Электрогидроимпульсное скважинное устройство
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при дегазации угольного пласта, а также для интенсификации извлечения нефти или газа из пластов. Техническим результатом изобретения является более полное использование энергии ударных волн путем преобразования энергии вертикальных ударных волн в энергию высоконапорных импульсных струй, воздействующих дополнительно на пласт. Для этого устройство содержит генератор импульсов, верхний и нижний электроды, расположенные внутри корпуса устройства с впускными каналами и окнами и подключенные к генератору импульсов, два подпружиненных поршня, выполненных с каналами и установленных на каждом электроде, а также клапан, расположенный в надпоршневой полости верхнего поршня. При этом клапан выполнен в виде подпружиненной пластины с отверстиями, смещенными относительно впускных каналов корпуса и каналов в верхнем поршне. Создаваемая в жидкости ударная волна воздействует на обрабатываемую зону пласта и поршни, которые формируют высоконапорные импульсные струи, воздействующие дополнительно на пласт. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при дегазации угольного пласта, а также для интенсификации извлечения нефти или газа из пластов.
Известно устройство для обработки угольного пласта, обеспечивающее сначала гидроразрыв пласта, а затем гидроимпульсное воздействие на угольный пласт посредством гидроимпульсатора и насоса [1].
Недостатком данного устройства является необходимость двухстадийного воздействия на пласт. Кроме того, это устройство можно использовать для обработки лишь одного пласта одной скважиной.
Известно электрогидроимпульсное скважинное устройство, содержащее генератор импульсов, корпус с окнами и впускными каналами, внутри которого расположены верхний и нижний электроды, подключенные к генератору импульсов [2]. Это устройство взято нами в качестве прототипа. Один из электродов выполнен в виде конуса, что позволяет фокусировать ударную волну в одном направлении.
Недостатком этого устройства является ограниченная зона воздействия ударной волны на пласт, что не позволяет создать трещины разрыва в пласте в разных направлениях. Кроме того, часть энергии ударной волны гасится фиксаторами положения устройства.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет более полного использования энергии ударных волн путем преобразования энергии вертикальных ударных волн в энергию высоконапорных импульсных струй, воздействующих дополнительно на пласт.
Это достигается тем, что электрогидроимпульсное скважинное устройство, содержащее генератор импульсов, корпус с окнами и впускными каналами, внутри которого расположены верхний и нижний электроды, подключенные к генератору импульсов, снабжено двумя подпружиненными поршнями, выполненными с каналами и установленными на каждом электроде, и клапаном, расположенным в надпоршневой полости верхнего поршня. При этом клапан выполнен в виде подпружиненной пластины с отверстиями, смещенными относительно впускных каналов корпуса и каналов в верхнем поршне
На чертеже показано электрогидроимпульсное скважинное устройство.
Электрогидроимпульсное скважинное устройство состоит из генератора импульсов 1, корпуса 2 с боковыми окнами 3 и впускными каналами 4, верхнего и нижнего электродов 5, 6, расположенных в корпусе 2 и изолированных от последнего, двух подпружиненных поршней 7, 8, выполненных с каналами 9, 10 и установленных на каждом электроде, и клапана. Клапан выполнен в виде пластины 11 с отверстиями 12 и расположен в надпоршневой полости верхнего поршня 7, при этом отверстия клапана смещены относительно впускных каналов корпуса 2 и верхнего поршня 7. Устройство спускают в скважину на канате 13 с кабелем 14 и фиксируют в рабочей зоне скважины напротив прорезей 15 обсадной трубы 16 посредством пакеров 17 и 18.
Устройство работает следующим образом.
После размещения устройства в рабочей зоне скважины подают в нее рабочую жидкость, которая через впускные каналы 4 корпуса 2 поступает в зону расположения электродов 5 и 6. Затем подают энергию на генератор импульсов 1, создающий электрический разряд между электродами 5 и 6. В результате чего формируется сферическая ударная волна в жидкости, которая распространяется во все стороны от межэлектродной зоны. Основная часть энергии волны направляется через окна 13 корпуса 2 и прорези 15 обсадной трубы 16 на обрабатываемую зону пласта. При этом вертикальная ударная волна, воздействующая на поршень 8, вызывает его перемещение вниз, создавая повышенное давление жидкости в полости А, а вертикальная ударная волна, воздействующая на поршень 7, вызывает его перемещение вверх и последующее перемещение пластины 11 также вверх до момента перекрытия впускных отверстий 4 корпуса 2. В результате чего надпоршневая полость В поршня 7 герметизируется и происходит одновременное повышение давления жидкости в полостях А и В. При величине давления в полостях А и В, превышающей величину давления между поршнями 7 и 8 в полости С, происходит истечение рабочей жидкости через каналы 9 и 10 из этих полостей в виде высоконапорных струй, которые осуществляют дополнительное воздействие на рабочую зону пласта. После выравнивания давлений в полостях А, В и С поршни под действием пружин возвращаются в исходное положение и далее цикл импульсного воздействия ударной волны на пласт повторяют. Частоту и энергию воздействия ударной волны определяют в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого пласта. По расчетным данным величина дополнительной энергии импульсного воздействия на пласт составляет до 15% от энергии, выделяемой при прохождении электрического разряда в рабочей жидкости.
Источники информации
1. Авторское свидетельство №939784 по кл. Е 21 F 7/00, Б.И. №24 от 30.06.82.
2. Патент РФ №2090747 по кл. Е 21 В 43/25, Б.И. №26 от 20.09.97 (прототип).
1. Электрогидроимпульсное скважинное устройство, содержащее генератор импульсов, корпус с окнами и впускными каналами, внутри которого расположены верхний и нижний электроды, подключенные к генератору импульсов, отличающееся тем, что оно снабжено двумя подпружиненными поршнями, выполненными с каналами и установленными на каждом электроде, и клапаном, расположенным в надпоршневой полости верхнего поршня.
2. Электрогидроимпульсное скважинное устройство по п.1, отличающееся тем, что клапан выполнен в виде подпружиненной пластины с отверстиями, смещенными относительно впускных каналов корпуса и каналов в верхнем поршне.
