Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к устройствам для виброобработки нефтяных скважин.
Известен вибратор по а.с. 832067, 1981г., который включает полый корпус, жестко связанный с наконечником, выполненный с осевым каналом, поршень и золотник, образующий с корпусом кольцевую камеру, причем поршень жестко связан с наконечником, соосно установлен внутри корпуса и образует с ним кольцевой канал, в котором размещен золотник. Недостатком известного устройства является сложность конструкции, что затрудняет его использование для виброобработки загрязненных нефтяных скважин.
Наиболее близким устройством к предлагаемому изобретению, в котором частично устранен указанный недостаток, является гидравлический вибратор, в корпусе которого жестко закреплен стакан с щелевыми каналами для выхода жидкости. На стакане установлен свободно вращающийся золотник на двух подшипниках. [Э. А. Махмудбеков, А. И. Вольнов, Интенсификация добычи нефти, М, "Недра", 1975, с.217].
Недостатком известного устройства является относительная сложность конструкции и низкое КПД (потеря давления в самом вибраторе), обусловленное необходимостью принудительного вращения золотника, на что тратится часть энергии потока жидкости. Кроме того, наличие вращающихся и притертых деталей (золотника и двух его подшипников) делает затруднительным использование известного устройства для промывки скважин при наличии твердых включений в жидкости.
Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение КПД вибратора за счет снижения потерь давления в самом вибраторе, а также повышение надежности при работе в загрязненной жидкости.
Задача решается за счет того, что в гидравлическом вибраторе, содержащем корпус с закрепленным стаканом, согласно изобретению, стакан выполнен в виде винтовой пружины с возможностью растяжения и открытия спирального зазора для выхода жидкости, причем пружина с одной стороны закрыта заглушкой.
Существенные признаки:
1. Гидравлический вибратор содержит корпус с закрепленным стаканом;
2. Стакан выполнен в виде пружины;
3. Пружина выполнена винтовой;
4. Пружина выполнена с возможностью растяжения и открытия спирального зазора для выхода жидкости, то есть в нормальном состоянии витки пружины прижаты друг к другу, зазор для выхода жидкости закрыт;
5. Пружина с одной стороны закрыта заглушкой.
Первый признак является общим для известного и предлагаемого вибраторов. Остальные признаки (2-5) являются существенными отличительными признаками предлагаемого изобретения.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем: давление, создаваемое потоком жидкости в полости пружины растяжения (сжатой в нормальном состоянии до плотного соприкосновения витков), преодолевает ее упругость, то есть взаимодействует с пружиной. В результате пружина растягивается и между витками пружины открывается спиральный зазор для выхода жидкости. Давление в полости пружины падает и упругая сила пружины сжимает пружину обратно в исходное положение. Витки пружины резко смыкаются, при этом выход жидкости из полости пружины прекращается. Внезапное прекращение выхода жидкости приводит к возникновению гидроудара. В полости пружины снова начинает расти давление и цикл повторяется.
На чертеже изображен вибратор в разрезе.
Гидравлический вибратор состоит из корпуса 1, в котором с помощью втулки 2 закреплена пружина растяжения 3. С одной стороны пружина 3 закрыта заглушкой 4 с образованием герметичной полости.
Гидравлический вибратор работает следующим образом: под избыточным давлением жидкости в полости пружины 3 происходит ее растяжение, в результате чего витки пружины 3 расходятся и открывается спиральный зазор для выхода жидкости. Циркулирующая жидкость устремляется из полости пружины 3 наружу, что приводит к выравниванию давления внутри и снаружи пружины. В этот момент растянутая пружина 3 резко сжимается и спиральный зазор между витками смыкается, резко перекрывая выход жидкости. В результате этого в вибраторе и столбе жидкости возникает гидравлический удар. Далее в полости пружины 3 снова начинает расти давление, и цикл повторяется.
Пример конкретного исполнения. Винтовая пружина растяжения гидравлического вибратора выполнена по ГОСТ 13771-68. Пружина может быть цилиндрической или конической. Корпус изготовлен из муфты. С помощью корпуса вибратор прикрепляют к насосно-компрессорным трубам (НКТ) и спускают на забой скважины. При закачке жидкости в межтрубное пространство (с отбором по НКТ) гидроудары возникают в межтрубном пространстве. И, наоборот, при закачке жидкости по НКТ (с отбором по межтрубному пространству) гидроудары происходят в НКТ и передаются в межтрубное пространство. Оптимальный расход жидкости, необходимый для создания максимальной амплитуды гидроудара (1,8-2,5 МПа) в предлагаемом вибраторе, составляет 6-8 л/с. В известном вибраторе при расходе жидкости 25 л/с и более, то есть при работе двух насосных агрегатов амплитуда гидроударов в НКТ равна 5,0-7,0 МПа, а в межтрубном пространстве амплитуда снижается до 2,4 МПа. Потери давления обусловлены сложностью конструкции и низким КПД известного вибратора.
Предлагаемое устройство используют при следующих видах виброобработки:
а) виброобработка при циркуляции жидкости (нефти, воды и др.) с последующей прямой или обратной промывкой скважины;
б) виброобработка скважины при циркуляции жидкости с последующей закачкой ее через вибратор в продуктивный пласт;
в) виброобработка скважины при непрерывной закачке жидкости через вибратор в продуктивный пласт. Ее разновидностью является виброобработка при непрерывной закачке кислоты или кислоты с ПАВ через вибратор в продуктивный пласт.
Предельная простота конструкции позволяет изготовить вибратор в условиях минимально оборудованных мастерских, отсутствие плотно притертых движущихся деталей повышает надежность работы вибратора (через устройство выносятся продукты коррозии весом до 1,5 г). Он на длительное время (2-3 года) может быть оставлен в зоне перфорации для последующего периодического импульсного излива без привлечения бригады подземного ремонта. Вибратор может быть применен как для импульсного излива, так и для закачки жидкости при непрерывно действующих гидроударах в призабойной зоне. Одним из преимуществ его является также то, что при виброобработке скважины применяется нагнетаемая по водоводу жидкость.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПУЛЬСАТОР | 2008 |
|
RU2382872C1 |
Пружинный штуцер | 2002 |
|
RU2222695C1 |
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ШАРОВОЙ ВИБРАТОР | 1997 |
|
RU2148148C1 |
Клапан перепускной управляемый | 2020 |
|
RU2730156C1 |
СПОСОБ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИНЫ | 2001 |
|
RU2196880C1 |
СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАМЕРЗАНИЯ УСТЬЯ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ | 2001 |
|
RU2209933C1 |
СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА | 2003 |
|
RU2244815C1 |
ДЕМПФЕР-ПУЛЬСАТОР ПОТОКА ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ | 2011 |
|
RU2468182C1 |
МУФТА СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ | 2005 |
|
RU2278949C1 |
ГЕНЕРАТОР ГИДРОИМПУЛЬСНЫЙ | 1999 |
|
RU2160351C2 |
Изобретение относится к устройствам для виброобработки нефтяных скважин. Гидравлический вибратор состоит из корпуса, в котором с помощью втулки закреплена пружина растяжения. С одной стороны пружина растяжения закрыта заглушкой с образованием герметичной полости внутри пружины. Давление, создаваемое потоком жидкости в полости пружины растяжения, сжатой в нормальном состоянии до плотности соприкосновения витков, преодолевает ее упругость. Пружина растягивается и между витками пружины открывается спиральный зазор для выхода жидкости. Давление в полости пружины падает и упругая сила сжимает пружину обратно в исходное положение. Витки пружины резко смыкаются. Выход жидкости из полости пружины прекращается. Внезапное прекращение выхода жидкости приводит к возникновению гидроудара. В полости пружины снова начинает расти давление и цикл повторяется. Упрощается конструкция, снижаются потери давления в вибраторе, повышается надежность при работе в загрязненной жидкости. 1 ил.
Гидравлический вибратор, содержащий корпус с закрепленным стаканом, отличающийся тем, что стакан выполнен в виде винтовой пружины, закрытой с одной стороны заглушкой для образования герметичной полости и имеющей возможность растяжения под действием давления потока жидкости и открытия между витками спирального зазора для выхода жидкости.
МАХМУТБЕКОВ Э.А | |||
и др | |||
Интенсификация добычи нефти | |||
- М.: Недра, 1975, с.217 | |||
ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ ПЕРСПЕКТИВЫ ОКРУЖНОСТЕЙ И СПИРАЛЕЙ | 1926 |
|
SU6020A1 |
Устройство для воздействия на призабойную зону скважины | 1987 |
|
SU1535971A1 |
Клапан | 1988 |
|
SU1698426A1 |
Забойный пульсатор давления | 1980 |
|
SU939737A1 |
Наддолотный вибратор | 1987 |
|
SU1469082A1 |
ЗАБОЙНЫЙ ПУЛЬСАТОР | 1993 |
|
RU2071544C1 |
ПУЛЬСАТОР-ВИБРАТОР | 1996 |
|
RU2117748C1 |
Авторы
Даты
2003-01-27—Публикация
2000-04-20—Подача