RU2717845C1 - Emitter for acoustic action on bottomhole zone of oil wells - Google Patents

Emitter for acoustic action on bottomhole zone of oil wells Download PDF

Info

Publication number
RU2717845C1
RU2717845C1 RU2019123136A RU2019123136A RU2717845C1 RU 2717845 C1 RU2717845 C1 RU 2717845C1 RU 2019123136 A RU2019123136 A RU 2019123136A RU 2019123136 A RU2019123136 A RU 2019123136A RU 2717845 C1 RU2717845 C1 RU 2717845C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetostrictive
geophysical
acoustic
emitter
housing
Prior art date
Application number
RU2019123136A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Башир Султанович Кульбужев
Тимур Султанович Кулбужев
Original Assignee
Башир Султанович Кульбужев
Тимур Султанович Кулбужев
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 Башир Султанович Кульбужев, Тимур Султанович Кулбужев filed Critical Башир Султанович Кульбужев
Priority to RU2019123136A priority Critical patent/RU2717845C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2717845C1 publication Critical patent/RU2717845C1/en
Priority to EP20742210.6A priority patent/EP4004332A1/en
Priority to PCT/EP2020/069793 priority patent/WO2021013613A1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/003—Vibrating earth formations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to oil industry and is intended for treatment of productive zones of oil, gas and water wells. Acoustic radiator has a housing with a chamber communicating with the well medium and a sealed evacuated chamber filled with electrically insulating liquid and containing magnetostrictive converters with windings connected in series. Electrical connection of magnetostrictive transducers with geophysical head is performed by means of geophysical electric leads. At that, magnetostrictive converters are fixed by retaining brackets providing mobility, and are fixed on the housing through the common plank. Sealed evacuated chamber is equipped with a pressure compensator in the form of a piston mechanism and a cavity configured to accommodate geophysical sensors.
EFFECT: technical result is higher reliability of emitter.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для обработки продуктивных зон нефтяных, газовых и водяных скважин для повышения их дебита.The invention relates to the oil industry and is intended for the treatment of productive zones of oil, gas and water wells to increase their flow rate.

Для решения данной проблемы, в настоящее время, наряду с традиционными методами увеличения нефтеотдачи, в качестве рабочего агента воздействия на пласт используют не вещество (химические реагенты, пар, газ), а физические поля различной природы, одним из которых является акустическое воздействие.To solve this problem, at present, along with traditional methods of increasing oil recovery, not a substance (chemical reagents, steam, gas) is used as a working agent for stimulating the formation, but physical fields of various nature, one of which is acoustic exposure.

Известно [Михайлов Н.Н. Информационно-технологическая геодинамика околоскважинных зон. М.: Недра, 1996, 330 с.], что снижение проницаемости околоскважинного пространства происходит в пределах прискважинного слоя, толщиной примерно 1 метр. Именно этот слой определяет производительность скважины, является её гидродинамическим стоком. Он и должен быть объектом воздействия.It is known [Mikhailov N.N. Information technology geodynamics of near-wellbore zones. M .: Nedra, 1996, 330 pp.], That the permeability of the near-borehole space decreases within the borehole layer, about 1 meter thick. It is this layer that determines the productivity of the well, is its hydrodynamic flow. It should be the object of influence.

Таким образом для воздействия на объект, у которого характерный размер составляет порядка 1 метра, необходимо оборудование с частотным диапазоном 15-25 кГц, а это и есть преобладающая частота применяемых в настоящее время излучателей магнитострикционного и пъезокерамического типа.Thus, to influence an object with a characteristic size of about 1 meter, equipment with a frequency range of 15-25 kHz is necessary, and this is the prevailing frequency of the magnetostrictive and piezoceramic emitters currently used.

Известен скважинный акустический излучатель [Патент RU № 2196217, МПК E21B 28/00, E21B 43/25, опубл. 10.01.2003], содержащий опорный корпус, состоящий из открытой нижней части, контактирующей со скважинной жидкостью посредством выполненных в открытой части опорного корпуса окон, и герметичной части, заполненной электроизоляционной жидкостью и имеющей воздушную полость, находящуюся под атмосферным давлением. В опорном корпусе расположен стержневой магнитострикционный преобразователь, верхняя излучающая поверхность которого взаимодействует с воздушной полостью. В опорном корпусе дополнительно установлен акустический волновод, выполненный в виде металлического цилиндра, жестко и соосно соединенного своей верхней торцевой поверхностью с нижней излучающей поверхностью преобразователя посредством пайки. Акустический волновод в своей средней части, совпадающей с нулевой точкой своего колебания, по периметру жестко и герметично соединен с опорным корпусом посредством кругового сварного шва, разделяя его на открытую и герметичную части. Нижняя торцевая поверхность волновода расположена в открытой части опорного корпуса.Well-known acoustic emitter [Patent RU No. 2196217, IPC E21B 28/00, E21B 43/25, publ. January 10, 2003], comprising a support body, consisting of an open lower part in contact with the well fluid through windows made in the open part of the support body, and a sealed part filled with electrical insulating liquid and having an air cavity under atmospheric pressure. A rod magnetostrictive transducer is located in the supporting case, the upper radiating surface of which interacts with the air cavity. An acoustic waveguide made in the form of a metal cylinder rigidly and coaxially connected by its upper end surface to the lower radiating surface of the transducer by soldering is additionally installed in the supporting body. The acoustic waveguide in its middle part, which coincides with the zero point of its oscillation, is rigidly and hermetically connected to the supporting body along the perimeter by means of a circular weld, dividing it into open and airtight parts. The lower end surface of the waveguide is located in the open part of the support body.

Недостатком этого устройства является то, что жесткое и герметичное соединение акустического волновода с опорным корпусом посредством сварного шва делает конструкцию практически неремонтопригодной, при выходе из строя обмотки магнитострикционного преобразователя.The disadvantage of this device is that the rigid and tight connection of the acoustic waveguide with the supporting body through the weld makes the structure practically unrepairable, in case of failure of the magnetostrictive transducer winding.

Известен также скважинный акустический излучатель [Патент RU № 2634769, МПК E21B 43/25, E21B 28/00, опубл. 03.11.2017], состоящий из опорного корпуса с полостью и окнами, в котором расположены стержневой магнитострикционный преобразователь с электрической обмоткой на стержнях и акустический волновод, верхняя торцевая поверхность которого соосно соединена с нижней излучающей поверхностью магнитострикционного преобразователя посредством пайки, средняя часть акустического волновода, которая совпадает с нулевой точкой своего колебания, по периметру герметично соединена с опорным корпусом, верхний торец магнитострикционного преобразователя расположен в воздушной полости, отличающийся тем, что акустический волновод снабжен излучающим элементом, акустический волновод выполнен в форме цилиндра, переходящего в убывающий конус, при этом цилиндрическая часть акустического волновода расположена в опорном корпусе, а коническая - вне корпуса и верхний торец излучающего элемента соосно соединен с нижним торцом акустического волновода резьбовым соединением, магнитострикционный преобразователь длиной 200-280 мм выполнен из пермендюра, окна расположены по периметру опорного корпуса двумя рядами, первый из которых находится на уровне верхних витков электрической обмотки магнитострикционного преобразователя, а второй- на уровне нижних ее витков, соединение опорного корпуса с акустическим волноводом выполнено в виде резьбового соединения, излучающий элемент выполнен в форме цилиндра или призмы с квадратным сечением.Also known borehole acoustic emitter [Patent RU No. 2634769, IPC E21B 43/25, E21B 28/00, publ. November 03, 2017], consisting of a supporting body with a cavity and windows, in which a rod magnetostrictive transducer with an electric winding on the rods and an acoustic waveguide are located, the upper end surface of which is coaxially connected to the lower radiating surface of the magnetostrictive transducer by soldering, the middle part of the acoustic waveguide, which coincides with the zero point of its oscillation, along the perimeter is hermetically connected to the supporting body, the upper end of the magnetostrictive transducer ra laid in the air cavity, characterized in that the acoustic waveguide is equipped with a radiating element, the acoustic waveguide is made in the form of a cylinder turning into a decreasing cone, while the cylindrical part of the acoustic waveguide is located in the supporting body, and the conical one is outside the body and the upper end of the radiating element is coaxially connected with the lower end of the acoustic waveguide by a threaded connection, the magnetostrictive transducer 200-280 mm long is made of permendura, the windows are located around the perimeter of the support housing mja series, the first of which is at the level of the upper coils magnetostrictive transducer electrical winding and second- at its lower coils connection to the support housing with the acoustic waveguide is designed as a threaded connection, a radiating element is formed into a cylindrical shape or a prism with a square section.

Недостатком данного излучателя является то, что магнитостриктор и обмотка всегда подвергаются агрессивному воздействию скважинной жидкости и других фракций, что значительно сокращает время жизни самого прибора.The disadvantage of this emitter is that the magnetostrictor and the winding are always exposed to the aggressive effects of well fluid and other fractions, which significantly reduces the lifetime of the device itself.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению, принятому за прототип, является устройство для акустического воздействия на призабойную зону продуктивных пластов [Патент RU № 2026970, МПК E21B 43/25, опубл. 20.01.1995], содержащий наземный блок, состоящий из блока управления и индикаторного блока, соединенного посредством кабеля со скважинным прибором, который выполнен трехсекционным, состоящим из генератора, акустического излучателя и датчика, при этом в нижней секции размещен акустический излучатель, в средней секции - генератор, в верхней секции - локатор муфт и датчик, при этом нижняя секция скважинного прибора заполнена трансформаторным маслом и вакуумирована, средняя секция - заполнена трансформаторным маслом не более чем на 3/4 ее объема и находится под атмосферным давлением, а верхняя секция сообщена с окружающей средой в месте размещения датчика.Closest to the claimed technical solution adopted for the prototype, is a device for acoustic impact on the bottomhole zone of productive formations [Patent RU No. 2026970, IPC E21B 43/25, publ. 01/20/1995], comprising a ground unit, consisting of a control unit and an indicator unit connected via a cable to a downhole tool, which is made three-section, consisting of a generator, an acoustic emitter and a sensor, while an acoustic emitter is placed in the lower section, in the middle section - generator, in the upper section - the locator of the couplings and the sensor, while the lower section of the downhole tool is filled with transformer oil and evacuated, the middle section is filled with transformer oil no more than 3/4 of its volume and ahoditsya under atmospheric pressure, and the upper section communicates with the environment in the sensor location.

Недостатком и слабым местом указанного устройства является наличие в конструкции излучателя компенсатора давления, выполненного в виде сильфона, что снижает надежность работы устройства из-за сильных воздействий на сильфон акустического поля, которое может повредить креплению сильфона и вывести его из строя, особенно учитывая скважинные условия его работы, и второй недостаток – температурные ограничения работы электронных блоков генератора и преобразователя сигнала.The disadvantage and weakness of this device is the presence in the design of the emitter of a pressure compensator made in the form of a bellows, which reduces the reliability of the device due to strong impacts on the bellows of the acoustic field, which can damage the mounting of the bellows and disable it, especially considering its downhole conditions work, and the second drawback is the temperature limitations of the operation of the electronic blocks of the generator and signal converter.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение контакта токонесущих частей магнитострикционного преобразователя с агрессивной скважинной средой, и в целом обеспечение эффективной работы устройства в широком диапазоне температур и давлений.The objective of the invention is to prevent contact of the current-carrying parts of the magnetostrictive transducer with an aggressive well environment, and in general to ensure the effective operation of the device in a wide range of temperatures and pressures.

Техническим результатом является повышение надежности работы излучателя.The technical result is to increase the reliability of the emitter.

Достигается технический результат за счет того, что акустический излучатель включает корпус, с расположенными в нем камерой, сообщающейся со скважинной средой и герметичной вакуумированной камерой, заполненной электроизоляционной жидкостью и содержащей магнитострикционные преобразователи с обмотками, соединенными последовательно, электрическое соединение которых с геофизической головкой осуществляется посредством геофизических электровводов, при этом магнитострикционные преобразователи скреплены удерживающими скобами, обеспечивающие им подвижность и закреплены на корпусе через общую планку, причем герметичная вакуумированная камера оснащена компенсатором давления в виде поршневого механизма и специальной полостью, выполненной с возможностью размещения в ней геофизических датчиков.The technical result is achieved due to the fact that the acoustic emitter includes a housing, with a chamber located in it, communicating with the well fluid and a sealed evacuated chamber filled with electrical insulating fluid and containing magnetostrictive transducers with windings connected in series, the electrical connection of which with the geophysical head is carried out by means of geophysical electrical inputs, while magnetostrictive converters are fastened with retaining brackets, ensuring which mobilize them and are fixed to the housing through a common bar, and the sealed evacuated chamber is equipped with a pressure compensator in the form of a piston mechanism and a special cavity made with the possibility of placing geophysical sensors in it.

Особенностью устройства является то, что упругая энергия колебаний магнитострикционных преобразователей через электроизоляционную жидкость передается корпусу, а от него в пространство скважины, в котором происходит воздействие волн давления и формирование суммарного акустического поля в скважине и прискважинной зоне.A feature of the device is that the elastic energy of oscillations of the magnetostrictive transducers is transmitted through the insulating fluid to the body, and from it to the space of the well, in which the action of pressure waves and the formation of the total acoustic field in the well and in the borehole zone occur.

Другой особенностью устройства является то, что за счет изготовления корпусов с разной длинной герметичной вакуумированной камеры возможно изготовление акустических излучателей разной мощности. Another feature of the device is that due to the manufacture of housings with different long sealed evacuated chambers, it is possible to produce acoustic emitters of different capacities.

На Фиг. 1 представлен излучатель в разрезе.In FIG. 1 shows a radiator in section.

На Фиг. 2 представлена схема расположения двух магнитострикционных преобразователей и показаны колебания среды между их торцами.In FIG. Figure 2 shows the arrangement of two magnetostrictive converters and shows the vibrations of the medium between their ends.

Акустический излучатель включает корпус 1, с расположенными в нем камерой 2 сообщающейся со скважинной средой и герметичной вакуумированной камерой 3, заполненной электроизоляционной жидкостью и содержащей магнитострикционные преобразователи 9 с обмотками, соединенными последовательно. Электрическое соединение преобразователей 9 с геофизической головкой 11 осуществляется посредством геофизических электровводов 6.The acoustic emitter includes a housing 1, with a chamber 2 located therein communicating with the wellbore fluid and a sealed evacuated chamber 3 filled with an insulating liquid and containing magnetostrictive transducers 9 with windings connected in series. The electrical connection of the transducers 9 with the geophysical head 11 is carried out by means of geophysical electrical inputs 6.

Корпус камеры 2, сообщающейся со скважинной средой через окна 4, представляет собой цилиндр 8, оканчивающийся конусной частью. Компенсация давления в герметичной вакуумированной камере 3 происходит через поршневой механизм 5, нижняя часть которого выходит в камеру 2, которая сообщается со скважинной средой и имеет давление скважины, а другая часть поршневого механизма 5 сообщатся с герметичной вакуумированной камерой 3. Упругие перемещения поршневого механизма 5 позволяют сохранять работоспособность излучателя при изменении давления и температуры околоскважинного пространства, что значительно увеличивает надежность прибора.The housing of the chamber 2, communicating with the borehole medium through the windows 4, is a cylinder 8, ending in a conical part. The pressure compensation in the sealed evacuated chamber 3 occurs through the piston mechanism 5, the lower part of which goes into the chamber 2, which communicates with the borehole medium and has a borehole pressure, and the other part of the piston mechanism 5 communicates with the sealed evacuated chamber 3. The elastic movements of the piston mechanism 5 allow maintain the health of the emitter when changing the pressure and temperature of the near-wellbore space, which significantly increases the reliability of the device.

Магнитострикционные преобразователи 9 скреплены удерживающими скобами 10, обеспечивающие им подвижность и закрепленные на корпусе 1 через общую планку (на фиг. не обозначена), причем герметичная вакуумированная камера 3 оснащена компенсатором давления в виде поршневого механизма 5 и выполнена с возможностью размещения при необходимости в специальных полостях 7 геофизических датчиков, в том числе, локатора муфт (на Фиг. не представлены). Также в ней расположены геофизические электровводы 6, которые обеспечивают питание магнитострикционных преобразователей 9. Для соединения акустического излучателя с питающим кабелем в корпусе 1 установлена геофизическая головка 11.Magnetostrictive transducers 9 are fastened with retaining brackets 10, providing them with mobility and mounted on the housing 1 through a common bar (not shown in FIG.), And the sealed evacuated chamber 3 is equipped with a pressure compensator in the form of a piston mechanism 5 and is configured to be placed in special cavities if necessary 7 geophysical sensors, including the locator of couplings (not shown in Fig.). Also located in it are geophysical electrical inputs 6, which provide power to the magnetostrictive transducers 9. To connect the acoustic emitter to the power cable, a geophysical head 11 is installed in the housing 1.

Упругая энергия колебаний магнитострикционных преобразователей 9 через электроизоляционную жидкость, находящуюся в герметичной вакуумированной камере 3 передается корпусу 1, а от него в пространство скважины, в котором происходит взаимодействие волн давления и формирование суммарного акустического поля в скважине и прискважинной зоне.The elastic energy of oscillations of the magnetostrictive transducers 9 through the insulating fluid located in the sealed evacuated chamber 3 is transferred to the housing 1, and from it to the space of the well, in which pressure waves interact and the formation of the total acoustic field in the well and in the borehole zone.

За счет изготовления корпусов 1 с разной длинной герметичной вакуумированной камеры 3 возможно изготовление акустических излучателей разной мощности. Due to the manufacture of buildings 1 with different long sealed evacuated chambers 3, it is possible to produce acoustic emitters of different capacities.

Диаметр излучателя с геофизической головкой головкой 11 для присоединения к стандартному геофизическому кабелю должен быть таковым, чтобы его можно было использовать в насосно-компрессорной трубе (НКТ) и общей длиной порядка полутора метров или более.The diameter of the emitter with a geophysical head with a head 11 for connecting to a standard geophysical cable must be such that it can be used in a tubing and tubing with a total length of about one and a half meters or more.

Предложенная конструкция акустического излучателя не допускает непосредственный контакт магнитострикционных преобразователей 9 с агрессивной скважинной средой, что в свою очередь увеличивает ресурс работы изделия в разы. Конструкция корпуса 1 акустического излучателя позволяет использование магнитострикционных преобразователей 9 различных размеров. Достигается это за счет возможности изменения размеров полостей 7 герметичной вакуумированной камеры 3, в которых, при необходимости, могут быть размещены геофизические датчики, а при их отсутствии имеется возможность исключить полностью наличие данных полостей 7 и удлинить полости, в которой расположены магнитострикционные преобразователи 9 и, соответственно, изменять их размеры.The proposed design of the acoustic emitter does not allow direct contact of the magnetostrictive transducers 9 with an aggressive well environment, which in turn increases the life of the product at times. The design of the housing 1 of the acoustic emitter allows the use of magnetostrictive transducers 9 of various sizes. This is achieved due to the possibility of resizing the cavities 7 of the sealed evacuated chamber 3, in which, if necessary, geophysical sensors can be placed, and if they are absent, it is possible to completely eliminate the presence of these cavities 7 and to extend the cavities in which the magnetostrictive transducers 9 are located and Resize them accordingly.

Таким образом, изобретение повышает надежность работы скважинного излучателя за счет предотвращения коррозионного разрушения внутренних частей излучателя, увеличивает эффективность излучения за счет стабильной работы излучателей и отсутствия резких перепадов режимов работы во время длительной эксплуатации.Thus, the invention improves the reliability of the downhole emitter by preventing corrosion damage to the internal parts of the emitter, increases the radiation efficiency due to the stable operation of the emitters and the absence of sudden changes in operating conditions during long-term operation.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows .

Ультразвуковой излучатель опускают до перфорационной зоны продуктивного пласта на грузовом геофизическом кабеле, через который переменное напряжение рабочей частоты, соответствующей резонансной частоте магнитострикционного преобразователя 9 подаётся по кабелю с генератора, расположенного на поверхности. Одновременно от этого же генератора на эту же электрическую обмотку подаётся постоянный ток подмагничивания порядка 5-8 А. Магнитострикционные преобразователи 9, соединенные последовательно, передают упругую энергию колебаний в объём герметичной вакуумированной камеры 3, заполненной электроизоляционной жидкостью. The ultrasonic emitter is lowered to the perforation zone of the reservoir on the cargo geophysical cable, through which an alternating voltage of the operating frequency corresponding to the resonant frequency of the magnetostrictive transducer 9 is supplied through the cable from the generator located on the surface. At the same time, a direct magnetization current of the order of 5-8 A is applied to the same electrical winding. Magnetostrictive transducers 9 connected in series transfer elastic energy of vibrations to the volume of a sealed evacuated chamber 3 filled with an insulating liquid.

Давление внутри герметичной вакуумированной камеры 3 выравнивается со скважинным давлением посредством работы поршневого механизма 5, поджатого пружиной, основными излучающими элементами являются плоские стержневые магнитострикционные преобразователи 9, выполненные из пермендюра.The pressure inside the sealed evacuated chamber 3 is aligned with the borehole pressure through the operation of the piston mechanism 5, pressed by a spring, the main emitting elements are flat rod magnetostrictive transducers 9 made of permendure.

Согласно нижеприведенной формуле [2], магнитострикционные преобразователи 9 совершают продольные пульсирующие (вдоль оси скважины) колебания, при этом излучающие торцы соседних магнитострикционных преобразователей 9 колеблются навстречу друг другу (такое расположение можно назвать оппозитным), так что эффект от сжатия-растяжения акустической среды между торцами трансформируется преимущественно в радиальные колебания среды (Фиг. 2).According to the following formula [2], magnetostrictive transducers 9 perform longitudinal pulsating (along the axis of the well) oscillations, while the radiating ends of adjacent magnetostrictive transducers 9 oscillate towards each other (this arrangement can be called the opposite), so that the effect of compression-extension of the acoustic medium between ends transforms mainly into radial vibrations of the medium (Fig. 2).

При этом энергия упругих волн полностью передаётся корпусу 1 излучателя, толщина стенки которого в зоне расположения магнитострикционных преобразователей 9 меньше, чем в остальной части. Выполнение этой секции с размещенными в ней магнитострикционными преобразователями 9, вакуумированной и полностью заполненной электроизоляционной жидкостью, обеспечивает надежную работу излучателя независимо от характера жидкой фазы, заполняющей скважину, так как при отсутствии конструктивной защиты излучателя такой параметр флюида, как его агрессивность, может существенно влиять на параметры работы излучателя. In this case, the energy of the elastic waves is completely transferred to the housing 1 of the emitter, the wall thickness of which in the area of the magnetostrictive transducers 9 is less than in the rest. The implementation of this section with magnetostrictive transducers 9 placed in it, evacuated and completely filled with an insulating liquid, ensures reliable operation of the emitter regardless of the nature of the liquid phase filling the well, since in the absence of constructive protection of the emitter such a fluid parameter as its aggressiveness can significantly affect parameters of the emitter.

Дегазация электроизоляционной жидкости за счет вакуумирования внутреннего объема повышает надежность и обеспечивает эффективную работу излучателя при заполнении скважины любым флюидом. Энергия упругих колебаний, излучающих корпусом 1 передается в пространство скважины, в котором происходит взаимодействие волн давления и формирование суммарного акустического поля в скважине и прискважинной зоне.Degassing of the insulating fluid by evacuating the internal volume increases reliability and ensures efficient operation of the emitter when filling the well with any fluid. The energy of elastic vibrations emitting by the body 1 is transferred to the space of the well, in which pressure waves interact and the formation of the total acoustic field in the well and in the borehole zone.

Магнитострикционные преобразователи 9 работают в частотном диапазоне 5-35 кГц [2]. Собственные (резонансные) частоты магнистострикционного преобразователя 9, т.е. в отсутствии внешней нагрузки на его излучающую поверхность, определяются из уравнения:Magnetostrictive converters 9 operate in the frequency range of 5-35 kHz [2]. Natural (resonant) frequencies of the magnetostrictive transducer 9, i.e. in the absence of an external load on its radiating surface, are determined from the equation:

Fn = ( 0 . 5 + n ) c / L , n = 0 , 1 , 2 , . . . , (1) т.е. Fn = 0.5*5000/100 = 25000 ГцFn = (0.5 + n) c / L, n = 0, 1, 2,. . . , (1) i.e. Fn = 0.5 * 5000/100 = 25000 Hz

где с — скорость распространения продольных волн в материале в отсутствии магнитного поля, для используемого обычно на практике магнитострикционного материала пермендюра с = 5000 м/с; а L — длина преобразователя.where c is the velocity of propagation of longitudinal waves in the material in the absence of a magnetic field, for a magnetostrictive material usually used in practice, permendera s = 5000 m / s; and L is the length of the transducer.

Из формулы (1) следует, что, каждую частоту в диапазоне 5-35 кГц можно использовать как основную, собственную, т.е. f = fо, причем значения L в зависимости от fо не являются критичными с точки зрения спуско - подъемных операций через НКТ.  From formula (1) it follows that, each frequency in the range of 5-35 kHz can be used as the main, intrinsic, i.e. f = fо, and the values of L depending on fо are not critical from the point of view of hoisting operations through the tubing.

Так, при fо = 20 кГц для магнитострикционного преобразователя 9 L = 12, 5 см. [2].So, at fо = 20 kHz for a magnetostrictive transducer 9 L = 12.5 cm. [2].

Электрическая мощность генератора, подводимая к преобразователю:Electric power of the generator supplied to the converter:

P = pm х Аи, где (2)P = p m x A and , where (2)

pm – допустимая удельная электрическая мощность для материала пермендюра К49Ф2 pm=100 х 104 Вт/м2p m - allowable specific electric power for K49F2 permendera material p m = 100 x 10 4 W / m2

Аи – площадь поверхности излучения сердечника, And and - the surface area of the radiation of the core,

Аи = [1+(bо(n-1))/a*n]*Ac, где A and = [1+ (b about (n-1)) / a * n] * A c , where

n- число стержней сердечника, n=2; bo=10/5 мм – ширина окна; a=5 мм, ширина стержня; Ас – суммарная площадь сечения стержней, м2. n is the number of core rods, n = 2; b o = 10/5 mm - window width; a = 5 mm, rod width; Ac - the total cross-sectional area of the rods, m 2 .

Подставляя известные значения размеров сердечника, получим Аи = 420*10-6м2. Подставляя полученные значения, вычислим мощность:Substituting the known values of the dimensions of the core, we get A and = 420 * 10 -6 m 2 . Substituting the obtained values, we calculate the power:

P=100 х 104 * 42000*10-2 = 420 Вт. Это значение мощности подводимой к одному преобразователю, соответственно для трёх преобразователей: P = 1260 Вт.P = 100 x 10 4 * 42000 * 10 -2 = 420 W. This value is the power supplied to one converter, respectively, for three converters: P = 1260 W.

Claims (3)

1. Акустический излучатель, включающий корпус с расположенными в нем камерой, сообщающейся со скважинной средой, и герметичной вакуумированной камерой, заполненной электроизоляционной жидкостью и содержащей магнитострикционные преобразователи с обмотками, соединенными последовательно, электрическое соединение которых с геофизической головкой осуществляется посредством геофизических электровводов, при этом магнитострикционные преобразователи скреплены удерживающими скобами, обеспечивающими подвижность, и закреплены на корпусе через общую планку, причем герметичная вакуумированная камера оснащена компенсатором давления в виде поршневого механизма и полостью, выполненной с возможностью размещения в ней геофизических датчиков.1. An acoustic emitter comprising a housing with a chamber located therein, communicating with the wellbore environment, and a sealed evacuated chamber filled with electrical insulating fluid and containing magnetostrictive transducers with windings connected in series, the electrical connection of which with the geophysical head is carried out by means of geophysical electrical inputs, while magnetostrictive the transducers are fastened with holding brackets, providing mobility, and are fixed to the housing Erez common rail, wherein the sealed vacuum chamber equipped with a pressure compensator in the form of a piston mechanism and said cavity adapted to house the geophysical sensors. 2. Акустический излучатель по п.1, характеризующийся тем, что упругая энергия колебаний магнитострикционных преобразователей через электроизоляционную жидкость, заполняющую герметичную вакуумированную камеру, передается корпусу, а от него в пространство скважины, в котором происходит взаимодействие волн давления и формирование суммарного акустического поля в скважине и прискважинной зоне.2. The acoustic emitter according to claim 1, characterized in that the elastic vibrational energy of the magnetostrictive transducers through the insulating fluid filling the sealed vacuum chamber is transferred to the body, and from it into the well space, in which pressure waves interact and the total acoustic field in the well is formed and downhole zone. 3. Акустический излучатель по п.1, характеризующийся тем, что за счет изготовления корпусов с разной длиной герметичной вакуумированной камеры возможно изготовление акустических излучателей разной мощности. 3. The acoustic emitter according to claim 1, characterized in that due to the manufacture of buildings with different lengths of a sealed evacuated chamber, it is possible to produce acoustic emitters of different capacities.
RU2019123136A 2019-07-23 2019-07-23 Emitter for acoustic action on bottomhole zone of oil wells RU2717845C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123136A RU2717845C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Emitter for acoustic action on bottomhole zone of oil wells
EP20742210.6A EP4004332A1 (en) 2019-07-23 2020-07-13 Emitter for acoustic treatment of the well bottom zones of oil wells
PCT/EP2020/069793 WO2021013613A1 (en) 2019-07-23 2020-07-13 Emitter for acoustic treatment of the well bottom zones of oil wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123136A RU2717845C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Emitter for acoustic action on bottomhole zone of oil wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717845C1 true RU2717845C1 (en) 2020-03-26

Family

ID=69943335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123136A RU2717845C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Emitter for acoustic action on bottomhole zone of oil wells

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4004332A1 (en)
RU (1) RU2717845C1 (en)
WO (1) WO2021013613A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022069060A1 (en) * 2020-10-02 2022-04-07 Kulbuzhev Bashir Sultanovich Acoustic transmitter with active waveguides for oil well treatment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2026970C1 (en) * 1990-06-05 1995-01-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "Экстон" Device for acoustic stimulation of bottom-hole zone of producing formations
EP0994237A2 (en) * 1998-10-14 2000-04-19 Japan National Oil Corporation Acoustic wave transmission system and method for transmitting an acoustic wave to a drilling metal tubular member
RU2196217C2 (en) * 2001-04-17 2003-01-10 Дрягин Вениамин Викторович Downhole acoustic radiator
RU64274U1 (en) * 2007-02-02 2007-06-27 Дмитрий Павлович Фролов DEVICE FOR LOW-FREQUENCY ACOUSTIC INFLUENCE ON THE PERFORATION ZONE AND OIL LAYER IN THE BOTTOM-HOLE ZONE
RU2312980C1 (en) * 2006-03-14 2007-12-20 Владимир Степанович Никитин Method and device for oil recovery increase

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1354147A1 (en) * 1986-05-23 1987-11-23 Ровенский государственный педагогический институт им.Д.З.Мануильского Well seismosignal source
US5184678A (en) * 1990-02-14 1993-02-09 Halliburton Logging Services, Inc. Acoustic flow stimulation method and apparatus
RU2169383C2 (en) * 1999-07-12 2001-06-20 Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Acoustic borehole radiator
US7063144B2 (en) * 2003-07-08 2006-06-20 Klamath Falls, Inc. Acoustic well recovery method and device
WO2017023186A1 (en) * 2015-08-06 2017-02-09 Ventora Technologies Ag Method and device for sonochemical treatment of well and reservoir
RU2634769C1 (en) 2016-08-23 2017-11-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) Downhole acoustic radiator
RU2674165C1 (en) * 2018-01-29 2018-12-05 "ПОЛЬМАКС" акционерное общество командитно акционерное общество Well acoustic transmitter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2026970C1 (en) * 1990-06-05 1995-01-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "Экстон" Device for acoustic stimulation of bottom-hole zone of producing formations
EP0994237A2 (en) * 1998-10-14 2000-04-19 Japan National Oil Corporation Acoustic wave transmission system and method for transmitting an acoustic wave to a drilling metal tubular member
RU2196217C2 (en) * 2001-04-17 2003-01-10 Дрягин Вениамин Викторович Downhole acoustic radiator
RU2312980C1 (en) * 2006-03-14 2007-12-20 Владимир Степанович Никитин Method and device for oil recovery increase
RU64274U1 (en) * 2007-02-02 2007-06-27 Дмитрий Павлович Фролов DEVICE FOR LOW-FREQUENCY ACOUSTIC INFLUENCE ON THE PERFORATION ZONE AND OIL LAYER IN THE BOTTOM-HOLE ZONE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022069060A1 (en) * 2020-10-02 2022-04-07 Kulbuzhev Bashir Sultanovich Acoustic transmitter with active waveguides for oil well treatment

Also Published As

Publication number Publication date
EP4004332A1 (en) 2022-06-01
WO2021013613A1 (en) 2021-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1750930B1 (en) Downhole ultrasonic well cleaning device
US7762354B2 (en) Peizoelectric generator particularly for use with wellbore drilling equipment
RU2630012C1 (en) Method and for ultrasonic intensification of oil production and device for its implementation
WO2017009075A1 (en) A downhole ultrasonic transducer, downhole probe and tool comprising such a transducer
RU2531422C1 (en) Method and device to measure technological parameter of fluid medium in well
CN102146791A (en) Method and device for measuring working fluid level of oil well
RU2717845C1 (en) Emitter for acoustic action on bottomhole zone of oil wells
RU2634769C1 (en) Downhole acoustic radiator
WO2019147170A1 (en) Downhole acoustic emitter
RU131062U1 (en) Borehole Acoustic Device
US11360054B2 (en) Acoustic waveguide
RU2304214C1 (en) Downhole sound emitting device
NO20160016A1 (en) Wireless transmission of well formation information
RU2196217C2 (en) Downhole acoustic radiator
US20160024907A1 (en) Well tool for use in a well pipe
CN209818054U (en) Cross dipole acoustic logging instrument
RU2169383C2 (en) Acoustic borehole radiator
RU2425974C2 (en) Device for measuring pressure of drilling fluid in well
RU2720343C1 (en) Acoustic radiator for treatment of oil and gas wells
RU2695409C2 (en) Method of increasing oil recovery and device for its implementation
EP4221885A1 (en) Acoustic transmitter with active waveguides for oil well treatment
WO2014140363A2 (en) Method for determining a position of a water/cement boundary between pipes in a hydrocarbon well
RU2008130459A (en) METHOD FOR MEASURING INLINE DOWN PARAMETERS
EP2971492A2 (en) Method for determining a position of a water/cement boundary between pipes in a hydrocarbon well
WO2014139584A1 (en) Well tool