Устройство для импульсного воздействия на пласт

 

Изобретение относится к добыче нефти и предназначено для импульсного воздействия на пласты с целью вовлечения в разработку застойных и тупиковых зон. Устройство для импульсного воздействия на пласт содержит колонну труб и спущенный на ней в скважину корпус с цилиндром. В цилиндре размещены плунжер и наковальня. В корпусе между перегородками размещен гидропривод плунжера, содержащий поршень с пропущенным через верхнюю перегородку полым штоком. Полость штока сообщается с полостью колонны и подпоршневой зоной. На штоке установлен золотник для подключения подпоршневой зоны через полость штока к полости колонны труб или к надпоршневой зоне. Плунжер пропущен сквозь нижнюю перегородку и входит в зацепление с поршнем гидропривода через механизм сцепки, включающий пружину, расположенную в полости поршня. Надпоршневая зона сообщена с полостью поршня. В колонне труб над корпусом установлен насос с каналом для перепуска части жидкости в корпус. При движении вверх поршень тянет за собой через пружину сцепки плунжер, который в верхней точке выходит из цилиндра, в который через отверстие, сообщающее его с затрубным пространством, устремляется жидкость. Развивается гидравлический удар, энергия которого передается в затрубное пространство. В скважине возникают колебания сжатия-разряжения, передающиеся в пласт. Обеспечивается возможность одновременно с импульсным воздействием на пласт вести отбор части нефти. 1 ил.

Изобретение относится к области добычи нефти и предназначено для импульсного воздействия на пласты с целью вовлечения в разработку застойных и тупиковых зон.

Известно устройство для воздействия на пласт, содержащее спускаемую в скважину колонну труб и корпус с цилиндром, размещенный в цилиндре плунжер и наковальню, и гидропривод плунжера, выполненный в виде поршня с тягой и механизмом сцепки с плунжером. В корпусе под поршнем гидропривода выполнена нижняя перегородка, через которую пропущена тяга, а над поршнем - верхняя, через которую пропущен связанный с поршнем полый шток, полость которого сообщается с полостью колонны и подпоршневой зоной, при этом в надпоршневой зоне, сообщающейся с затрубным пространством, на полом штоке установлен золотник для попеременного подключения подпоршневой зоны через полость штока к полости колонны труб или к надпоршневой зоне [1].

На период воздействия на продуктивные пласты установками оснащают добывающие скважины, которые выводят из эксплуатации, чем снижают максимально возможную добычу.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является обеспечение возможности одновременно с импульсным воздействием на пласт вести отбор части нефти, притекающей к скважине.

Для решения поставленной технической задачи устройство для импульсного воздействия на пласт, содержащее колонну труб и спущенный на ней в скважину корпус с цилиндром, размещенные в цилиндре плунжер и наковальню, и размещенный в корпусе между двумя перегородками гидропривод плунжера, выполненный в виде поршня с механизмом сцепки с плунжером и пропущенным через верхнюю перегородку полым штоком, полость которого сообщается с полостью колонны и подпоршневой зоной, и на котором в надпоршневой зоне, сообщающейся с затрубным пространством, установлен золотник для попеременного подключения подпоршневой зоны через полость штока к полости колонны труб или к надпоршневой зоне, дополнительно снабжено насосом, установленным в колонне труб над корпусом, и каналом для перепуска части жидкости с выкида насоса в корпус, при этом плунжер пропущен сквозь нижнюю перегородку и входит в зацепление с поршнем гидропривода через пружину, расположенную в полости поршня, сообщающейся с надпоршневой зоной.

Изобретение поясняется чертежом, на котором дана схема устройства для импульсного воздействия на пласт.

Устройство для импульсного воздействия на пласт содержит колонну труб 1 и спущенный на ней в скважину корпус 2 с цилиндром 3, в котором размещены плунжер 4 и наковальня 5. В корпусе 2 между двумя перегородками 6 и 7 размещен гидропривод плунжера 4, выполненный в виде поршня 8 с пропущенным через верхнюю перегородку 6 полым штоком 9, полость которого сообщается с полостью колонны и подпоршневой зоной. На штоке 9 в надпоршневой зоне, сообщающейся с затрубным пространством, установлен золотник 10 для попеременного подключения подпоршневой зоны через полость штока 9 к полости колонны труб или к надпоршневой зоне.

В устройстве в колонне труб над корпусом установлен насос 11 с каналом 12 для перепуска части жидкости с выкида насоса в корпус 2.

Плунжер 4 пропущен сквозь нижнюю перегородку 7 и входит в зацепление с поршнем 8 гидропривода через механизм сцепки, включающий пружину 13, расположенную в полости 14 поршня 8, сообщающейся с надпоршневой зоной.

При работе устройства насос 11 часть жидкости по каналу 12 подает в полость корпуса над верхней перегородкой 6, откуда она поступает в полый шток и через золотник (позиция золотника на чертеже - справа от штока) попадает в подпоршневое пространство 15 и перемещает поршень 8 вверх. Жидкость из надпоршневого пространства 16 вытесняется в затрубное пространство, а поршень 8 и шток 9 поднимаются вверх до упора золотника 10 в верхнюю перегородку 6, при этом золотник переключается (позиция золотника на чертеже - слева от штока) и полый шток 9 перекрывается.

Под действием давления над верхней перегородкой 6 шток и поршень перемещаются вниз, при этом жидкость из-под поршневого пространства через золотник 10 вытесняется в надпоршневое 16 и далее в затрубное пространство. При упоре золотника в упор 17 происходит его обратное переключение и поршень 8 начинает двигаться вверх.

При движении вверх поршень 8 тянет за собой через пружину 13 сцепки плунжер 4, который в верхней точке своего движения выходит из цилиндра 3. Пружина 13 резко подбрасывает плунжер 4, а в цилиндр 3 через отверстие 18, сообщающее его с затрубным пространством, устремляется жидкость. Развивается гидравлический удар, энергия которого в виде импульса давления через наковальню 5 передается в жидкость в затрубном пространстве. В скважине возникают колебания сжатия-разряжения, передающиеся в пласт.

Если цель воздействия - дренаж призабойной зоны, то устройство устанавливают по возможности ближе к зоне перфорации пласта.

Если цель воздействия - влияние на удаленные зоны пласта, то следует исходить из условия минимального затухания колебаний. Резонансная частота колебаний столба жидкости должна быть от 3-5 до 100-300 Гц. Тогда расстояние (H) от устройства до забоя скважины должно определяться соотношением Н=C/2f, где С - скорость распространения звука в скважинной жидкости; a f - частота колебаний.

Источник информации 1. Патент РФ 2139406, МКИ⁶ Е21В 28/00, 43/25, 1998.

Формула изобретения

Устройство для импульсного воздействия на пласт, содержащее колонну труб и спущенный на ней в скважину корпус с цилиндром, размещенные в цилиндре плунжер и наковальню и размещенный в корпусе между двумя перегородками гидропривод плунжера, выполненный в виде поршня с механизмом сцепки с плунжером и пропущенным через верхнюю перегородку полым штоком, полость которого сообщается с полостью колонны и подпоршневой зоной и на котором в надпоршневой зоне, сообщающейся с затрубным пространством, установлен золотник для попеременного подключения подпоршневой зоны через полость штока к полости колонны труб или к надпоршневой зоне, отличающееся тем, что оно снабжено насосом, установленным в колонне труб над корпусом, и каналом для перепуска части жидкости с выкида насоса в корпус, при этом плунжер пропущен сквозь нижнюю перегородку и входит в зацепление с поршнем гидропривода через пружину, расположенную в полости поршня, сообщающейся с надпоршневой зоной.

РИСУНКИ

Рисунок 1