ПРИВОД ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЯ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН Российский патент 2014 года по МПК E21B28/00 E21B43/16 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в качестве привода вибровозбудителя скважины в продуктивном слое залежи.

Известен привод воздействия на углеводородную залежь при ее разработке и эксплуатации (см. патент РФ 2209945 С1, МПК Е21В 43/16, опубликовано: 10.08.2003) представляющий собой спускаемую в скважину колонну труб с гидроцилиндром в нижней части и помещенным в нем плунжером.

Воздействие на продуктивный пласт осуществляется гидравлическими ударами путем разгрузки в импульсном режиме веса столба жидкости над плунжером в пространство под плунжером при каждом перемещении последнего в крайнее верхнее положение.

Недостатками рассмотренного привода являются: ограниченность частоты воздействия; высокая вероятность заклинивания подвижного плунжера, так как поступающие в скважину углеводороды несут в себе большую примесь абразива; высокая вероятность обрыва троса подъема забойного снаряда.

Известен привод вибровозбудитель газовых скважин (см. патент РФ 2258129 С1, МПК Е21В 28/00; Е21В 43/16, опубликовано 10.08.2005).

Привод содержит забойный снаряд, подъемное устройство и наковальню, устанавливаемую на продуктивный пласт. Подъемное устройство предназначено для подъема забойного снаряда, выполнено в виде корпуса, в котором помещается поршень с проходным клапаном, и верхний ограничитель подъема поршня. Пространство между внешней поверхностью корпуса подъемного устройства и внутренней поверхностью скважины перекрыто пакером. Эффективность воздействия на залежь достигается путем увеличения скорости падения забойного снаряда, повышая частоту и энергию ударов, наносимых по пласту.

Недостатками рассмотренного привода являются:

- необходимость установки в скважине на продуктивном слое залежи наковальни;

- необходимость установки в скважине пакера;

- высокая вероятность заклинивания в обсадной трубе скважины пакера подъемного устройства.

Известен привод вибровозбудителя газовых скважин (см. патент РФ 2250982 С2, МПК Е21В 28/00; E21B 33/14; E04G 21/08, опубликовано 27.04.2005), взятый в качестве прототипа.

Привод относится к устройствам создания гидроимпульсных колебаний в потоке прокачиваемой жидкости для повышения качества цементирования обсадных колонн скважин. Привод содержит корпус с подводящим, отводящим каналами и ротор с крыльчаткой, опирающийся на подшипник. Согласно описанию в корпусе установлен золотник, выполненный с щелевыми прорезями и днищем с отверстиями в его средней части. Золотник установлен в корпусе на резьбе с возможностью осевого перемещения. Ротор с крыльчаткой и отверстиями в днище установлен на подшипнике в осевом канале золотника. Щели прорези золотника выполнены ниже места установки ротора для подачи жидкости в скважину, минуя золотник, и выше расположения ротора, с возможностью подачи жидкости в золотник на крыльчатку ротора после его осевого перемещения. Осевой канал золотника перекрыт крышкой со штоком, имеющим возможность его ввода в осевой канал ротора. Ход золотника в корпусе ограничен снизу переходником.

Привод устанавливается в составе обсадной колонны в устье скважины между обратным клапаном и башмаком. За счет энергии потока прокачиваемого раствора происходит вращение турбины с осью, жестко связанной с золотником, и придает поступательное движение золотнику, овальные отверстия которого периодически перекрывают перепускные окна корпуса. Таким образом преобразуется установившийся непрерывный поток жидкости в пульсирующий. Гидравлический дроссель позволяет регулировать и задавать оптимальную амплитуду давления. Частота и амплитуда гидродинамических импульсов могут изменяться в зависимости от расхода тампонажного раствора.

Недостатками рассмотренного привода являются:

- вибрации, создаваемые приводом, устанавливаемым в устье скважины, рассмотренной в прототипе конструкции, не будут работать в режиме эксплуатации скважины, так как описанный привод работает от подаваемого в скважину насосом тампонажного раствора;

- вибрации, создаваемые в устье скважины, будут демпфироваться столбом газожидкостных углеводородов и не смогут оказать эффективного воздействовия на продуктивный пласт залежи;

- поскольку газожидкостная среда, поступающая в скважину, насыщена пылевидными компонентами вмещающих пород, то вся конструкция предлагаемого вибратора будет быстро изнашиваться от эрозионного воздействия на нее абразивной пыли.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение эффективности механического воздействия на продуктивный пласт залежи и увеличение срока службы привода.

Решение поставленной задачи достигается тем, что привод вибровозбудителя газовых скважин содержит корпус с подводящим, отводящим каналами, ротор привода реактивного типа, насаженный на вал-коллектор, с запрессованной в нем технологической заглушкой и гнездом в ней для сменного байпасного вкладыша, опирающийся на подшипники, запрессованные в корпус привода.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого привода вибровозбудителя газовых скважин;

На фиг.2 показан вход потока в ротор привода из входного обтекателя;

На фиг.3 - схема подключения привода к вибровозбудителю.

Позициями на фигурах обозначены: 1 - корпус привода; 2 - входной обтекатель; 3 - передний подшипник; 4 - вал-коллектор привода; 5 - ротор привода, реактивного типа; 6 - технологическая заглушка с гнездом для сменного байпасного вкладыша; 7 - поддерживающее устройство заднего подшипника; 8 - задний подшипник, 9 - затурбинное пространство; 10 - шлицевое соединение, (фиг.3): 11 - привод вибровозбудителя газовых скаважин; 12 - кольцо вибропоглащающее; 13 - соединительная муфта; 14 - вибровозбудитель. Ротор привода реактивного типа насажен на вал-коллектор, в передней части которого запрессован обтекатель, а ниже по потоку в вал-коллектор запрессована технологическая заглушка для сменного байпасного вкладыша с калиброванным отверстием на оси, вал-коллектор на подшипниках запрессован в корпус привода.

Привод вибровозбудителя газовых скважин работает следующим образом: углеводороды, поступающие в скважину из продуктивного слоя, попав в корпус 1 (фиг.1), поджимаются входным обтекателем 2, попадают в вал-коллектор привода 4. Далее поток разделяется: одна часть поступает в каналы ротора привода 5, под действием пластового давления разгоняется до больших скоростей и истекает в затурбинное пространство, создавая крутящий момент на валу, передаваемый через шлицевое соединение на вибровозбудитель (фиг.3); вторая (фиг.2) проходит через отверстие сменного байпасного вкладыша в технологической заглушке. Меняя проходное сечение отверстия сменного байпасного вкладыша, можно менять частоту вращения вала привода.

Увеличение срока службы привода достигается тем, что наиболее нагруженные элементы привода - ротор и сменный байпасный вкладыш - изготовлены из металлокерамики.

Эффективность механического воздействия привода вибровозбудителя газовых скважин предложенной конструкции достигается упругим механическим воздействием заданной частоты и интенсивности непосредственно на залежь углеводородов, а многорежимность обеспечивается сменным байпасным вкладышем, проходное сечение которого выполнено с учетом дебита скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения отдачи сырья углеводородной залежи на различных стадиях ее эксплуатации путем непосредственного воздействия на залежь упругими механическими колебаниями заданной интенсивности и частоты. Обеспечивает повышение эффективности механического воздействия на продуктивный пласт залежи, увеличение срока службы привода и уменьшение энергетических затрат. Сущность изобретения: привод вибровозбудителя содержит корпус с подводящим и отводящим каналами, ротор привода реактивного типа, изготовленный из металлокерамики, насаженный на вал-коллектор, который опирается на подшипники, запрессованные в корпус привода, и имеет сменный вкладыш из металлокерамики, выполненный с калиброванным отверстием по его оси и технологической заглушкой с гнездом для этого вкладыша. При этом устройство выполнено с возможностью вращения вала-коллектора от потока газа продуктивного пласта с частотой вращения, заданной проходным сечением калиброванного отверстия сменного вкладыша, выполненного с учетом дебита газовой скважины. 3 ил.

Привод вибровозбудителя газовых скважин, содержащий корпус с подводящим и отводящими каналами, ротор привода реактивного типа, изготовленный из металлокерамики, насаженный на вал-коллектор, который опирается на подшипники, запрессованные в корпус привода, и имеет сменный вкладыш из металлокерамики, выполненный с калиброванным отверстием по его оси и технологической заглушкой с гнездом для этого вкладыша, при этом устройство выполнено с возможностью вращения вала-коллектора от потока газа продуктивного пласта с частотой вращения, заданной проходным сечением калиброванного отверстия сменного вкладыша, выполненного с учетом дебита газовой скважины.