RU2557283C1 - Method of cleaning and maintenance of wells and pipelines - Google Patents
Method of cleaning and maintenance of wells and pipelines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557283C1 RU2557283C1 RU2014110923/03A RU2014110923A RU2557283C1 RU 2557283 C1 RU2557283 C1 RU 2557283C1 RU 2014110923/03 A RU2014110923/03 A RU 2014110923/03A RU 2014110923 A RU2014110923 A RU 2014110923A RU 2557283 C1 RU2557283 C1 RU 2557283C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavitator
- deposits
- layers
- cleaned
- mpa
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области эксплуатации буровых скважин и предназначено для восстановления работоспособности и дебитов водозаборных и добывающих нефтегазовых скважин, а также может быть использовано для очистки трубопроводов.The invention relates to the field of operation of boreholes and is intended to restore efficiency and flow rates of water and producing oil and gas wells, and can also be used for cleaning pipelines.
Изобретение позволяет настраивать гидродинамическое оборудование с оптимизацией гидродинамических параметров струйных суперкавитационных потоков с использованием возбудителей кавитации для достижения суперэрозионного разрушения различных материалов в виде слоистых отложений, загрязнений и наростов в скважинах и трубопроводах.The invention allows you to configure the hydrodynamic equipment with optimization of the hydrodynamic parameters of jet supercavitation flows using cavitation pathogens to achieve supererosion destruction of various materials in the form of layered deposits, contaminants and growths in wells and pipelines.
Известен способ очистки фильтровых труб скважин (патент РФ №2061844, МПК 37/08 от 05.08.1998), включающий многократное гидродинамическое воздействие на фильтровую трубу импульсами жидкости, создаваемыми путем прокачки жидкости через кавитационный генератор, причем регулирование параметров создаваемых гидродинамических импульсов осуществляют путем одновременного прерывания потока жидкости и/или изменением его скорости, и/или изменением конфигурации потока.A known method of cleaning filter pipes of wells (RF patent No. 2061844, IPC 37/08 from 08/05/1998), including multiple hydrodynamic effects on the filter pipe by liquid pulses created by pumping liquid through a cavitation generator, and the parameters of the generated hydrodynamic pulses are controlled by simultaneously interrupting fluid flow and / or a change in its speed, and / or a change in the configuration of the flow.
Известен также способ интенсификации притока углеводородов из продуктивных пластов скважин (патент РФ №2448242, МПК 43/18 от 07.12.2010), включающий оснащение низа колонны труб кавитирующим устройством, спуск колонны труб в ствол скважины с установкой кавитирующего устройства в перфорированной части ствола и нагнетание в условиях депрессии на пласт рабочей жидкости через колонну труб в кавитирующее устройство с выбросом высокоскоростных струй рабочей жидкости из равномерно распределенных по окружности выходных отверстий его каналов, перпендикулярных оси ствола скважины, для осуществления кавитационно-волнового воздействия на перфорированную толщу пласта при поступательном перемещении колонны труб, причем кавитирующее устройство оборудуют, по меньшей мере, одним многоканальным струйным аппаратом, обеспечивающим формирование криволинейных потоков рабочей жидкости с выбросом струй в радиальных направлениях к стенкам ствола скважины с шагом выходных отверстий их каналов, как минимум не превышающим диаметра перфорационных каналов, при этом при оборудовании кавитирующего устройства соосно размещаемыми N многоканальными струйными аппаратами выходные отверстия каналов каждого из них смещают относительно друг друга в радиальных плоскостях стволах скважины на 1/N их шага.There is also a method of intensifying the influx of hydrocarbons from productive reservoirs of wells (RF patent No. 2448242, IPC 43/18 of 12/07/2010), which includes equipping the bottom of the pipe string with a cavitating device, lowering the pipe string into the wellbore with installing a cavitating device in the perforated part of the wellbore and pumping in conditions of depression on the working fluid layer through the pipe string into a cavitating device with the release of high-speed jets of working fluid from the outlet openings of its channels uniformly distributed around the circumference, perpendi the ural axis of the wellbore to effect cavitation-wave action on the perforated formation while translating the pipe string, and the cavitating device is equipped with at least one multichannel jet apparatus, which ensures the formation of curved flows of the working fluid with the ejection of jets in radial directions to the walls of the wellbore wells with a step of the outlet openings of their channels, at least not exceeding the diameter of the perforation channels, while using cavitation equipment stroystva coaxially allocatable N multichannel jet apparatus the outlet openings of each channel are displaced relative to each other in radial planes wellbores to 1 / N of steps.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известный способ гидрокавитационного эрозионного разрушения наростов и отложений, а также горной породы в водной среде (патент РФ №2315848, МПК E21B 7/18; E21C 37/00 от 28.12.2005), включающий подачу на вход гидрокавитационного устройства воды под давлением, активизацию внутри этого устройства гидрокавитационного процесса с помощью находящегося там тела кавитации и направление кавитирующей струи воды с выхода этого устройства на разрушаемую поверхность, причем на входе устройства обеспечивают давление от 90 до 200 атмосфер, на первоначальном этапе искусственно заполняют водой пространство перед разрушаемой поверхностью на высоту от 300 мм водяного столба, затем расстояние от среза выхода устройства до разрушаемой поверхности обеспечивают в пределах от 20 до 1500 мм, причем формируют гидрокавитационный процесс максимальной мощности и представляющий собой вибрационную суперкавитацию с локальным нагреванием среды, ионизацией воды и кавитационной эрозией разрушаемой поверхности, что обеспечивают за счет искусственного формирования вынужденных колебаний водного потока, для чего его направляют внутри гидрокавитационного устройства двумя различными путями, первым - через двухступенчатые камеры с разным поперечным сечением этих ступеней, а вторым - через полое тело кавитации в форме конфузора, закрепленное в этой камере, затем обе указанных водных струи смешивают в сопле на выходе устройства, при этом существование вибрационной суперкавитации определяют согласно формулеThe closest in technical essence to the proposed technical solution is the known method of hydrocavitation erosion destruction of growths and deposits, as well as rocks in the aquatic environment (RF patent No. 2315848, IPC E21B 7/18; E21C 37/00 dated 12/28/2005), including filing to the inlet of the hydro-cavitation device of water under pressure, the activation of the hydro-cavitation process inside this device using the cavitation body located there and the direction of the cavitating stream of water from the output of this device to the surface to be destroyed, and during the course of the device, they provide a pressure of 90 to 200 atmospheres, at the initial stage, the space is artificially filled with water in front of the surface to be destroyed to a height of 300 mm water column, then the distance from the exit section of the device to the surface to be destroyed is provided in the range of 20 to 1500 mm, and a hydro-cavitation process is formed maximum power and representing a vibrational supercavitation with local heating of the medium, ionization of water and cavitation erosion of the destructible surface, which ensures Artificial formation of forced oscillations of the water flow, for which it is directed inside the hydro-cavitation device in two different ways, the first through two-stage chambers with different cross sections of these steps, and the second through a hollow cavitation body in the form of a confuser, fixed in this chamber, then both of these water jets are mixed in a nozzle at the outlet of the device, while the existence of vibrational supercavitation is determined according to the formula
(Pn/Po)(lo/do)≤0,8,(P n / P o ) (l o / d o ) ≤0.8,
где Pn/Po - число кавитации, определяемое как отношение гидростатического давления вокруг истекающей водной струи на разрушаемую поверхность (Pn) к полному давлению на выходе гидрокавитационного устройства (Po);where P n / P o is the cavitation number, defined as the ratio of the hydrostatic pressure around the flowing water stream to the destructible surface (Pn) to the total pressure at the outlet of the hydro-cavitation device (Po);
lo - расстояние от среза выхода устройства до поверхности разрушения;l o is the distance from the exit slice of the device to the fracture surface;
do - наименьший диаметр сечения гидрокавитационного устройства.d o - the smallest cross-sectional diameter of the hydro-cavitation device.
Однако известные способы очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов обладают недостаточной эффективностью, поскольку при их осуществлении не учитывается совокупность физических параметров конкретных видов материалов слоистых отложений и загрязнений и не осуществляется оптимальный выбор параметров рабочего процесса воздействия на очищаемую поверхность.However, the known methods for cleaning and restoring the health of wells and pipelines are insufficiently effective, since their implementation does not take into account the totality of the physical parameters of specific types of materials of layered deposits and contaminants and does not make the optimal choice of the parameters of the working process of exposure to the surface being cleaned.
Технический результат, заключающийся в повышении эффективности очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов, достигается в предлагаемом способе, основанном на воздействии на очищаемую поверхность жидкой рабочей средой, находящейся в состоянии кавитирующего вибрирующего потока, создаваемого кавитатором, тем, что воздействие на различные виды слоев отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности осуществляют с учетом видов отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности путем задания соответствующих значений физических параметров воздействующей рабочей среды, геометрии кавитатора и его положения по отношению к очищаемой поверхности:The technical result, which consists in increasing the efficiency of cleaning and restoring the health of wells and pipelines, is achieved in the proposed method, based on the impact on the surface being cleaned with a liquid working medium in a state of cavitating vibrating flow created by the cavitator, so that the effect on various types of deposits pollution and growths on the surface being cleaned is carried out taking into account the types of deposits, pollution and growths on the surface being cleaned by setting the corresponding the corresponding values of the physical parameters of the working medium, the cavitator geometry and its position with respect to the surface being cleaned:
а статическое давление Pc в затопленной полости задают в соответствии с условием
При этом для отложений в виде рыхлых ржавчины и накипи задают
Указанный технический результат достигается также тем, что пульсацию струйного кавитирующего потока обеспечивают с использованием генератора качающейся частоты, причем устанавливают возникновение резонанса слоев отложений по повышению концентрации загрязнений разрушенных слоев в отводимом потоке, при этом фиксируют частоту пульсации струйного кавитирующего потока, на которой осуществляют дальнейшее воздействие на очищаемую поверхность.The specified technical result is also achieved by the fact that the pulsation of the jet cavitating flow is ensured using a oscillating frequency generator, and the occurrence of resonance of the sediment layers is established to increase the concentration of contamination of the destroyed layers in the diverted flow, while the pulsation frequency of the jet cavitating flow is fixed, which further affects surface to be cleaned.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 представлен график зависимости относительной скорости интенсивности
на фиг.2 представлена относительная зависимость интенсивности зоны расширения эрозии наслоений Sэ от относительного расстояния
на фиг.3 представлена относительная зависимость интенсивности массового эрозионного выноса Gэ материала с поверхности очистки от относительного расстояния до поверхности воздействия струйного потока;figure 3 presents the relative dependence of the intensity of the mass erosive removal of Ge material from the cleaning surface from the relative distance to the surface of the impact of the jet stream;
на фиг.4 представлен график совмещенных зависимостей
на фиг.5 представлен схематический рисунок воздействия струйного кавитационного потока на очищаемую поверхность при постоянных значениях параметров входного давления P0, относительного расстояния до поверхности образца,
В основе предлагаемого способа лежит принцип выбора оптимальных параметров струйного суперкавитационного истечения жидкости из возбудителя кавитации с влиянием на эффективность эрозионного воздействия, от которой зависит производительность и качество процесса очистки поверхности от наслоений.The proposed method is based on the principle of choosing the optimal parameters of a supercavitational jet fluid outflow from a cavitation pathogen with an effect on the effectiveness of erosion, which determines the productivity and quality of the surface cleaning process from layering.
Эффективность эрозионного воздействия затопленной суперкавитационной струи зависит от подведенного давления к отверстию возбудителя кавитации (кавитатора), противодавления в затопленной полости, расстояния от среза сопла, а также конструкции элементов кавитатора.The effectiveness of the erosive effect of a flooded supercavitation jet depends on the applied pressure to the hole of the cavitation pathogen (cavitator), back pressure in the flooded cavity, the distance from the nozzle exit, and also the design of the cavitator elements.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.
На очищаемую поверхность воздействуют жидкой рабочей средой, находящейся в состоянии кавитирующего вибрирующего потока, создаваемого кавитатором. При этом воздействие на различные виды слоев отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности осуществляют с учетом видов отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности путем задания соответствующих значений физических параметров воздействующей рабочей среды, геометрии кавитатора и его положения по отношению к очищаемой поверхности:
а статическое давление Pc в затопленной полости задают в соответствии с условием
При осуществлении предлагаемого способа используют явление резонанса слоев отложений на очищаемой поверхности. Частота резонанса зависит от физических свойств материала отложений и толщины слоя, который приводят в принудительную вибрацию пульсирующим струйным потоком.When implementing the proposed method, the phenomenon of resonance of the layers of deposits on the surface being cleaned is used. The resonance frequency depends on the physical properties of the material of the deposits and the thickness of the layer, which is forced into vibration by a pulsating jet stream.
При этом используют генератор качающейся частоты и устанавливают возникновение резонанса слоев отложений по повышению концентрации загрязнений разрушенных слоев в отводимом потоке, фиксируют резонансную частоту, на которой осуществляют дальнейшее воздействие на очищаемую поверхность.In this case, the oscillating frequency generator is used and the occurrence of the resonance of the sediment layers is established to increase the concentration of contaminants of the destroyed layers in the exhaust stream, the resonant frequency is fixed, at which they further influence the surface being cleaned.
Для теоретического обоснования предлагаемого способа используются следующие обозначения:For the theoretical justification of the proposed method, the following notation is used:
П - производительность очистки, м2/с;P - cleaning performance, m 2 / s;
νn - скорость перемещения суперкавитационной струи по очищаемой поверхности, м/с, ;ν n is the velocity of the supercavitation jet along the surface being cleaned, m / s, ;
νэ - скорость интенсивности проникновения эрозии вглубь наслоений на очищаемой поверхности, м/с;ν e - the rate of intensity of penetration of erosion deep into the layers on the surface being cleaned, m / s;
Sn - ширина полосы удаления наслоений, м, ;Sn is the width of the strip removal of deposits, m, ;
Sэ - интенсивности зоны расширения эрозии наслоений, м;S e - the intensity of the zone of expansion of erosion of layers, m;
Gм - масса вынесенного материала наслоений, кг, ;Gm - the mass of the deposited material of the layers, kg, ;
Gэ - интенсивность массового эрозионного выноса материала с поверхности очистки, кг/с;Ge - the intensity of the mass erosive removal of material from the cleaning surface, kg / s;
K - опытная постоянная ;K - experienced constant ;
Iэр - интенсивность эрозионного воздействия струйного суперкавитационного потока.I er - the intensity of the erosive effects of the jet supercavitation flow.
С достаточной для практики точностью производительность эрозионного разрушения и удаления наслоений путем воздействия суперкавитационного потока жидкости на поверхность струйного растекания с учетом интенсивности параметров эрозионного воздействия можно определить из выражения:With sufficient accuracy for practice, the productivity of erosion destruction and removal of deposits by the action of a supercavitational fluid flow on the surface of the jet spreading, taking into account the intensity of the parameters of erosion, can be determined from the expression:
В свою очередь, интенсивность эрозионного воздействия струйного суперкавитационного потока однозначно зависит от прочностных характеристик материала наслоений и его толщины, а также динамических и кавитационных параметров струйного суперкавитационного потока. Функциональная зависимость интенсивности эрозионного воздействия струйного суперкавитационного потока на поверхность материала наслоений, от различных параметров процесса воздействия, может быть представлена в общем виде:In turn, the intensity of the erosive effect of the jet supercavitation stream unambiguously depends on the strength characteristics of the layering material and its thickness, as well as the dynamic and cavitation parameters of the jet supercavitation stream. The functional dependence of the intensity of the erosive effect of the jet supercavitation flow on the surface of the layering material on various parameters of the exposure process can be represented in general form:
где М - эрозионная стойкость материала наслоений к суперкавитационному разрушению с учетом адгезионных характеристик наслоений; δ - толщина материала наслоений, м; d0 - диаметр проходного рабочего сечения кавитатора, м; P0 - динамическое давление на выходе кавитатора, МПа; Pc - статическое давление в затопленной полости, МПа;
Все входящие в зависимость (2) факторы могут быть разделены на две группы.All factors included in dependence (2) can be divided into two groups.
К первой группе относятся те, которые являются переменными, но нерегулируемыми при выборе параметров процесса эрозии.The first group includes those that are variables, but unregulated when choosing the parameters of the erosion process.
В эту группу входят: эрозионная стойкость материала покрытия поверхности кавитационному разрушению, толщина материала наслоений.This group includes: erosion resistance of the surface coating material cavitation destruction, the thickness of the layering material.
Ко второй группе факторов, которые поддаются регулированию, относятся диаметр рабочего проходного сечения возбудителя кавитации-кавитатора, динамическое давление на выходе кавитатора, статическое давление в затопленной полости, расстояние от выхода кавитатора до поверхности струйного суперкавитационного воздействия, время воздействия суперкавитационной струи на поверхность материала наслоений.The second group of factors that can be regulated includes the diameter of the working passage of the cavitation-cavitator pathogen, the dynamic pressure at the cavitator outlet, the static pressure in the flooded cavity, the distance from the cavitator exit to the surface of the supercavitation jet impact, the time of the supercavitation jet impact on the surface of the layering material.
В предлагаемом способе процесс очистки определяется выбором регулируемых параметров, а именно динамического давления на выходе кавитатора P0, относительного расстояния
После выбора рабочих параметров гидродинамической высоконапорной установки переходят к определению и выбору значений оптимального статического давления в затопленной полости Pc, вычисляемого по формуле:After selecting the operating parameters of the hydrodynamic high-pressure installation, they go on to determine and select the optimal static pressure in the flooded cavity Pc, calculated by the formula:
Если изменять статическое давление в затопленной области истечения струйного суперкавитационного потока от 0 до 2 МПа при постоянном входном давлении в кавитатор P0=20 МПа и относительном расстоянии
Как видно из фиг.5, с увеличением Pc от 0 до 1,2 МПа эрозионная зона разрушения материала увеличивается, с 1,2 до 1,5 МПf она максимальна, а с 1,5 и до 2 МПа она уменьшается.As can be seen from figure 5, with an increase in P c from 0 to 1.2 MPa, the erosion zone of the destruction of the material increases, from 1.2 to 1.5 MPf it is maximum, and from 1.5 to 2 MPa it decreases.
Для получения максимальной или необходимой производительности процесса очистки и подтверждения правомерности выбранных исходных параметров необходимо выполнить соответствующие технологические расчеты.To obtain the maximum or necessary productivity of the cleaning process and confirm the legitimacy of the selected initial parameters, it is necessary to perform the appropriate technological calculations.
Если, например, прочностные характеристики наслоений (которые необходимо удалить с поверхности материала) близки к прочности цемента марки 500, то в качестве примера можно воспользоваться полученными автором формулами.If, for example, the strength characteristics of the layers (which must be removed from the surface of the material) are close to the strength of cement grade 500, then as an example, you can use the formulas obtained by the author.
1. Скорости проникновения эрозии вглубь очищаемой поверхности νэ, м/с, определяемой по формуле (4) путем подстановки в нее соответствующих значений P0 и
где C1=-0,0136exp(-0,17P0); C2=-0,044(0,064P0-1);where C 1 = -0.0136exp (-0.17 P 0 ); C 2 = -0,044 (0,064P 0 -1);
К1 - постоянный коэффициент.To 1 is a constant coefficient.
Из анализа зависимостей, изображенных на фиг. 1, следует, что процесс скорости проникновения эрозии вглубь, наслоений можно разделить по времени на три периода.From the dependency analysis depicted in FIG. 1, it follows that the process of the rate of penetration of erosion deep into the layers can be divided in time into three periods.
В первом периоде, исчисляемом несколькими секундами, с увеличением
Сопоставление зависимостей
2. Интенсивность зоны расширения эрозии наслоений Sэ определяется по формуле путем подстановки в нее соответствующих значений P0 и
где Where
С1=-7,510-4ехр(-0,046P0), C2=0,3P0+4,5.C 1 = -7.510 -4 exp (-0.046P 0 ), C 2 = 0.3P 0 +4.5.
Анализ графика на фиг. 2 показывает, что с увеличением
3. Интенсивность массового эрозионного выноса материала с поверхности очистки Gэ может быть рассчитана по формуле путем подстановки в нее соответствующих значений P0 и
A=190,35P0 2+7,9P0; B=1,21P0+0,009.A = 190.35P 0 2 + 7.9P 0 ; B = 1.21P 0 +0.009.
Из анализа зависимостей, изображенных на фиг. 3, следует, что весь процесс интенсивности массового эрозионного выноса материала с поверхности очистки
Это объясняется тем, что величина
Для наглядности выбора оптимальных режимных параметров струйного суперкавитационного истечения жидкости результаты экспериментальных исследований, представленные на фиг.1-3, сведены в совмещенный график на фиг. 4, на котором цифрами обозначены:For clarity, the choice of the optimal operating parameters of the jet supercavitational fluid flow results of experimental studies, presented in Fig.1-3, are summarized in a combined graph in Fig. 4, in which the numbers indicate:
1 - относительной нтенсивности зоны расширения эрозии наслоений
2 - относительной скорости интенсивности проникновения эрозии вглубь наслоений на очищаемой поверхности
3 - относительной интенсивности массового эрозионного выноса материала с поверхности очистки
Из фиг. 4 следует, что оптимальное расстояние для максимальной зоны суперэрозии от поверхности до среза кавитатора находится в диапазоне
Для получения максимального эффекта суперкавитации при работе с высоконапорной насосной установкой необходимо выбирать и рассчитать по вышеприведенным формулам такие рабочие параметры струйного суперкавитационного потока, истекающего из возбудителя кавитации, чтобы все они находились в зоне максимального эрозионного воздействия суперкавитационного струйного потока истекающего из возбудителя кавитации, к примеру в зоне
Экспериментальные исследования показали, что, изменяя параметры кавитации, можно получать различную интенсивность эрозионного разрушения материала.Experimental studies have shown that by changing the parameters of cavitation, it is possible to obtain different intensities of erosive destruction of the material.
Это обеспечивает эффективную очистку поверхностей от наслоений, имеющих различную стойкость при кавитационно-эрозионном воздействии, и восстановление работоспособности и дебитов водозаборных и добывающих нефтегазовых скважин.This provides an effective cleaning of surfaces from deposits with different resistance to cavitation and erosion, and the restoration of the working capacity and flow rates of water and producing oil and gas wells.
Подставляя найденные значения в формулу (1) и формулу (2), можно с достаточной для практики точностью определить оптимальную производительность очистки при соблюдении выбранных значений параметров.Substituting the found values into formula (1) and formula (2), it is possible to determine the optimal cleaning performance with sufficient accuracy for practice, subject to the selected parameter values.
Пример технической реализации предлагаемого способа поясняется рисунком на фиг.5.An example of the technical implementation of the proposed method is illustrated in the figure in Fig.5.
Высоконапорный поток жидкости 1, поступающий из насоса высокого давления (на схеме не показан), проходит через генератор качающейся частоты 2, управление которым осуществляется блоком управления 3, и поступает к кавитатору 4. Кавитатор 4 при этом вводится в зону воздействия (скважину или трубу) с помощью соответствующих технических средств (на фиг.5 не показаны).The high-
В кавитаторе 4 (см. например, конструкцию кавитатора по патенту РФ №2315848) возбуждается кавитация, благодаря которой из потока жидкости выделяются газопаровые пузырьки, которые, истекая вместе с потоком в окружающую поток жидкость, образуют каверну с тороидальными сечениями по ее длине. Скорость потока вначале увеличивается, но за счет части схлопывающихся газопаровых пузырьков резко тормозится и за счет их схлопывания в дальнейшем увеличивается. Происходит динамическая пульсация потока с изменением частоты и амплитуды. При растекании струйного пульсационного потока по поверхности с отложениями эта пульсация оказывает переменное гидродинамическое давление на отложения.In cavitator 4 (see, for example, cavitator design according to RF patent No. 2315848), cavitation is excited, due to which gas-vapor bubbles are released from the fluid flow, which, when flowing out into the surrounding fluid flow, form a cavity with toroidal sections along its length. The flow rate initially increases, but due to a part of collapsing gas-vapor bubbles it is sharply inhibited and due to their collapse it further increases. Dynamic ripple of the flow occurs with a change in frequency and amplitude. When a jet pulsating flow spreads over a surface with deposits, this pulsation exerts a variable hydrodynamic pressure on the deposits.
Если частота пульсации в растекающемся струйном кавитационном потоке достигает значения резонансной частоты слоев отложений, то они разрушаются и уносятся отводимым потоком.If the pulsation frequency in the spreading jet cavitation stream reaches the resonant frequency of the sediment layers, then they are destroyed and carried away by the diverted stream.
Генератор 2 качающейся частоты, управляемый блоком 3, осуществляет воздействие на поток жидкости, увеличивая или уменьшая частоту пульсации гидродинамического давления в струйном потоке до тех пор, пока не произойдет резонанс слоев отложений, который контролируется по повышению концентрации загрязнений, выходящих из скважины и трубопровода. Контроль может осуществляться визуально оператором (водолазом) или автоматически (с помощью оптических датчиков загрязненности потока). При этом блок 3 формирует управляющий сигнал на генератор 4 для фиксации частоты, на которой осуществляется пульсация потока жидкости, поступающей на кавитатор 4, который формирует струйный кавитирующий поток 5.The
При изменении противодавления Pк в окружающей струйный поток жидкости производится перенастройка блоком управления 3 генератора качающейся частоты 2 на новое значение при достижении резонанса слоев отложений.When the back pressure Pk changes into the surrounding fluid stream, the
С увеличением противодавления в окружающей струйный поток жидкости до 1.2 МПа происходит увеличение разрушающей способности кавитации в струйном потоке (см. увеличение размеров кратеров 6 эрозии на фиг.5). Это объясняется тем, что противодавление влияет на эффективность взрывного действия газопаровых пузырьков. Дальнейшее увеличение противодавления Pк (более 1.2 МПа) в окружающем потоке жидкости снижает эффективность за счет «задавливания» кавитации.With increasing backpressure in the surrounding fluid stream to 1.2 MPa, there is an increase in the destructive capacity of cavitation in the jet stream (see the increase in the size of erosion craters 6 in FIG. 5). This is because backpressure affects the effectiveness of the explosive action of gas-vapor bubbles. A further increase in the back pressure Pк (more than 1.2 MPa) in the surrounding fluid flow reduces the efficiency due to the “crushing” of cavitation.
На основе проведенных экспериментов с различными видами отложений были получены оптимальные значения параметров очистки, которые необходимо поддерживать для обеспечения эффективной очистки для конкретных видов отложений, загрязнений и наростов, представленные в таблице.Based on the experiments with various types of deposits, the optimal values of the cleaning parameters were obtained, which must be maintained to ensure effective cleaning for specific types of deposits, pollution and growths, presented in the table.
Таким образом, предложенный способ очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов позволяет настраивать параметры воздействия на обрабатываемую поверхность струйным кавитирующим вибрирующим потоком, достигать максимальной степени воздействия и тем самым повышать эффективность очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов.Thus, the proposed method for cleaning and restoring the health of wells and pipelines allows you to configure the parameters of the impact on the treated surface with a jet cavitating vibrating flow, to achieve the maximum degree of impact, and thereby increase the efficiency of cleaning and restoring the health of wells and pipelines.
Проведенные испытания показали высокую эффективность очистки скважин и трубопроводов, поскольку в нем осуществляется подстройка физических параметров гидрокавитационного воздействия на конкретные виды слоистых отложений, загрязнений и наростов с учетом резонансных свойств этих слоев на внутренних поверхностях.The tests showed a high efficiency of cleaning wells and pipelines, since it adjusts the physical parameters of the hydro-cavitation effects on specific types of layered deposits, contaminants and growths, taking into account the resonance properties of these layers on internal surfaces.
Предложенный способ соответствует условиям новизны и промышленной применимости и может быть неоднократно воспроизведен.The proposed method meets the conditions of novelty and industrial applicability and can be repeatedly reproduced.
Для осуществления предлагаемого способа используется стандартное оборудование для создания высоконапорных струй жидкости, кавитатор с определенными требованиями к конструкции, средства для обеспечения введения кавитатора в трубопровод или скважину на определенную глубину, а также средства управления процессом, например генератор качающейся частоты («свип-генератор»), блок управления и датчики, позволяющие осуществлять контроль за процессом.To implement the proposed method, standard equipment is used to create high-pressure jets of liquid, a cavitator with certain design requirements, means to ensure the introduction of the cavitator into the pipeline or well at a certain depth, and process control means, for example, a oscillating frequency generator (“sweep generator”) , control unit and sensors, allowing to monitor the process.
Claims (9)
а статическое давление Pc в затопленной полости задают в соответствии с условием Pc=0,075
and the static pressure Pc in the flooded cavity is set in accordance with the condition P c = 0,075
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014110923/03A RU2557283C1 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Method of cleaning and maintenance of wells and pipelines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014110923/03A RU2557283C1 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Method of cleaning and maintenance of wells and pipelines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2557283C1 true RU2557283C1 (en) | 2015-07-20 |
Family
ID=53611767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014110923/03A RU2557283C1 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Method of cleaning and maintenance of wells and pipelines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2557283C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1102712A1 (en) * | 1982-03-17 | 1984-07-15 | Краснодарский политехнический институт | Method of hydrodynamic underwater cleaning of ship hulls |
WO1992002285A1 (en) * | 1990-08-10 | 1992-02-20 | Albuquerque Underground, Inc. | Improved pipe cleaning modules and systems and methods for their use |
RU2318115C2 (en) * | 2005-11-16 | 2008-02-27 | Виталий Михайлович Лось | Device for hydrocavitational productive bed and screen treatment |
RU2376193C1 (en) * | 2008-08-18 | 2009-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ВВВ" | Method of hydrodynamic underwater cleaning of surfaces and related device |
RU2414308C1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП "ЭКОТЕХНОЛОГИИ"" | Method of hydro cavitation treatment of parts and device to this end |
RU2430796C1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-10-10 | Герасимов Виктор Иванович | Method of cleaning inner surfaces of parts |
-
2014
- 2014-03-24 RU RU2014110923/03A patent/RU2557283C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1102712A1 (en) * | 1982-03-17 | 1984-07-15 | Краснодарский политехнический институт | Method of hydrodynamic underwater cleaning of ship hulls |
WO1992002285A1 (en) * | 1990-08-10 | 1992-02-20 | Albuquerque Underground, Inc. | Improved pipe cleaning modules and systems and methods for their use |
RU2318115C2 (en) * | 2005-11-16 | 2008-02-27 | Виталий Михайлович Лось | Device for hydrocavitational productive bed and screen treatment |
RU2376193C1 (en) * | 2008-08-18 | 2009-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ВВВ" | Method of hydrodynamic underwater cleaning of surfaces and related device |
RU2414308C1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП "ЭКОТЕХНОЛОГИИ"" | Method of hydro cavitation treatment of parts and device to this end |
RU2430796C1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-10-10 | Герасимов Виктор Иванович | Method of cleaning inner surfaces of parts |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2081292C1 (en) | Nozzle for self-excited oscillations of drilling mud and drilling tool with this nozzle | |
DE1533607C3 (en) | Earth drilling method and apparatus for carrying out this method | |
RU2310059C1 (en) | Method for pulsed well bottom zone treatment | |
WO2011145979A1 (en) | Method for treating a productive formation and borehole equipment for the implementation of same | |
WO2013133719A1 (en) | A method for combined cleaning and plugging in a well and a flushing tool for flushing in a well | |
RU2542016C1 (en) | Method of well bore zone treatment for productive formation | |
RU2340769C1 (en) | Method of development and exploration of wells and of intensifying of oil-gas influx of heavy high viscous oils and facility for implementation of this method | |
US4548281A (en) | Apparatus and method for installing well casings in the ground employing resonant sonic energy in conjunction with hydraulic pulsating jet action | |
RU2376193C1 (en) | Method of hydrodynamic underwater cleaning of surfaces and related device | |
Zaripova et al. | Restoration of intake capacity of injection well by vibrations | |
US9580997B2 (en) | Power wave optimization for oil and gas extracting processes | |
RU2557283C1 (en) | Method of cleaning and maintenance of wells and pipelines | |
CA2988218C (en) | Power wave optimization for oil and gas extracting processes | |
Babapour et al. | Investigation of enhancing drill cuttings cleaning and penetration rate using cavitating pressure pulses | |
EA005687B1 (en) | Method for operating a well jet device during cleaning of the downhole area of a formation and device for carrying out said method | |
RU2584253C2 (en) | Method for reactant-wave treatment of bottomhole formation zone with filtration pressure waves | |
RU2318115C2 (en) | Device for hydrocavitational productive bed and screen treatment | |
RU2568467C1 (en) | V. rodionov's cavitator | |
EA008083B1 (en) | Method of reducing sand production from a wellbore | |
RU2121568C1 (en) | Method of treating bottom-hole formation zone and device for its embodiment | |
RU2175058C2 (en) | Process of action on face zone of pool and gear for its implementation | |
RU2047729C1 (en) | Method and device for treatment of the near-bottom bed area | |
RU2190762C2 (en) | Process of treatment of critical area of formation | |
RU2566343C1 (en) | Method for pulse-wave treatment of productive formation, and device for its implementation | |
RU2211320C2 (en) | Method of pulse treatment of producing formations and well strainers and device for method embodiment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170325 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180621 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210325 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20211214 |