UA54532C2

UA54532C2 - Well electrolytic pulse generator

Info

Publication number: UA54532C2
Application number: UA2000020569A
Authority: UA
Inventors: Петро Васильович Тарабаринов; Петр Васильевич Тарабаринов; Віктор Андрійович Старостін; Юрій Олександрович Зарубін; Юрий Александрович Зарубин; Валерій Миколайович Бульбас; Валерий Николаевич Бульбас; Володимир Михайлович Дорошенко; Владимир Михайлович Дорошенко; Валерій Іванович Горбунов; Валерий Иванович Горбунов; Юрій Васильович Примоленний; Юрий Васильевич Примоленный; Іван Миколайович Купер; Иван Николаевич Купер
Original assignee: Відкрите Акціонерне Товариство "Укрнафта"; Предприятие "Черниговнефтегаз" Открытого Акционерного Общества "Укрнефть"; Науково-Технічний Виробничий Кооператив "Контракт"; Научно-технический производственный кооператив «КОНТРАКТ»
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2003-03-17

Abstract

This invention relates to appliances for hydrodynamical effecting the well bottom zone. In the well electrolytic pulse generator having a pipe housing, in which there are placed electrolyzer with electrodes and explosion chamber with spark-plug the electrodes are made as a pack of conical washers, those are installed in cascade one above another, with the broadening part upwards, and with axial gap to the pipe housing, with the inner surface insulated from all the pack of conical washers; at that to the central opening of the electrodes (conical washers) a current conductor is installed, as a rod with insulated outer surface, this is electrically connected to the lower electrode, and the upper electrode is electrically connected to the housing of the appliance.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до пристроїв для гідродинамічного 2 впливу на привибійну зону з метою інтенсифікації процесів відновлення експлуатаційних характеристик свердловин.The invention relates to the oil and gas production industry, in particular to devices for hydrodynamic 2 influence on the near-bore zone in order to intensify the processes of restoring the operational characteristics of wells.

Відомий пристрій для відновлення експлуатаційних характеристик фільтрів свердловин, що містить системи електроживлення і електродів, вибухову камеру з ініціатором запалювання (А.С. СРСР Мо 969842, МПК ЕОЗВ 3/18,1982), 70 Пристрій встановлюють в фільтрі свердловини, яка заповнена хімреагентом. На електроди подається електричний потенціал. Електролізні гази збираються в вибуховій камері. Електричний розряд на ініціаторі запалювання викликає вибух газової суміші, що інтенсифікує процеси руйнування і розчинення кольматаційних відкладень на фільтрі свердловини.A well-known device for restoring the operational characteristics of well filters, containing power supply systems and electrodes, an explosive chamber with an ignition initiator (A.S. USSR Mo 969842, IPC EOZV 3/18, 1982), 70 The device is installed in the well filter, which is filled with a chemical reagent. An electrical potential is applied to the electrodes. Electrolytic gases are collected in the explosion chamber. An electric discharge on the ignition initiator causes an explosion of the gas mixture, which intensifies the processes of destruction and dissolution of the clogging deposits on the well filter.

Недоліками відомого пристрою є такі: 19 - складність технології застосування, яка обумовлена практично неможливістю подачі електричного струму по насосно-компресорних трубах, так як дуже складно ізолювати їх від свердловинної рідини (особливо, якщо остання являє собою кислотний розчин); - великі втрати електроенергії, які обумовлені необхідністю застосування в електричній схемі пристрою понижуючих електричних трансформаторів; - в відомому пристрої електролізу підлягає свердловинна рідина, а тому не завжди вдається отримати вибухову суміш.The disadvantages of the known device are as follows: 19 - the complexity of the application technology, which is due to the practical impossibility of supplying electric current through the pump-compressor pipes, as it is very difficult to isolate them from the well fluid (especially if the latter is an acid solution); - large losses of electricity, which are caused by the need to use step-down electrical transformers in the electrical circuit of the device; - well fluid is subjected to electrolysis in the well-known device, and therefore it is not always possible to obtain an explosive mixture.

Таким чином, перераховані недоліки суттєво знижують ефективність застосування пристрою при реагентних методах відновлення експлуатаційних характеристик свердловин.Thus, the listed shortcomings significantly reduce the efficiency of the device's use in reagent methods for restoring the operational characteristics of wells.

Найбільш близьким до запропонованого є пристрій для впливу на привибійну зону свердловини, що являє с собою електролітичний генератор гідродинамічних імпульсів, який включає електролізер, що виконаний у вигляді (3 коаксіально розміщених циліндричних електродів, розділених між собою струмонепровідною діафрагмою, вибухову камеру з ініціатором запалювання (А.С. СРСР Мо 977712, МПК Е21В 37/00, 1982).The closest to the proposed one is a device for influencing the near-cut zone of the well, which is an electrolytic generator of hydrodynamic pulses, which includes an electrolyzer made in the form of (3 coaxially placed cylindrical electrodes, separated from each other by a non-current-conducting diaphragm, an explosive chamber with an ignition initiator (A .S. USSR Mo 977712, IPC E21B 37/00, 1982).

Відомий пристрій працює наступним чином.The known device works as follows.

Перед установкою в свердловині електролізер заповнюють водяним розчином КОН. На електроди по кабелю сч подають постійний струм. Виділені водень і кисень проходять через шар електроліту і накопичуються під со кришкою електролізера. Досягнувши деякого надлишкового тиску, зворотний клапан відкривається і газова суміш заповнює вибухову камеру, електролізер від'єднується від джерела струму, а напруга подається на о ініціатор запалювання. Електричний розряд викликає вибух газової суміші. Від вибуху виникає гідроударна «І хвиля, яка діє на фільтр свердловини і руйнує кольматаційні відкладення. Супроводжуючий ударну хвилю 3о гідропотік вимиває зруйновані частинки у стовбур свердловини. Ефективність обробки зростає за рахунок різкого о сплеснення газової бульки, яка утворилась в результаті вибуху, тобто виникає ефект імплозії. Далі процес повторюється.Before installation in the well, the electrolyzer is filled with an aqueous solution of KOH. A direct current is supplied to the electrodes via the cable. The released hydrogen and oxygen pass through the electrolyte layer and accumulate under the cover of the electrolyzer. Having reached a certain excess pressure, the non-return valve opens and the gas mixture fills the explosive chamber, the electrolyzer is disconnected from the current source, and the voltage is applied to the ignition initiator. An electric discharge causes an explosion of a gas mixture. The explosion creates a hydraulic shock wave, which acts on the filter of the well and destroys the clogging deposits. The hydraulic flow accompanying the shock wave 3o washes the destroyed particles into the wellbore. The efficiency of processing increases due to the sharp flattening of the gas bubble, which was formed as a result of the explosion, that is, the implosion effect occurs. Then the process is repeated.

Суттєвими недоліками відомого електролітичного генератора є складність і недосконалість конструкції, що « призводить до значного ускладнення технології його застосування і обмеження експлуатаційних можливостей. З 70 Завданням винаходу, що пропонується, є усунення вказаних вище недоліків їі створення свердловинного с пристрою гідродинамічної дії на привибійну зону свердловини, в якому за рахунок введення нових елементівThe significant disadvantages of the well-known electrolytic generator are the complexity and imperfection of the design, which "leads to a significant complication of the technology of its application and limitation of operational capabilities. With 70 The task of the proposed invention is to eliminate the above-mentioned shortcomings and to create a wellbore device with hydrodynamic action on the wellbore area, in which, due to the introduction of new elements

Із» конструкції і їх розташування досягається можливість значного спрощення конструкції в цілому, зменшення витрат електроенергії (досягається можливість споживання електроенергії без трансформації електричної напруги) і розширення експлуатаційних характеристик пристрою (з'являється можливість розробки свердловинного пристрою з невеликими радіальними габаритами). і-й Суттю винаходу є те, що в свердловинному пристрої гідродинамічної дії, який містить трубчатий корпус, в «їз» якому розташовані електролізер з електродами і вибухова камера з свічкою запалювання, електроди виконані у вигляді пакета конічних шайб, встановлених каскадом одна над одною, розширюваною частиною догори і з і-й аксіальним зазором до трубчатого корпусу, внутрішня поверхня якого ізольована від усього пакету конічних со 20 шайб, причому в центральний отвір електродів (конічних шайб) встановлений струмопровід у вигляді стержня з ізольованою зовнішньою поверхнею, який електрично приєднаний до нижнього електрода, а верхній електрод о електрично з'єднаний з корпусом пристрою.From" the structure and their location, the possibility of significantly simplifying the structure as a whole, reducing electricity consumption (the possibility of consuming electricity without transforming the electric voltage) and expanding the operational characteristics of the device (the possibility of developing a well device with small radial dimensions) is achieved. i. The essence of the invention is that in a well device of hydrodynamic action, which contains a tubular body, in the "car" of which there are an electrolyzer with electrodes and an explosive chamber with a spark plug, the electrodes are made in the form of a package of conical washers, installed in a cascade one above the other, with the expanding part up and with the i-th axial gap to the tubular body, the inner surface of which is isolated from the entire package of conical so 20 washers, and in the central hole of the electrodes (conical washers) a current conductor is installed in the form of a rod with an insulated outer surface, which is electrically connected to the lower electrode, and the upper electrode is electrically connected to the body of the device.

Обгрунтування перерахованих відмінних ознак пропонуємого винаходу полягає в наступному: - виконання електродів у вигляді пакета конічних шайб, встановлених каскадом одна над одною дозволяє 29 регулювати відбір електроенергії кількістю електродів без трансформування електричної напруги, що суттєвоThe rationale for the listed distinguishing features of the proposed invention is as follows: - the implementation of electrodes in the form of a package of conical washers, installed in a cascade one above the other, allows 29 to regulate the selection of electricity by the number of electrodes without transforming the electric voltage, which is essential

ГФ) підвищує коефіцієнт корисної дії пристрою; - установка електродів (конічних шайб) розширюваною частиною догори і з аксіальним зазором до трубчатого о корпусу дозволяє електролізним газам у процесі електролізу відділятися від електродів і збиратися у вибуховій камері; 60 - виконання внутрішньої поверхні трубчатого корпусу ізольовано від усього пакету конічних шайб (електродів), установка в центральний отвір електродів струмопроводу у вигляді стержня з ізольованою зовнішньою поверхнею, який електрично приєднаний до нижнього електрода, і з'єднання верхнього електрода з корпусом пристрою забезпечує відбір електричної енергії при проходженні електричного струму послідовно від електрода до електрода, крім того таке розміщення і підключення електродів передбачає можливість розробки бо свердловинного пристрою з незначними радіальними габаритами, що суттєво розширює експлуатаційні характеристики винаходу, що пропонується.HF) increases the efficiency of the device; - installation of electrodes (conical washers) with the expanding part up and with an axial gap to the tubular body allows electrolytic gases to separate from the electrodes during the electrolysis process and collect in the explosion chamber; 60 - execution of the inner surface of the tubular housing is isolated from the entire package of conical washers (electrodes), installation in the central hole of the electrodes of the current conductor in the form of a rod with an insulated outer surface, which is electrically connected to the lower electrode, and the connection of the upper electrode with the device housing ensures the selection of electrical energy during the passage of electric current sequentially from electrode to electrode, in addition, such placement and connection of electrodes provides for the possibility of developing a borehole device with small radial dimensions, which significantly expands the operational characteristics of the proposed invention.

На кресленні представлено розріз запропонованого свердловинного пристрою гідродинамічної дії на продуктивний пласт.The drawing shows a section of the proposed hydrodynamic well device on the productive layer.

Пристрій містить трубчатий корпус 1 (електролізер), внутрішня поверхня якого покрита струмонепровідним матеріалом 2. Всередині трубчатого корпусу 1 встановлені електроди 3, між якими розміщені струмонепровідні проставки 4. В центральний отвір електродів встановлено струмопровід 5 з ізольованою зовнішньою поверхнею, який електрично з'єднаний з нижнім електродом 6. Верхній електрод 7 за допомогою металевого патрубка 8 електрично з'єднаний з корпусом пристрою. Крім того, пристрій містить вибухову камеру 9 зі свічкою /о запалювання 10, електричний кабель 11 і патрубок 12, за допомогою якого пристрій кріпиться до насосно-компресорних труб (умовно не показані) і на яких він спускається у свердловину. Вибухова камера виконана з каналами 13, за допомогою яких вона сполучається з порожниною свердловини. Принцип дії запропонованого пристрою полягає у наступному.The device contains a tubular body 1 (electrolyzer), the inner surface of which is covered with a non-conductive material 2. Inside the tubular body 1, electrodes 3 are installed, between which non-conductive spacers 4 are placed. A current conductor 5 with an insulated outer surface is installed in the central hole of the electrodes, which is electrically connected to the lower electrode 6. The upper electrode 7 is electrically connected to the device body by means of a metal pipe 8. In addition, the device contains an explosive chamber 9 with a spark plug 10, an electric cable 11 and a pipe 12, with the help of which the device is attached to the pump-compressor pipes (conditionally not shown) and on which it descends into the well. The explosive chamber is made with channels 13, with the help of which it is connected to the cavity of the well. The principle of operation of the proposed device is as follows.

Електролізер 1 заповнюють водяним розчином КОН і свердловинний пристрій на насосно-компресорних /5 трубах спускають в інтервал гідродинамічного впливу, після чого вмикають струм живлення електролізера.Electrolyzer 1 is filled with an aqueous solution of KOH and the well device on pump-compressor /5 pipes is lowered into the interval of hydrodynamic influence, after which the power supply of the electrolyzer is turned on.

Утворені в процесі електролізу водень та кисень, створивши надлишковий тиск, виходять з електролізера і накопичуються у вибуховій камері 9. При цьому свердловинна рідина, яка знаходиться у вибуховій камері, витискується електролізними газами через канали сполучення 13 у свердловинний простір. Після заповнення вибухової камери газовою сумішшю подають напругу на свічку запалювання 10 і електричний розряд викликає вибух газової суміші. Утворювана вибухова хвиля діє на продуктивний пласт та змінює його параметри.The hydrogen and oxygen formed in the process of electrolysis, creating excess pressure, leave the electrolyzer and accumulate in the blast chamber 9. At the same time, the well fluid, which is in the blast chamber, is squeezed out by electrolysis gases through the communication channels 13 into the well space. After filling the explosive chamber with a gas mixture, voltage is applied to the spark plug 10 and an electric discharge causes an explosion of the gas mixture. The resulting explosive wave acts on the productive layer and changes its parameters.

Ефективність впливу на пласт збільшується за рахунок різкого сплеснення газової бульки, яка утворилась в результаті вибуху, тобто виникає ефект всмоктування свердловинної рідини через канали сполучення 13 в вибухову камеру (ефект імплозії). Далі процес повторюється. Таким чином, запропонований пристрій дозволяє створювати миттєві циклічні депресії на пласт, які багатократно діючи на кольматаційну частинку, призводять сч дв в нестійке положення, а супроводжуючий ударну хвилю гідропотік сприяє очищенню порових каналів пласта від вторинних відкладень. (8)The effectiveness of the effect on the formation increases due to the sharp flattening of the gas bubble that was formed as a result of the explosion, that is, the effect of the absorption of well fluid through the communication channels 13 into the explosion chamber (implosion effect) occurs. Then the process is repeated. Thus, the proposed device makes it possible to create instantaneous cyclic depressions on the formation, which, acting repeatedly on the occlusion particle, bring the formation to an unstable position, and the hydraulic flow accompanying the shock wave helps to clean the pore channels of the formation from secondary sediments. (8)

Таким чином, досягається технічний результат винаходу: виникає можливість багатократної поінтервальної дії на продуктивний пласт, зменшення непродуктивних втрат електроенергії за рахунок можливості споживання електричної напруги без її трансформування, розширення експлуатаційних характеристик за рахунок с зо забезпечення можливості розробки пристрою малого діаметра. (зе)Thus, the technical result of the invention is achieved: there is a possibility of multiple interval action on the productive layer, reduction of non-productive losses of electricity due to the possibility of consuming electric voltage without its transformation, expansion of operational characteristics due to the possibility of developing a device of small diameter. (ze)

Claims

The formula of the invention about "35 Downhole electrolytic pulse generator, which includes a tubular body, an electrolyzer with electrodes and an explosive chamber with a spark plug, which is characterized by the fact that the electrodes are made in the form of a package of conical washers, installed in a cascade one above the other, with an expanding part up and with axial gap to the tubular body, the inner surface of which is isolated from the entire package of conical washers, and a current conductor is installed in the central hole of the electrodes - conical washers in the form of a rod with an insulated outer surface, which is electrically connected to the lower electrode, and the upper electrode is electrically connected to connected to the device body. . and?

1 sh» 1

(95) Ko)

name)

60 b5