Виброударное устройство для обработки призабойной зоны скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B43/25 B06B1/18 

Изобретение относится к устройствам для возбуждения колебаний, используемым в нефтегазодобывающей промышленности для увеличения продуктивности скважин.

Известно устройство для возбуждения колебаний в призабойной зоне скважины, содержащее полый ударник с диаметрально расположенными эластичными элементами с поверхностью крнтакта с обсадной колонной 1.

Недостатки устройства - малые мощность и зона воздействия на продуктивный пласт, а также низкая надежность из-за того, что гибкая связь принимает участие в работе ударника.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является виброударное устройство для обработки призабойной зоны скважины, содержащее последовательно соединенные с возможностью качания ударники и эластичные элементы уплотнения ударников 2.

Недостатками устройства являются низкая надежность из-за повреждения эластичных элементов уплотнения ударников при спуске и подъеме устройства в эксплуатационной колонне с загрязнениями внутренней поверхности, а также низкий КПД по причине неодинакового перепада давления рабочей средь на ударниках и отклонений геометрических размеров колонны.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД устройства .

Цель достигается тем, fro виброударное устройство для обработки призабойной зоны скважины, содержащее последовательно соединенные с возможностью качания ударники и элементы уплотнения ударников, снабжено кожухами, имеющими каждый полость, сообщенную с полостью другого кожуха, в которой расположен ударник, и радиальные отверстия, смещенные относительно аналогичных отверстий другого жуха в окружном направлении, размещенными в последних и подпружиненными в направлении удара бойками и дополнительными элементами уплотнения, расположенными между бойками и кожухом.

При этом радиальные отверстия одного кожуха смещены относительно аналогичных отверстий другого кожуха в окружном направлении на угол 90°.

Кроме того, устройство снабжено клапаном, предназначенным для связи полости одного из кожухов с насосно-крмпрессорной трубой.

На фиг. 1 изображен кожух с размещенными в нем элементами, расположенный в эксплуатационной колонне, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кожух в варианте с цилиндрическим ударником, продольный разрез; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - устройство, расположенное в эксплуатационной колонне скважины, общий вид.

Виброударное устройство для обработки

призабойной зоны скважины содержит кожух 1, в полости 2 которого на оси 3 с

помощью тяги 4 закреплен с возможностью

качания ударник 5, имеющий поверхность

Iсоударения и поверхности II контакта. На уровне поверхностей I и II в радиальных отверстиях кожуха 1 размещены бойки 6,

подпружиненные в направлении удара пружинами 7. Между бойками б и кожухом 1 расположены дополнительные элементы 8 уплотнения. В кожухе 1 размещено в пределах всей длины ударника 5 уплотнение 9

5 ударника. На уровне поверхностей I и II кожух 1 снабжен направляющими 10. Центр

I1удара ударника 5 расположен поверхностей I соударения, а поверхности II контакта - выще нижнего конца ударника 5.

В варианте устройства с цилиндрическим ударником (фиг. 3-5) для ограничения хода бойков 6 предусмотрены фиксаторы 12.

Полость 2 нижнего кожуха 1 сообщается с полостью 13 эксплуатационной колонны 14 и с аналогичной полостью другого кожуха. Устройство снабжено клапаном 15, предназначенньш для связи полости 2 верхнего кожуха с насосно-компрессорной трубой 16. Радиальные отверстия с бойками 6

0 одного кожуха смещены относительно аналогичных отверстий другого кожуха в окружном направлении на угол, равный, например, 90°. Соединение кожухов 1 между собой и с клапаном. 15 выполнено, например, при помощи муфт 17.

5 Виброударное устройство для обработки призабойной зоны скважины работает следующим образом.

Текучая среда, например газ, из призабойной зоны скважины через перфорационные отверстия (не показаны) поступает в полость 13 эксплуатационной колонны 14 и при перекрытом затрубном пространстве колонны 14 выходит через полости 2 кожухов 1 виброударного устройства, клапан 15 и наносно-компрессорную трубу

5 16. Под действием газа, проходящего через полость 2 кожуха 1, ударник 5 поворачивается, например, против часовой стрелки и перекрывает полость 2. Газ начинает скапливаться перед ударником 5, и при опредеQ ленном давлении газа ударник 5 поворачивается по часовой стрелке вокруг горизонтальной оси, проходящей через точку соприкосновения поверхности II контакта ударника 5 с бойком 6. При этом ударник 5 наносит удар поверхностью 1 соударения

5 по. бойку 6, который воздействует на эксплуатационную колонну 14. Так как центр 11 удара ударника 5 расположен выше поверхности I соударения, то после удара по бойку 6 ударник поворачивается по часовой стрелке вокруг горизонтальной оси, проходящей через точку соприкосновения поверхности I соударения с бойком 6, до соприкосновения поверхностью II контакта с бойком 6 и вновь перекрывает полость 2 кожуха 1, только уже другой своей стороной. Далее колебания ударника 6 происходят в указанной последовательности. Так как бойки 6 подпружинены в направлении удара пружиной 7, то воздействие их на колонну 14 носит ударно-вибрационный характер.

Клапан 15 ограничивает расход газа, проходящего через соединенные между собой полости ударников. Если давление в полости 13 эксплуатационной колонны 14 превыщает требуемое значение, то открываА-А

ется клапан 15, и часть газа через него проходит в насосно-компрессорную трубу 16.

Смещение бойков 6, размещенных в радиальных отверстиях одного кожуха, относительно аналогичных отверстий с бойками другого кожуха обеспечивает центрирование кожухов 1 в эксплуатационной колонне 14 и более равномерную обработку призабойной зоны. Выполнение бойков 6 подпружиненными в направлении удара .обеспечивает безаварийный подъем и спуск устройства.

Виброударное. устройство обеспечивает надежную и равномерную обработку призабойной зоны скважины и не повреждается при спуске и .извлечении из скважины.

фиг. 2.

6-6

12

Фиг..

rs/715пв в

п

фиг. S

1. ВИБРОУДАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОйНОЙ ЗОНБ1 СКВАЖИНЫ, содержащее последовательно соединенные с возможностью качания ударники и элементы уплотнения ударников, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, оно снабжено кожухами, имеющими каждый полость, сообщенную с полостью другого кожуха, в которой расположен ударник, и радиальные отверстия, смещенные относительно аналогичных отверстий другого кожуха в окружном направлении, размещенными в последних и подпружиненными в направлении удара бойками и дополнительными элементами уплотнения, расположенными между бойками и кожухом. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что радиальные отверстия одного кожуха смещены относительно аналогичных отверстий другого кожуха в окружном направлении на угол 90°. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено клапаном, предназначен(Л ным для связи полости одного из кожухов с насосно-компрессорной трубой. ел ГчЭ о со

-17