устройство для гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта

Формула изобретения

Устройство для воздействия на призабойную зону пласта, включающее колонну НКТ, имплозионную камеру с размещенным в ней плунжером, верхний конец которой соединен с расширенным патрубком, имеющим окна, а ее нижний конец снабжен подпружиненным клапаном, установленным в корпусе, имеющем окна и концентраторы давления, отличающееся тем, что оно снабжено установленным между колонной НКТ и расширенным патрубком гидроцилиндром с расположенным внутри поршнем, жестко связанным с плунжером ипмлозионной камеры и подпружиненным сверху возвратной пружиной, при этом бесштоковая полость гидроцилиндра имеет сообщение с затрубным пространством, а его штоковая полость оснащена трубопроводом для подвода рабочей жидкости из колонны НКТ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи добывающих скважин при многократном гидроимпульсном воздействии на пласт.

В настоящее время известны устройства, обеспечивающие многократные гидроимпульсные воздействия на призабойную зону скважины [Патент на изобретение RU 2254456 от 20.06.2005 г.1. Устройство включает заглушенный в нижней торцовой части и соединенный в верхней части с насосно-компрессорной трубой цилиндрический корпус насоса с входным отверстием в верхней части. В корпусе установлен с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с цилиндрической боковой поверхностью и с диаметром, равным внутреннему диаметру корпуса насоса с входным отверстием в верхней части и выходным отверстием с обратным клапаном в донной части.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство, описанное в работе Попова А.А. «Ударные воздействия на призабойную зону скважин». - М.: Недра, 1990, с.106-109, где рассмотрен имплозионный генератор многоразового действия.

Устройство состоит из имплозионной камеры, плунжера, клапана с пружиной, корпуса с окнами для выхода жидкости, концентраторов давления и расширенной части с окнами для входа жидкости.

Принцип работы устройства заключается в том, что при поднятии плунжера до расширенной части в камеру, в которой создается разрежение, обрушивается столб жидкости, создавая импульс давления в зоне окон корпуса и импульс депрессии в расширенной части с окнами для входа жидкости.

Подъем плунжера осуществляется стандартными механизмами (подъемный агрегат А-50М, ЛТ-11 KM, A-50 У или аналогичными). Плунжер крепится к лебедке либо системой шланг Ф 16 мм, либо тросом Ф 16 мм, при этом нагрузка на штанги или трос из-за давления на плунжер (под плунжером состояние вакуума) составляет ˜3-10 ⁴ И (3 т.с) при глубине скважины 2,5 км. Обратный ход плунжера осуществляется за счет веса колонны штанг.

Воздействие на пласт повторяется многократно (10-100 раз), после чего, при необходимости, насосно-компрессорные трубы (НКТ) вместе с гидрогенератором поднимают до следующего участка пласта и повторяют воздействие.

Во всех описанных устройствах для гидроимпульсного воздействия на пласт подъем плунжера должен осуществляться с поверхности при помощи системы штанг и троса, кроме того, применяемые в настоящее время имплозионные устройства для многоразового гидродинамического воздействия на пласт обладают следующими недостатками, но

- низкая производительность работ из-за необходимости собирать и опускать на глубину продуктивного пласта колонну штанг;

- значительная вероятность обрыва штанг при большой глубине скважины из-за собственного веса колонны штанг и дополнительной нагрузки от наличия разрежения под плунжером;

- невозможность использования существующих имплозионных гидродинамических генераторов многоразового действия в наклонных и горизонтальных скважинах.

Задачей изобретения является повышение эффективности и надежности имплозионного устройства для многоразового гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта и возможности его использования на горизонтальных и наклонных скважинах.

Данный технический результат достигается тем, что устройство для воздействия на призабойную зону пласта, включающее колонну НКТ, имплозионную камеру с размещенным в ней плунжером, верхний конец которой соединен с расширенным патрубком, имеющим окна, а ее нижний конец снабжен подпружиненным клапаном, установленным в корпусе, имеющем окна и концентраторы давления, кроме того, устройство снабжено установленным между колонной НКТ и расширенным патрубком гидроцилиндром с расположенным внутри поршнем, жестко связанным с плунжером имплозионной камеры и подпружиненным сверху возвратной пружиной, при этом бесштоковая полость гидроцилиндра имеет сообщение с затрубным пространством, а его штоковая полость оснащена трубопроводом для подвода рабочей жидкости из колонны НКТ.

На чертеже схематично изображено устройство для гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта.

К колонне НКТ 1, расположенной в обсадной трубе 2 с перфорацией 3, крепится гидроцилиндр 4, поршень которого 5 через шток 6, уплотненный сальником 7 соединен с плунжером 8. К нижнему торцу гидроцилиндра 4 закреплен расширенный патрубок 9 с окнами 10, который соединен с верхним концом имплозионной камеры 11, а к ее нижнему концу крепится корпус 12 подпружиненного клапана 13 с окнами 14. На корпусе 12 установлены концентраторы давления 15. Для подвода рабочей жидкости из НКТ 1 в штоковую полость гидроцилиндра 4 служит трубопровод 16. Возвратная пружина 17 предназначена для возврата поршня 5 с плунжером 8 в крайнее нижнее положение.

Устройство для гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта работает следующим образом: устройство вместе с колонной НКТ 1 опускается в скважину так, чтобы окна 14 корпуса 12 располагались на уровне перфорации 3 обсадной трубы 2.

Привод плунжера гидродинамического генератора осуществляется гидроцилиндром 4, установленным между колонной НКТ 1 и расширенным патрубком 9 с окнами 10, поршень 5 которого соединен с плунжером 8, а давление, необходимое для движения поршня 5 вверх, подается через колонну НКТ 1, на которой закреплено устройство, с поверхности. Объем обсадной трубы 2 скважины заполняется жидкостью (например, водой), при этом плунжер 8 и поршень гидроцилиндра 4 находятся в нижнем положении, а безштоковая полость гидроцилиндра 4, имеющая сообщение с затрубным пространством НКТ 1, заполнена, как и имплозионная камера 11, скважинной жидкостью. В колонну НКТ 1 закачивается жидкость и создается давление Р, достаточное для преодоления усилия возвратной пружины 17 и подъема поршня 5, соединенною с плунжером 8, со скоростью 0,7-1 м/с, до выхода плунжера 8 в расширенный патрубок 9 с окнами 10.

Столб жидкости из затрубного пространства НКТ 1 через окна 10 и имплозионную камеру 11 обрушивается вниз со скоростью 120-150 м/с и, отжав подпружиненный клапан 13 создает импульс давления, который через окна 14 и перфорационные отверстия 3 в обсадной трубе 2 передается в породу пласта и раскрывает трещины, увеличивая проницаемость пласта в призабойной зоне.

После снятия давления в НКТ 1, под действием например, сжатой возвратной пружины 17 поршень 5 вместе с плунжером 8 возвращается в исходное положение. Устройство готово к следующему воздействию.

Подача жидкости под давлением через колонну НКТ 1 в штоковую полость гидроцилиндра 4 обеспечивается насосной станцией и распределительным устройством (не показаны).

Анализ показывает, что при подаче давления в НКТ 1 величиной 10 МПа насосом с расходом 100-120 л/мин можно обеспечить надежную работу предлагаемого устройства. Возвратная пружина 17 рассчитывается из условия преодоления трения в уплотнительных устройствах штока и плунжера.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить эффективность и надежность имплозионного устройства для многоразового гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта и обеспечить возможность его использования на горизонтальных и наклонных скважинах.