ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ СКВАЖИН Советский патент 1995 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для термомеханической обработки прискважинной зоны пластов с целью интенсификации добычи нефти и газа.

Известны пороховые генераторы давления для скважин разной степени сложности, имеющие наружный или внутренний опорный корпус. При их применении в скважинах за одну спуско-подъемную операцию создается лишь одна импульсная нагрузка на пласт давлением пороховых газов, достаточным для разрыва пласта и образования одной или нескольких искусственных трещин. При этом для повышения эффективности разрыва пласта приходится увеличивать давление пороховых газов и время горения за счет увеличения массы зарядов генератора, что чревато опасностью повреждения обсадных колонн.

Между тем исследования последних лет показали, что повышение проницаемости пласта для интенсификации притоков флюида в скважинах можно получить путем очистки фильтрационной прискважинной зоны пласта с использованием значительно меньших силовых нагрузок, действующих на пласт многократно в волновом режиме.

Наибольшая проницаемость коллектора терригенного комплекса достигается при 5-10 циклах импульсно-силового воздействия с полупериодом колебаний 1-30 с перепадом давления 5-20 МПа.

Известный импульсный генератор давления (прототип) содержит электровоспламенитель, трубчатый коpпус с пороховыми зарядами, помещенными в камере сгорания, которые снабжены радиальными окнами. Между камерами сгорания установлен переходник, содержащий дополнительный воспламенитель с пружинным клапаном, позволяющим воспламенять второй пороховой заряд после сгорания первого.

Однако недостатком этого устройства является невозможность регулирования времени задержки поочередного срабатывания зарядов, что не позволяет производить термомеханическую обработку прискважинной зоны пласта в заданном волновом режиме, т.е. с заданными частотой и импульсами давления, от чего зависит эффективность обработки.

Указанное устройство может работать в скважине только при условии герметизации камер сгорания и переходника, что усложняет конструкцию в целом.

Кроме того, воспламенительные каналы в пружинном клапане могут оплавляться и засоряться шлакообразными продуктами горения зарядов и воспламенителей, что снижает надежность последовательного срабатывания всех зарядов.

Целью изобретения является повышение эффективности воздействия на пласт путем управления амплитудно-временными характеристиками многократных последовательных импульсов давления, повышение надежности последовательного срабатывания зарядов и упрощение конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известном импульсном генераторе давления, содержащем трубчатый корпус с радиальными отверстиями, пороховые заряды, воспламенительный узел и переходник, пороховые заряды разведены друг от друга промежутками длиной не менее диаметра их, а устройство передачи воспламенения выполнено в виде установленных в этих промежутках малогазовых зарядов-замедлителей с заданным временем горения, зависящим от их длины.

Для обеспечения надежности передачи воспламенения через заряды- замедлители концы их плотно посажены в пазах пороховых зарядов.

Расстояние между пороховыми зарядами должно быть равно или превышать их диаметр, поскольку, как показали экспериментальные данные, при меньшем расстоянии происходит воспламенение этих зарядов друг от друга без задержки.

Сопоставление предложенного технического решения с прототипом позволяет выявить следующие отличительные признаки.

Пороховые заряды разделены друг от друга промежутками длиной не менее диаметра заряда.

Устройство передачи воспламенения выполнено в виде малогазового заряда-замедлителя с заданным временем горения, зависящим от его длины.

Торцы зарядов-замедлителей утоплены в пазах пороховых зарядов.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет убедиться в наличии критерия изобретения "новизна". Эти признаки обеспечивают достижение поставленной цели, т.е. получение второго критерия "положительный эффект". Применение аналогичных замедлителей известно, например, в артиллерийских снарядах, снабженных дистанционными трубками. Однако совокупность признаков, отличных от прототипа, не обнаружена ни в аналогах, ни в других технических решениях в смежных областях науки и техники.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На рис.1 и 2 показаны два варианта исполнения предлагаемого устройства.

Генератор, изображенный на фиг.1, содержит трубчатый корпус 1, расположенный в осевом канале шашек 2. Трубки соединены между собой с помощью муфты 3. В верхней шашке помещен электровоспламенительный патрон 4 с электропроводниками 5, замурованный в шашку с помощью герметика 6. В промежутке между пороховыми зарядами размещены заряды-замедлители 7 из малогазового состава. В нижней части генератора на трубку навинчивается поддон 8. В качестве зарядов-замедлителей используются либо пиротехнические шашки, горящие по торцу, либо отрезки огнепроводного шнура.

Генератор, показанный на фиг.2, содержит наружный корпус, состоящий из перфорированных трубок 9, соединенных между собой муфтой 10, пороховые заряды 11, электровоспламенительный патрон 12 с проводниками 13 и герметиком 14. В осевом канале муфты 10 размещен заряд-замедлитель 15. В нижней части устройство снабжено поддоном 16.

Отверстия в трубках предназначены для выхлопа пороховых газов в скважину. Для сохранения целостности корпуса при сгорании зарядов отношение суммарной площади радиальных отверстий и площади внутренней поверхности корпуса должно быть не менее 0,1. В противном случае, как показали эксперименты, при использовании быстросгораемых зарядов происходит деформация или разрыв стенок трубок.

Генератор работает следующим образом.

Устройство опускают в заданный продуктивный горизонт скважины на кабеле, к которому подсоединены электропроводники 5 (13) патрона 4 (12). При срабатывании этого воспламенителя, инициируемого от взрывной машинки, воспламеняется и сгорает пороховой заряд 11, образуя первый импульс давления. При сгорании первого порохового заряда воспламеняется с торца заряд-замедлитель 7 (15) и горит в течение заданного промежутка времени (1-30 с). При этом время задержки последовательного срабатывания заряда регулируется изменением длины замедлителя (не считая длину концов, углубленных в пазы пороховых зарядов) в диапазоне 1-30 см, поскольку он горит в среднем со скоростью 1 см/с.

В процессе горения замедлителя давление пороховых газов в зоне обработки снижается примерно до начального гидростатического давления. На конечном этапе горения замедлителя воспламеняется и сгорает следующий заряд, образуя второй импульс давления. Далее процесс образования периодических импульсов давления повторяется столько раз, сколько пороховых зарядов спущено в скважину.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения выражается в дополнительной добыче нефти и газа, а также в повышении приемистости нагнетательных скважин за счет улучшения фильтрационных свойств призабойной зоны пласта.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для термомеханической обработки прискважинной зоны пластов. Цель повышение эффективности воздействия на пласт путем управления амплитудно-временными характеристиками последовательных импульсов давления и повышения надежности последовательного срабатывания зарядов, а также упрощение конструкции. Генератор давления содержит трубчатый корпус 1, который может быть расположен в осевом канале пороховых зарядов или снаружи. Трубки корпуса соединены между собой с помощью муфты. В верхнем пороховом заряде помещен воспламенительный узел, состоящий из электровоспламенительного патрона 4 с электропроводниками 5, патрон замурован в пороховой заряд с помощью герметика 6. В промежутке между пороховыми зарядами размещены заряды-замедлители 7 из малогазового состава. В нижней части генератора на трубку навинчен поддон 8. При этом пороховые заряды расположены друг от друга на расстоянии не менее диаметра заряда, а торцы зарядов-замедлителей утоплены в пазах пороховых зарядов. 2 ил.

ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ СКВАЖИН, содержащий трубчатый корпус, пороховые заряды, воспламенительный узел и переходник, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности воздействия на пласт путем управления амплитудно временными характеристиками последовательных импульсов давления и повышения надежности последовательного срабатывания зарядов, а также упрощения конструкции, он дополнительно снабжен малогазовыми зарядами замедлителями, причем пороховые заряды расположены друг от друга на расстоянии не менее диаметра заряда и соединены между собой зарядами замедлителями, а торцы зарядов замедлителей утоплены в пазах пороховых зарядов.