Устройство для возведения на призабойную зону скважины Советский патент 1991 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтедобыче и касается устройств для обработки приза- бойной зоны скважины и для очистки фильтров.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и эффективности воздействия.

На чертеже представлен общий вид данного устройства.

Устройство содержит корпус 1 с золотником 2 и окнами 3. Посадка золотника в корпусе широкоходовая, исключающая его заклинивание при движении вниз. В верхней части корпуса размещен запорный элемент 4 с шариковым фиксатором 5 и электромагнитный привод 6 с толкателем 7. Золотник и запорный элемент снабжены

герметизирующими кольцами 8. В нижней части корпуса установлен баллон высокого давления 9 с окислителем, например, воздухом, снабженный заправочным штуцером 10 и автоматически перепускным клапаном 11 с герметизирующей прокладкой 12 и сильфоном 13, обеспечивающим автоматическое открывание (подвижку вниз) перепускного клапана при достижении наружного гидростатического давления, задаваемого соотношением площади А и площади Б сильфона. Золотник содержит емкость 14 для размещения жидкого горючего, перекрытую крышкой 15и топливораспыливающий элемент, включающий газовод 16, соединенный гибким трубопроводом 17 с аксиальным отводящим каналом Г перепуо ю Jb

00 ON

сл

скного клапана 11, переходящим в радиальные отводящие каналы Д. Внутри газовода и соосно с ним размещен топливный жиклер 18, соединяющий полости газовода и емкости 14. Выход газовода из крышки 15 герметизируется резиновым кольцом 19, Устройство в сборе спускается в скважину на грузонесущем кабеле 20. Полость над запорным элементом 4 сообщается со сква- жинным пространством через окна 21.

Устройство работает следующим образом.

Производится его сборка, для чего в днище золотника 2ввинчивают газовод 16 с размещенным в нем топливным жиклером 18, после чего в полость 14 золотника 2 заливают расчетное количество жидкого горячего (например, бензина), ввинчивают крышку 15 и собранный золотник вставляют в корпус 1. Затем на него навинчивают баллон 9, заполненный например, воздухом, и соединяют газовод 16 с аксиальным отводящим каналом Г перепускного клапана 11 гибким трубопроводом 17с помощью стандартной резьбовой фурнитуры (не показана). Давление в баллоне выбирают из условия, чтобы после открытия клапана 11 в системе баллон-корпус установилось давление, составляющее 0,05 - 0,06 от гидростатического. Соотношение площадей А и Б подбирают таким образом, чтобы открытие автоматического клапана 11 происходило при давлении на 2 - 3 МПа ниже гидростатического в интервале обработки. После этого в верхней части корпуса устанавливают запорный элемент 4, электропривод 6 и устройство на грузонесущем кабеле 20 спускают в скважину. За 200 - 300 м до интервала обработки под действием гидростатического давления открывается клапан 11 и воздух из баллона 9 по трубопроводу 17 начинает поступать в топливораспылива- ющий элемент (газовод 16 с топливным жиклером 18) и, далее во внутреннюю полость корпуса 1. При этом давление поступающего воздуха через отверстие В передается в топливную емкость 14, топливо поступает в жиклер 18, попадает в струю воздуха и распыляется, в результате чего полость корпуса 1 заполняется топливовоздушной смесью. Истечение воздуха продолжается до выравнивания давления в баллоне и корпусе. Далее устройство допускается в скважину так, чтобы его окна 3 установились напротив обрабатываемого интервала пласта. Затем подают напряжение на электропривод 6, который своим толкателем 7 открывает шариковый фиксатор 5 запорного элемента 4. Под действием перепада между гидростатическим давлением и давлением в корпусе

(оно составляет 0,05 - 0,06 от гидростати че- ского) запорный элемент и скважинная жидкость устремляется внутрь устройства, практически мгновенно (примерно за 0,1 с),

сжимая находящуюся там топливовоздуш- ную смесь до гидростатического давления. При этом происходит резкое увеличение температуры смеси, она воспламеняется и сгорает, Суммарное воздействие на золот0 ник энергии сгорания (давление продуктов сгорания смеси примерно в три раза выше гидростатического) и кинетической энергии падающего в устройстве столба жидкости приводит к резкому выталкиванию его из

5 корпуса, в результате чего в обрабатываемом интервале пласта генерируется импульс давления (гидроудар), с амплитудой примерно в два раза превышающей гидростатическое. Следом за золотником на пласт

0 воздействуют истекающие из освободившегося отверстия высокотемпературные продукты сгорания. После срабатывания устройство поднимают на поверхность, переснаряжают, после чего оно готово к по5 следующему использованию.

Величина давления в 0,05 - 0,06 от гидростатического, устанавливающаяся в системе баллон - корпус после срабатывания автоматического перепускного клапана 11,

0 является оптимальной, поскольку при меньшем его значении (ниже 0,05) снижается эффективность использования внутреннего объема корпуса 1 (уменьшается количество сгорающей топливовоздушной смеси). Вер5 хнее значение давления (0,06 от гидростатического) ограничивается минимальным коэффициентом сжатия (не менее 17). необходимым для надежного самовоспламенения топливовоздушной смеси при

0 срабатывании устройства.

Выполнение окон 3 корпуса 1 ниже золотника позволяет существенно повысить эффективность воздействия на призабой- ную зону скважины по сравнению с извест5 ным устройством, поскольку в этом случае для генерирования гидроудара используется не только энергия газообразных продуктов сгорания топливовоздушной смеси, но и кинетическая энергия перемещения самого

0 золотника.

Пример. Данное устройство использовалось для ОПЗ добывающей скважины глубиной.1780 м (интервал обработки 1772 - 1775 м) и содержало корпус 1, выполненный

5 из 89-мм насосно-компрессорной трубы (НКТ) длиной 20 м. Гидростатическое давление на забое 17 МПа, текущий дебит скважины 3,6 т/сут. В нижней части корпуса установлен баллон 9 (изготовлен из 89-мм НКТ длиной 2 м), заполненный воздухом при

давлении 10,0 МПа, Автоматический клапан 11 настроен на срабатывание при 15 МПа. В топливной емкости размещено, согласно стехиометрическому соотношению, 0,12 л бензина.

Устройство в сборе спущено с помощью каротажного подъемника ПК-2 в скважину на глубину 1600 м (здесь давление гидростатики гарантировано открыло перепускной клапан 11) и остановлено на 10 мин для перепуска воздуха из баллона 9 в корпус 1 и создания в последнем топливовоздушной смеси. Затем устройство допустили в скважине до глубины 1776 м (окна 3 установились против интервала обработки) и подали напряжение 220 В на электромагнитный привод 6, который своим толкателем 7 открыл шариковый фиксатор 5 запорного элемента 4. Срабатывание устройства зафиксировано по показаниям глу- бинного тензоманометра ПДМТ - 600, вмонтированного в экспериментальный образец на период испытаний (срабатывание устройства сопровождается также звуковым эффектом - хлопком и характерным резким натяжением кабеля). После срабатываний устройство поднято на поверхность и переснаряжено. За одну смену (8 ч) в продуктивном интервале проведено 4 обработки. Максимальное давление воздействия составило 42 - 44,5 МПа.

Проведенные после ОПЗ исследования указали на образование трещин в породах приэабойной зоны, за счет чего дебит скаа- жины увеличился с 3,6 до 13,8 т/сут. Дли- тельность положительного эффекта составила более 300 CVT, суммарное количество дополнительно добытой за этот период нефти - 1,67 тыс.тонн.

Формула изобретения Устройство для воздействия на приза- бойную зону скважины, включающее корпус с окнами и золотником в нижней части, баллон высокого давления с окислителем и емкость с жидким горючим, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и эффективности воздействия, оно снабжено топливораспы- ляющим элементом и перепускным клапаном, а окна на корпусе выполнены ниже золотника, емкость с жидким горючим выполнена внутри золотника и соединена с толивораспыляющим элементом, а баллон высокого давления снабжен перепускным клапаном и через него соединен гидравлически с топливораспыливающим элементом.

2/J

Изобретение относится к нефтедобыче и касается устройств для обработки приза- бойной зоны скважины и для очистки филь- тров. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и эффективности воздействия. Устройство содержит корпус 1- с золотником 2 и окнами 3. В верхней части корпуса 1 размещен запорный элемент 4 с шариковым фиксатором 5 и электромагнитный привод 6 с толкателем 7. В нижней части корпуса 1 установлен баллон 9 высокого давления с окислителем, снабженный заправочным штуцером 10 и автоматически перепускным клапаном 11 с герметизирующей прокладкой 12 и сильфо- ном 13. Золотник 2 содержит емкость 14 для жидкого топлива и топливораспыливающий элемент. Выполнение окон 3 корпуса 1 ниже золотника 2 позволяет существенно повысить эффективность воздействия на приза- бойную зону скважины, поскольку для генерирования гидроудара используется не только энергия газообразных продуктов сгорания, топливовоздушной смеси, но и кинетическая энергия перемещения самого золотника 2. 1 ил. (Л С