устройство для гидроимпульсного воздействия на пласт

Формула изобретения

Устройство для гидроимпульсного воздействия на пласт, включающее настроенный на давление открытия клапан сброса давления, вставной штанговый насос с приводом от станка-качалки и устьевую задвижку, отличающееся тем, что устройство содержит установленный в полости насосно-компрессорных труб гидравлический домкрат, корпус которого соединен полым полированным штоком со станком-качалкой, а поршень - штангами с удлиненным плунжером насоса, при этом цилиндр насоса перфорирован выше и ниже замковой опоры, образуя совместно с плунжером золотниковый клапан сброса давления, причем длина плунжера больше суммарной длины хода станка-качалки и расстояния между перфорационными отверстиями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для интенсификации нефтедобычи.

Известно устройство для добычи нефти и импульсного воздействия на пласт, содержащее заглушенный в нижней торцевой части корпус насоса с входным отверстием в верхней части и снабженный клапаном плунжер с приводом от станка-качалки. При ходе плунжера вверх полость насоса опорожняется до отверстия в корпусе насоса, после чего происходит заполнение его полости жидкостью из скважины, сопровождающееся гидроударом (Патент РФ №2145380, опубл. 10.02.2000 г.).

Однако амплитуда импульса ограничена динамическим уровнем в скважине, а объем жидкости, заполняющей полость корпуса, и связанная с этим мощность гидроудара ограничены ходом станка-качалки и диаметром насоса и невелики. Другим недостатком является практически мгновенное ударное воздействие на штанги, возникающее вследствие воздействия веса столба жидкости на плунжер в начале его хода вверх. Этот удар передается на станок-качалку, что может привести к слому штанг и станка-качалки.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для гидроразрыва пласта, содержащее настроенный на давление открытия клапан сброса давления, установленный выше вставного штангового насоса, и устьевую задвижку. При открытой устьевой задвижке штанговым насосом заполняют полость насосно-компрессорных труб (НКТ), затем задвижку закрывают и производят нагнетание давления в полости НКТ. При определенном давлении клапан открывается, сбрасывая давление в полость скважины. После открытия задвижки производят добычу нефти (Патент РФ №2203412, опубл. 27.04.2003 г.).

Недостатком устройства является необходимость подъема НКТ для подъема клапана при его замене или выходе из строя.

Задачей изобретения является создание более технологичного в работе устройства, обеспечивающего подъем клапана без подъема НКТ.

Для успешного решения поставленной задачи устройство, включающее настроенный на давление открытия клапан сброса давления, вставной штанговый насос с приводом от станка-качалки и устьевую задвижку, согласно изобретению, содержит установленный в полости насосно-компрессорных труб гидравлический домкрат, корпус которого соединен полым полированным штоком со станком-качалкой, а поршень - штангами с удлиненным плунжером насоса, при этом цилиндр насоса перфорирован выше и ниже замковой опоры, образуя совместно с плунжером золотниковый клапан сброса давления, причем длина плунжера больше суммарной длины хода станка-качалки и расстояния между перфорационными отверстиями.

Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, за счет возможности подъема на штангах насоса вместе с гидроударником, содержащим клапан сброса давления и домкрат.

Нам не известны устройства, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого способа требованиям, предъявляемым к изобретениям.

На чертеже схематично изображено устройство для гидроимпульсного воздействия на пласт.

Устройство содержит вставной штанговый насос 1, цилиндр 2 которого перфорирован отверстиями 3 и 4 выше и ниже замковой опоры 5. Удлиненный плунжер 6 насоса, образующего совместно с отверстиями 3 и 4 золотниковый клапан 7 сброса давления, соединен штангами 8 с поршнем 9 домкрата 10, корпус 11 которого соединен полым штоком 12 со станком-качалкой 13. Полость НКТ 14 перекрывается устьевой задвижкой 15. Для создания условий для прямого гидроудара в НКТ 14 напротив отверстий 4 выполнены окна 16.

Устройство работает следующим образом.

После спуска устройства и посадки насоса 1 в замковую опору 5, запускают в работу станок-качалку 13. Штанговым насосом 1 производят заполнение НКТ 14 до устья при открытой устьевой задвижке 15. Затем задвижку 15 закрывают и производят нагнетание давления в полости НКТ 14. Так как длина плунжера 6 больше суммарной длины хода станка-качалки 13 и расстояния между отверстиями 3, 4, при работе насоса 1 оба отверстия 3 и 4 золотникового клапана 7 сброса давления остаются закрытыми. При этом вместе с плунжером 6 насоса 1 домкрат 10 совершает возвратно-поступательное движение при нижнем положении поршня 9.

При превышении давления и силы, направленной вверх, прикладываемой к поршню 9 домкрата 10, веса колонны штанг 8, поршень 9 и вслед за ним плунжер 6 перемещаются вверх, причем полый шток 12 позволяет свободный выход воздуха из надпоршневого пространства. В верхней точке хода станка-качалки 13 плунжер 6 насоса 1 занимает положение, при котором отверстия 3 и 4 золотникового клапана 7 сброса давления открываются, сообщая полость высокого давления в НКТ 14 выше замковой опоры 5 с полостью низкого давления. Жидкость истекает из отверстий 3 и 4 и окон 16 в кольцевое пространство скважины, создавая гидроудар. Давление в полости НКТ 14 сбрасывается и поршень 9 домкрата 10 вновь занимает исходное нижнее положение.

После гидроимпульсного воздействия открывают задвижку 15 и производят добычу нефти. При необходимости подъема устройства или замены насоса 1 их поднимают на штангах 8 на поверхность.