Забойный пульсатор Советский патент 1983 года по МПК E21B43/26 

Изобретение относится к нефтёдобывающей промышленности, в частности к устройствам для виброобработки призабойной зоны пласта при его заводнении.

Известно устройство для обработки призабойной зоны пластов, включающее излучатель электромагнитных волн и акустический преобразователь , подключенные к расположенным на поверхности соответственно генератору электромагнитной энегии и ультразвуковому генератору l

Такие устройства, имея в своем составе сложную электронную дорогостоящую аппаратуру, .требуют подвода электроэнергии, а это значительно сдерживает их широкое практческое применение на нефтяных месторождениях.

Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому является забойный пульсатор, содержащий полый корпус с окнами, концентрично установленный относительно него патрубок и подпружиненный клапа с седлом, В этом забойном пульсаторе равномерный поток жидкости преобразуется в пульсирующий за счет автоколебательных движений клапана 121.

В работе известного пульсатора наблюдаются сбои и срывы стабильности рабочего режима, приводящие к тому, что 20-25% времени, в течение которого пульсатор находится на забое скважины, он практически не работает. Кроме того, возбуждаемые гидродинамические колебания жидкости известным пульсатором имеют пологий передний фронт и низкую амплитуду. Указанные недостатки в работе известного забойного пульсатора объясняются характером изменения реак.тивных сил, в качестве которых выступает сила упругости пружины.

Имея линейный характер изменения, в общем виде, р ВХ + С, где р- сила упругости пружины, В коэффицйент пропорциональности, X - координата клапана на оси, параллельной направлению движения, С - величина предварительного поджатия пружины, сила упругости пружины не обеспечивает необходимых приращений реактивных сил при незначительных перемещениях клапана, что влечет за собой срыв автоколебательного движения,его и, следова тельно, гидродинамических колебаний. Кроме того, указанный характер изменения реактивных сил не позволяет получить необходимых значений их в начальный, момент движения (при X О )и автоколебания клапана, происходящие по закону, близкому к синусоидальному, порождают идентичные им гидродинамические колебания потока жидкости, т.е. с помощью известного пульсатора не могут быть получены стабильные гидродинамические колебания потока жидко/зти с достаточно выравненным передним фронтом импульса и увеличенной амплитудйй,

Целью изобретения является повышение эффективности обработки за счет увеличения амплитуды и выравнивания пе зеднего фронта импульса.

Поставленная цель достигается тем, что в забойный пульсатор, содержащий полуй корпус с окнами, концентрично установленный относительно него патрубок и подпружи.ненный клапан с седлом, седло выполнено магнитным, а клапан - из ферромагнетика.

На чертеже изображен предложенный забойный пульсатор, общий вид.

. В корпусе 1 с заглушкой 2 разме щены пружина 3 и клапан 4 из ферромагнетика Ст. 45. Магнитное седло 5 из металлокерамического спла ва ЮНДВ размещено в навинченном на корпус переводнике б, с которым посредством муфты 7 соединен концентрично расположенный относительно корпуса патрубок 8. Силу магнитного взаимодействия между седлом и клапаном определяют с учетом приземистости пласта и давления нагнетания.

Пульсатор работает следующим образом.

Клапан 4 под действием потока жидкости совершает автоколебания, вызывающие гидродинамические коле- -бания в этом потоке,. Стабильность режима автоколебаний клапана обес-. печивается.характером изменения реактивных сил, в качестве которых выступают силы магнитного взаимодействия седла 5 с клапаном 4 и сила упругости сжатой пружины 3. Сумма этих сил представляет собой результирующую силу, изменяющуюся по нелинейному закону, в общем виде

Р - + ВХ + С,

где Р - реактивная сила,

Д - коэффициент пропорциональности.

Использование реактивной силы, изменяющейся по нелинейному закону, позволяет получить максимальные значения ее в момент нахождения клапана 4- в непосредственной близости от седла 5. Это выравнивает передний фронт импульса и увеличивает его амплитуду, сужает область возможных равновесных состояний клапана/ что стабилизирует автоколебательный процесс системы.

Стабилизация автоколебательного процесса системы позволяет исключить сбои и срывы в работе пульсатора и тем самым сократить на 20-25% время пребывания его на забое скважины, что сокращает весь процесс виброобработки призабойной зоны пласта.

Кроме того, возбуждая колебательные импульсы давления, имеющие

более выравненный передний фронт и увеличенную амплитуду, предлагаемый пульсатор повышает эффективность виброобработки призабойной зоны на 10-12%, по сравнению с существующим, что объясняет.ся повышенной проникающей способностью таких импульсов в пористой среде.

ЗАБОЙНЫЙ ПУЛЬСАТОР, содержащий полый корпус с окнами, концентрично установленный относительно него патрубок и подпружиненный клапан с седлом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки за счет увеличения амплитуды и выравнивания переднего фронта импульса, седло выполнено магнитным, а клапан - из ферромагнетика. (Л со СП ho о ьо