Забойное газодинамическое нагревательное устройство

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для генерирования тепла. Цель - повышение надежности работы устройства. Оно содержит трубу 1 для подвода газа, к которой присоединен ресивер 2 с соплом 3. Внутренняя полость ресивера сообщается с трубой 1 через дроссельную шайбу 5. Соосно и последовательно с ресивером 2 на определенном расстоянии от сопла 3 установлен газодинамический резонатор 6, заканчивающийся глухим дном и закрытый снаружи соосно с установленным кожухом 7. Зазор между резонатором 6 и кожухом 7 соединен с трубой 1 соединительной трубкой 8 с дроссельной шайбой 9. Резонатор 6 выполнен с ребрами на наружной поверхности. При истечении сверхзвуковой струи в резонатор 6 перед его входным сечением возникает система скачков уплотнения, приводящая к разогреву газа внутри него. Стенки резонатора 6 накапливают тепло и передают его через оребренную поверхность газу, протекающему в зазоре между кожухом 7 и резонатором 6. Горячий газ через клапан 10 попадает в пласт, а из камеры 11 - через отверстия 12 в пространство над пакером 14 и затем на поверхность. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Д1) Е 21 В 43/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTQP0HQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

110 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П1НТ СССР

1 (21) 4373164/31-03 (22) 08.02,88 (46) 23.04.90. Бюл. II 15 (72) Е.IO.Áàêàíoâ, Б.И.Коньплев, А.П.Серов, Б.А.Сиротко и Л.А.Норин (53) 622.276 (088. 8) (56) Байбаков Н.К., Гарушов А.Р. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. — М.: Недра, 1937, с. 161-164, I (54) ЗАБОЙНОЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ НАГРЕВАТЕПЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для генерирования тепла. Цель — повышение надежности работы устройства. Оно содержит трубу 1 для подвода газа, к которой присоединен ресивер 2 с соплом 3. Внутренняя полость ресивера сообщается с трубой 1 через дроссельную шайбу 5. Соосно и последовательно

„„SU„, 1559124 А1

2 с ресивером 2 на определенном расстоянии от сопла 3 установлен газодина мический резонатор G, заканчивающийся глухим дном и закрытый снаружи соосно с установленным кожухом 7. Зазор между резонатором 6 и кожухом 7 соединен с трубой 1 соединительной трубкой 8 с дроссельной шайбой 9. Резонатор 6 выполнен с ребрами на наружной поверхности. При истечении сверхзвуковой струи в резонатор 6 перед его входным сечением возникает система скачков уплотнения, приводящая к разогреву газа внутри него. Стенки ре,зонатора 6 накапливают тепло и передают его через оребренную поверхность газу, протекающему в зазоре между кожухом 7 и резонатором 6. Горячий газ через клапан 10 попадает в пласт, а из камеры 11 — через отверстия 12 в пространство над пакером 14 и затем на поверхность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1559124

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к скважинным устройствам для термического воздействия на пласт.

Цель изобретения — повьппение надежности работы устройства, На фиг. 1 показано устрой тво, установленное в скважине, общий вид; на фиг, 2 — сечение А-А на фиг. 1. 10

Устройство имеет трубу 1 для под" вода газа с высоком давлением, к которой присоединен ресивер 2 с соплом 3, Внутри ресивера 2 установлены выравнивающие решетки 4 для демпфиро- 15 вания колебаний давления. Внутренняя полость ресивера 2 сообщается с трубой 1 через дроссельную шайбу 5. Соосно и последовательно с ресивером 2 на определенном расстоянии L от .20 среза сопла 3 установлен газодинамический резонатор б, состоящий из конического сужающегося и цилиндрического участков. Цилиндрический участок заканчивается глухим дном. Гаэодина- 25 мический резонатор 6 закрыт снаружи соосно установленным с ним кожухом 7.

Зазор между газодинамическим резонатором б и кожухом 7 соединен с трубой 1 для подвода газа трубкой 8 с дроссельной шайбой 9, Кожух 7 оканчивается обратным клапаном 10. ?4ежду ресивером 2 и газодинамическим резонатором 6 установлена настроечная камера 11 с отверстиями 12 для выхо" да газа из газодинамического резонатора 6. Настроечная камера 11 необходима для обеспечения требуемого расстояния от среза сопла 3 до входного сечения газодинамического резонатора 40

6. Иежду кожухом 7 и обсадной колонной 13 установлен теплоизолирующий пакер 14. Газодинамический резонатор

6 имеет снаружи ребра 15.

При работе газ давлением "., пода- 45 ется по трубе 1. Далее часть расхода газа через дроссельную шайбу 5 попадает в ресивер 2, а остальной расход поступает через трубку 8 с дроссельной шайбой 9 в зазор, образованный резонирующим элементом 6 и кожухом 7.

В зависимости от давления газа Р1 соотношение проходных сечений Г„ и Г дроссельных шайб 5 и 9 и площади F минимального сечения сопла 3 подбираются таким образом, чтобы отношение давления Р, в ресивере 2 к давлению Р 1, в настроечной камере 11 было больше критического, т.е. обеспечивало бы сверхзвуковое истечение газа через сопла 3.

Поскольку площадь кольцевого зазора между резонатором 2, трубой 1 и обсадной колонной 13 несоизмеримо больше площадей Г„ и Г, то гидравлическим сопротивлением по этой линии можно пренебречь . Тогда давление в месте выброса газов из настроечной камеры определяется барометрическим давлением на устье скважины плюс давление столба воздуха, которое даже при глубине скважины IOOO м составля ет 10 Па, т.е. с достаточной для стадии технического предложения точностью им можно пренебречь, При истечении сверхзвуковой струи в газодинамический резонатор б, представляющий собой замкнутую полость, перед входным сечением последнего возникает колеблющаяся система скачков уплотнения, вызывающая внутри него движущиеся волны разрежения и сжатия. Взаимодействие прямых и отраженных волн приводит к разогреву газа внутри гаэодинамического резонатора б.

Стенки его играют роль аккумулятора тепла, От них нагревается газ, протекающий в зазоре между газодинамическим резонатором 6 и кожухом 7, Газ из настроечной камеры 11 через отверстия 12 попадает в пространство над пакером 14 и далее по кольцевому зазору между резонатором 2, трубой и обсадной колонной 13 выходит на поверхность.

Из кожуха 7 горячий газ через обратный клапан 10 попадает в пласт, где участвует в окислении нефти. Обратный клапан 10 предназначен для того, чтобы предотвратить вытекание газа из пространства под пакером при выключении устройства.

При работе на различнык глубинах. и s зависимости от необходимой температуры нагнетаемого в пласт газа устанавливается соответствующая дроссельная шайба 5 с площадью проходного сечения Рз, обеспечивающая требуемый расход нагнетаемого в пласт газа.

При этом давление подачи Р„и давление в ресивере 2 Р связанй с площадью F дроссельной шайбы 5 и площа1 дью F минимального сечения сопла 3 следующим образом:

F Fi °

1559124

Де Д

Составитель А,Соколов

Техред М.Дидык

Корректор Н,Ревская

Редактор О.Головач

Заказ 827

Тираж 480

Подписное

РчИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæroðîä, ул. Гагарина,101

Забойное газодинамическое нагревательное устройство характеризуется лучшими эксплуатационными характеристиками, что выражается: в меньшей стоимости изготовления за счет упрощения конструкции; в отсутствии электротехнического оборудования и, в первую очередь, кабеля, связывающего устройство с поверхностью, и свечи; для разогрева этого устройства используется тот же газ, который закачивается в пласт. Этот метод нагрева позволяет отказаться от .:устройств, необходимых Для подвода топлива, для 15 инициирования горения и качественного смешения компонентов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Забойное газодинамическое нагревательное устройство, включающее трубу для подвода газа, кожух с об" ратным клапаном, в котором установлен нагревательный элемент, и пакер, о тличающее ся тем, что, сцелью повышения надежности работы, оно снабжено соединительной трубой и ресивером при этом нагревательный элемент выполнен в виде гаэодинамического резонатора, а ресивер соединен с трубой для подвода газа, газодинамический резонатор установлен внутри кожуха, соединенного .соединительной трубкой с трубой для подвода газа.!

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что наружная поверхность газодинамического резонатора выполнена оребренной.