Скважинный возбудитель колебаний

 

1. СКВАЖИННЬЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ КОЖВАНИЙа содержащий цилиндрический корпус, внутри которого закреплены электромагниты с подвшсными якорями, соединенными друг с другом через жесткое диамагнитное звено, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, в корпусе по разные стороны от электромагнитов выполнены глухие камеры с гибкой стенкой и с пропускным отверстием в каждой, сдвинутыми друг относительно друга на 180. 2. Возбудитель по п. 1, от л ичающийся тем, что камеры вьшолнены в виде сипьфонов, герметично прикрепленных с одной стороны к диску якоря, а с другой - к корпусу . (Л

СОКИ СОВЕТСКИХ » .Ю

РЕСПУБЛИК

091 00

ЗУ11 В 06 В l/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

»»в»»»сна»»»»»ид»т»»»стви (21 ) 3530113/24-10 (22) 22.12.82 (46) 30.11.84. Бюл. М - 44 (72) Н.П.Ряшенцев, Б.Ф.Симонов и В.И.Крмолаев (7l) Специальное конструкторское, бюро прикладной геофизики СО АН СССР (53) 534.232(088.8) (56) l Авторское свидетельство СССР

9 7274» 32 кл. В 28 В 1/08, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 814476, кл. В 06 В 1/04, 1981

{прототип). (54) (57) 1. СКВАЖИННЫИ ВОЗБУДИТЕЛЬ

ЮЛКВАНИЙ, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого закреплены электромагниты с подвижными якорями, соединенными друг с другом через жесткое диамагнитное звено, о т л и ч а ю щ и и сятем,,что, с целью расширения технологических возможностей, s корпусе по разные стороны от электромагнитов выполнены глухие камеры с гибкой стенкой и с пропускным отверстием в каждой, сдвинутымн друг относительно друга на 180

2..Возбудитель по п. 1, о- т л ич а ю шийся тем, что камеры выполнены в виде сильфонов, герметично прикрепленных с одной стороны к диску якоря, а с другой — .к кор- 3 пусу.

11263

Изобретение относится к вИорационной технике и может быть использовано для возбуждения колебаний в скважинах в целях увеличения дебита нефтяных или водных скважин.

Известен электромагнитный скважинный возбудитель колебаний, содержащий цилиндрический корпус е размещенными внутри электромагнитами, магнитными перемычками и пружинами !.1).

Недостаток данного возбудителя колебаний " большие габариты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 15 электромагнитный возбудитель колебаний, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого закреплены электромагниты с подвижными якорями, соединенными друг с другом через ZO жесткое диамагнитное звено 2 1.

Однако его нельзя испольэовать в качестве скважинного из-за невозможности работы в обсадной трубе.

Цель изобретения — расширение тех-25 нологических воэможностей.

Поставленн. я цель достигается тем, что в скважинном возбудителе колебаний, содержащем цилиндрический корпус, внутри которого закреплены электромагниты с подвижными якорями, соединенными друг с другом через жесткое диамагнитное звено, в корпусе по разные стороны от электромагитов выполнены глухие камеры с гибкой стенкой и с пропускным отверстием в каждой, сдвинутыми друг относительно друга на 180 .

Камеры выполнены в виде сильфонов, герметично прикрепленных с одной стороны к диску якоря, а с другой— к корпусу.

На фиг.! изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — вариант его исполнения, продольный разрез.

Скважинный возбудитель колебаний состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного из ферромагнитного материала. В верхней и нижней частях боковой поверхности корпуса выполнены два отверстия 2 и .3, ко-. торые сдвинуты относительно друг друга на 180 . Внутри корпуса расположены цилиндрические катушки электромагнитов 4 и 5 с полюсами 6-8Л5

Катушки с полюсами крепятся в корпусе специальными распорными гильзами 9 и 10, шайбами ll и 12, стягиваемыми внутри корпуса крышками 13 и 14, которые крепятся к корпусу болтами !5.

Каждая из катушек 4 и 5 имеет свой ферромагнитный якорь 16 и 17

Э перемещающийся внутри катушки по направляющим (не показаны ). Якоря 16 и 17 заканчиваются ферромагнитными дисками 18 и !9 с диамагнитным звеном 20, диаметр которых больше внут-,. реннего диаметра кагушек 4 и 5 и которые перемещаются с небольшим saэором в распорных гильзах 9 и 10.

Гильзы 9 и 10 не являются направляющими для дисков, так как имеются на- правляющие для якорей 16 и 17 и наличие еще одних направляющих .привело бы к перекосам и заклиниванию вызванных неточностью изготовления деталей и неточностью сборки.

Основное назначение дисков 18 и 19 — это образование камер 21 и 22.

Помимо этого диски позволяют создать дополнительный путь магнитному потоку параллельно нути магнитного потока через полюса 6 и 8. Между якорями и полюсами 6 и 8 имеется па разитный воздушный зазор, снижающий проводимость магнитных цепей катушек и уменьшающий основной магнитный поток. Диски 18 и 19 создают дополнительный путь для магнитного потока Ф„, проходящего через ферромагнитные части электромагнитов Этот дополнительный поток ф„ проходит для катушки 4 цо якорю 16, ферромагнитному диску 18, распорной гильзе 9

J выполненной из ферромагнитного материала, корпусу 1, полюсу 7, рабочему воздушному зазору, якорю 16.

Для катушки 5 дополнительный магнитный поток проходит аналогично через якорь 17, диск 19, распорную гильзу 10, корпус 1, полюс 7, рабочий воздушный зазор, якорь 17.

Таким образом, диски 19 и !8, повышают проводимость магнитной цепи катушек, снижая вредные действия параэитного зазора, в результате чего увеличиваются тяговые характеристики электромагнитов скважинного возбудителя колебаний.

Ферромагнитные якоря 16 и 17 механически связаны друг с другом диамагнитным звеном 20. Его длина такова, что при втянутом положении в ка-, тушку одного из якорей другой якорь образует в своей катушке номинальный зазор. Поэтому длина звена 20

3 ll26 должна быть такой, чтобы расстояние между обращенными друг к другу тор- . цами якорей равнялось

335 тате чего происходит сжатие сильфона 23 или диафрагмы 30 и уменьшение объема камеры 21. В камеру 22 через отверстие 3 поступает жидкость, находящаяся в скважине, а из камеры 21 жидкость, находящаяся в ней, через отверстие 2 выталкивается в скважину. Реактивные силы от струи, вытекающей из отверстия 2, и от струи, втекающей в отверстие 3, действуют на возбудитель колебаний и направлены вправо. Под действием этих сил возбудитель колебаний движется слева направо, нанося удар по стенке обсадной трубы. В этот момент объем Камеры 21 минимальный, а камеры 22 — максимальный, рабочий зазор катушки 5 равен нулю, а катушки 4 — максимальный.

В момент удара происходит переключение катушек электромагнитов: включается катушка 4 и отключается катушка .5. Втягиваясь в катушку 4, якорь 16 движется вниз, увеличивая объем камеры 2! и уменьшая объем камеры 22. В результате этого каме- . ра 2Г-заполняется через отверстие 2 жидкостью из скважины, а иэ камеры 22 жидкость через отверстие 3 выталкивается в скважину. Реактивные силы от струи жидкости, вытекающей из отверстия 3, и от струи жидкости, втекающей через отверстие 2, направлены теперь влево и под их действием возбудитель колебаний движется влево, нанося удар по противоположной стенке скважины. После этого включается катушка 4, отключается

I . катушка 5, возбудитель движется впраso, цикл. повторяется. Аналогичным образом работает устройство, изображенное на фиг.2.

За счет упрощения конструкции якорей (в прототипе они имеют, форму сборных чашеобразных дисков ) упрощается конструкция возбудителя колебаний в целом, а также уменьшаются его габариты — возбудитель колебаний принимает компактную цилиндрическую форму.

Выполнение расположенных по раз1 ные стороны от электромагиитов камер для впуска и выпуска скважинной жидкости позволяет использовать кинетическую энергию потоков жид- . кости для совершения колебаний воз1= d" +h„, 5 д" - величина максимального рабочего зазора катушек элек;тромагнитов;

Ъ„ - высота среднего полюса 7.

Внутри корпуса по разные стороны от электромагнитов имеются камеры 21 и 22. Камера 21 образована диском 18 якоря, сильфоном 23 и крышкой 13. Камера 22 образована соответственно диском 19 якоря, сильфоном 24 и крышкой 14.. В шайбах II и !2 имеются отверстия, совпадающие с отверстиями 2 и 3 в корпусе 1. Следовательно, ка меры 2! и 22 через отверстия 2 и 3 сообщаются с внешней средой, окружающей возбудитель колебаний. Полос10 ти катушек электромагнитов не должны сообщаться е камерами 21 и 22 во избежание загрязнения и короткого замыкания обмотки. Поэтому камеры изолированы уплотнительными кольцами 25 . 25 и 26,а ввод кабеля 27 питания катушек. уплотняется резиновым кольцом 28.

Возбудитель колебаний расположен .в обсадной трубе 29, которая может быть как магнитной, так и немагнитной. Возбудитель висит на трос-кабеле 27, укрепленном на колонне насосно-компрессорных труб (не показаны ).

На фиг. 2 изображен другой вариант исполнения возбудителя колебаний. 35

Здесь камеры 21 и 22 образованы диафрагмами 30 и 31, шайбами 11 и 12 и крышками 13 и 14. В центральной своей части диафрагмы прикреплены к наружным торцам якорей 16 и 17 49 с помощью болтов.

Возбудитель колебаний работает следующим образом.

Пусть в исходный момент якоря электромагнитов расположены так как это 415 показано на фиг. 1, при этой камера 22 имеет минимальный, а камера 21 — максимальный объем, рабочий зазор катушки 4 равен нулю, а катушки 5 — максимальный. Пусть в этот 50 момент включают катушку 5. Якорь 17 втягиваясь в катушку 5, движется вверх. При этом камера 22 расширя-. ется за счет растяжения сильфона 24 (фиг.1 J или диафрагмы 31 (фиг.2). 55

Кроме того, якорь 17, перемещаясь вверх, через днамагнитное звено 20 ,перемещает вверх якорь 16, в реэуль) 3 1! 26335 Ь будителя в .обсадной трубе. В резуль- возбудителя колебаний, который мо тате этого расаиряются технологи- жет работать в обсадных т б садных тру ах, вы° ческие возможности использования полненных из любого материала.

)! 26335

Риг. Я

ЩЩИНИ Заказ 8595/7 Тираж 466 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,.ул.Проектная, 4