of the channel 8 or to the wall of the channel 9, depending on the always existing pressure difference in the control channels 4, 5. When a discharge occurs in Chamber 7 increases the pressure in the chamber 7, and then in the control channel 4, which leads to a quick transfer to the wall of the channel 8, where it again stably adheres. When a discharge appears in chamber 6, pressure increases in chamber 6, and then in control channel 5, which leads to a rapid transfer to the wall of channel 9, where it again adheres steadily.

В фазе протекания по каналу 8 жидкость попадает в струйный эжектор 11. В этой фазе работы устройства через каналы 14 из камеры 17 откачивается жидкость, в результате чего в камере 17 снижается давление. В фазе протекания по каналу 9 жидкость попадает в заглушенную камеру 17. В фазе протекания струи по каналу 8 возникает пульсация расхода жидкости через выходной канал 12 диффузора струйного эжектора. В фазе протекания струи по каналу 9 создается мощный гидроудар при попадании жидкости в заглушенную камеру 17 с пониженным давлением. In the phase of flowing through the channel 8, the liquid enters the jet ejector 11. In this phase of the operation of the device, the liquid is pumped out from the chamber 17 through the channels 14, as a result of which the pressure in the chamber 17 decreases. In the phase flowing through the channel 9, the liquid enters the muffled chamber 17. In the phase of the jet flowing through the channel 8, a pulsation of the liquid flow through the output channel 12 of the diffuser of the jet ejector occurs. In the phase of the jet flowing through channel 9, a powerful hydraulic shock is created when liquid enters the muffled chamber 17 with reduced pressure.

Устройство для волновой обработки пласта с электрическим управлением позволяет получить высокую эффективность обработки пласта, возможность создания высокоамплитудных колебаний высокой мощности и любой формы импульса в широком диапазоне частот, т. к. отсутствует влияние колебаний расхода, уменьшение энергетических затрат в связи с отсутствием потерь на механическую работу, возможность оперативной настройки устройства на оптимальную частоту в соответствии с геолого-физическими условиями объекта, повышение надежности работы устройства ввиду отсутствия механических частей, повышения КПД. The device for wave processing of the formation with electric control allows to obtain high efficiency of processing the formation, the ability to create high-amplitude oscillations of high power and any pulse shape in a wide frequency range, since there is no influence of flow fluctuations, reduced energy costs due to the absence of losses on mechanical work , the ability to quickly tune the device to the optimal frequency in accordance with the geological and physical conditions of the object, increasing the reliability of the device Twa due to lack of mechanical parts, improve efficiency.

Claims (3)

1. Устройство для волновой обработки пласта, содержащее ствол с центральным входным каналом и сопло, соединенное с входным каналом, отличающееся тем, что оно содержит управляющие каналы, каждый из которых подсоединен к выходу одной из разрядных камер, расположенные перпендикулярно соплу и соединенные с ним, рабочие каналы, входы которых соединены с соплом, центральный клиновидный рассекатель, струйный эжектор, установленный коаксиально под центральным клиновидным рассекателем и выполненный с изолированными инжекционными каналами, разрядные камеры и электрогидравлические элементы для создания возмущения давления в разрядных камерах при разрядах, при этом струйный эжектор соединен с выходом одного из рабочих каналов и образует своими наружными стенками с внутренней поверхностью заглушенного ствола в нижней его части кольцевую цилиндрическую камеру, входом соединенную с выходом второго рабочего канала и выходом соединенную с инжекционными каналами струйного эжектора, а сопло разделено центральным клиновидным рассекателем. 1. A device for wave processing of the formation, containing a barrel with a Central input channel and a nozzle connected to the input channel, characterized in that it contains control channels, each of which is connected to the output of one of the discharge chambers located perpendicular to the nozzle and connected to it, working channels, the inputs of which are connected to the nozzle, a central wedge-shaped divider, a jet ejector mounted coaxially under the central wedge-shaped divider and made with insulated injection channels, discharge nuclear chambers and electro-hydraulic elements to create a pressure perturbation in the discharge chambers during discharges, while the jet ejector is connected to the outlet of one of the working channels and forms an annular cylindrical chamber connected to the output of the second working chamber with its outer walls with the inner surface of the muffled barrel in its lower part the channel and the output connected to the injection channels of the jet ejector, and the nozzle is divided by a central wedge-shaped divider. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляющие каналы сообщены между собой. 2. The device according to claim 1, characterized in that the control channels are interconnected. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно имеет две округлые полые емкости, расположенные перпендикулярно соплу. 3. The device according to p. 1, characterized in that it has two rounded hollow containers located perpendicular to the nozzle.
RU97104227A 1997-03-19 1997-03-19 Device for wave treatment of formation RU2178518C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97104227A RU2178518C2 (en) 1997-03-19 1997-03-19 Device for wave treatment of formation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97104227A RU2178518C2 (en) 1997-03-19 1997-03-19 Device for wave treatment of formation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97104227A RU97104227A (en) 1999-04-27
RU2178518C2 true RU2178518C2 (en) 2002-01-20

Family

ID=20190927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97104227A RU2178518C2 (en) 1997-03-19 1997-03-19 Device for wave treatment of formation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2178518C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575285C2 (en) * 2013-12-30 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук Device with combined effect on productive formation and bottom-hole zone

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАДИЕВ С. М. Использование вибрации в добыче нефти. - М.: Недра, 1977, с. 49 - 51. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575285C2 (en) * 2013-12-30 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук Device with combined effect on productive formation and bottom-hole zone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6029746A (en) Self-excited jet stimulation tool for cleaning and stimulating wells
RU2325959C2 (en) Hydrodynamic generator of ultrasonic acoustic vibrations and method of its generating
RU2542015C1 (en) Rotary hydraulic vibrator
RU2178518C2 (en) Device for wave treatment of formation
RU2369734C1 (en) Facility for wave treatment of payout bed
RU2448242C1 (en) Intensification method of hydrocarbon flow from productive formations of wells and cavitating device for its implementation
RU2168007C2 (en) Device for wave treatment of formation
RU2267364C1 (en) Method of generation of oscillations of a fluid flow and a hydrodynamic generator of the oscillations
RU2175718C2 (en) Equipment to treat face zone of pool and hydrodynamic generator of flow rate variations for it
RU2085719C1 (en) Method and device for intensifying operation of well
SU1772345A1 (en) Oil-well vibrator
RU2087756C1 (en) Method and device for generating oscillation of fluid flow
RU2144440C1 (en) Method of excitation of liquid flow oscillations and hydrodynamic oscillator
RU2318115C2 (en) Device for hydrocavitational productive bed and screen treatment
RU77176U1 (en) HYDRODYNAMIC ULTRASONIC DEPARAFFINIZER OF PUMP AND COMPRESSOR PIPES
RU2153578C1 (en) Device for wave treatment of bottom-hole formation zone
RU2047729C1 (en) Method and device for treatment of the near-bottom bed area
RU2065921C1 (en) Device for treating drilled holes
RU2063562C1 (en) Hydrodynamic radiator
RU2399746C1 (en) Device for wave processing of productive formations
RU2169625C1 (en) Hydrodynamic generator for treatment of suspensions
SU1754872A1 (en) Above-bit pulser
RU2186961C2 (en) Downhole hydroacoustic generator (versions)
RU2053029C1 (en) Generator of hydrodynamic oscillations
RU2789492C1 (en) Method for generating and modulating pressure waves in an injection wellbore and a device for its implementation