Способ возбуждения колебаний жидкости в скважине

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, в частности, для интенсификации притоков пластовых флюидов. Обеспечивает увеличение скорости осевого перемещения ударника и умножение энергии волновых колебаний скважинной жидкости. Сущность изобретения: по способу помещают в колонну труб с жидкостью ударник на гибкой подвеске. Возбуждают периодические колебания за счет осевого перемещения ударника со скоростью, которую выбирают из условия передачи ударов необходимой силы о стенки колонны труб. Согласно способу увеличивают скорость осевого перемещения ударника за счет передачи энергии движения от плунжера штангового насоса, расположенного в скважине выше ударника, через полиспаст, элементом которого является гибкая подвеска. Полиспаст содержит неподвижный блок, установленный на нижнем конце цилиндра штангового насоса, и подвижный блок, установленный на нижнем конце штанги, соединенной верхним концом с плунжером штангового насоса. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, в частности, для интенсификации притоков пластовых флюидов.

Известен способ эксплуатации скважины (Ащепков Ю.С., Березин Г.В., Ащепков М.Ю., патент №2135746, кл. Е 21 В 43/00), при использовании которого в корпусе штангового плунжерного насоса делают верхние и нижние отверстия и проводят обводные каналы. При уменьшении дебита периодически с частотой 1-2 раза в месяц перекрывают выкидную линию скважины на устье и производят 30-40 тыс. ходов плунжера и до повышения дебита скважины.

Однако для передачи качаний плунжера насоса необходимо перекрытие выкидной линии и остановка добычи.

Известны способ и устройство для волнового воздействия на залежь (Ватин В.П., патент №2196888, кл. Е 21 В 43/25), при использовании которого в процессе работы станка-качалки при ходе плунжера вверх происходит сжатие жидкости. Жидкость сбрасывается в колонну, в результате чего образуется ударная волна, которая проникает в продуктивный пласт и формирует в нем волны давления. Трещины гидравлического разрыва образуют путем сжатия жидкости в лифте до соответствующего давления.

Однако способ используют в скважине волнового фонда, находящейся на значительном расстоянии от эксплуатационной добывающей скважины.

Известен способ эксплуатации скважины (Ащепков Ю.С., Березин Г.В., Ащепков М.Ю., патент №2136851, кл. Е 21 В 43/00), обеспечивающий увеличение нефтеотдачи за счет дилатационно-волнового воздействия на пласт. В зумпф скважины спускают колонну труб с хвостовиком переменного сечения по глубине. Периодически при снижении дебита перекрывают выкидную линию, качания плунжера насоса-качалки передаются хвостовику, который периодически уплотняет и разуплотняет породу.

Однако для передачи качаний плунжера насоса необходимо перекрытие выкидной линии и остановка добычи, кроме того, значительная часть энергии насоса расходуется на деформацию скелета продуктивного пласта.

Известен способ и устройство для возбуждения поперечных колебаний колонны труб в скважине (Иванников В.И., Иванников И.В., патент №2157446, кл. Е 21 В 28/00), взятый за прототип, в котором помещают в колонну труб с жидкостью ударник на гибкой подвеске и возбуждают его периодические колебания за счет его осевого перемещения.

Однако скорость осевого перемещения ударника зависит от скорости работы подъемного механизма, если в качестве такового применяется штанговый насос, то ударник перемещается со скоростью, определяемой частотой и амплитудой возвратно-поступательного движения плунжера.

Задачей изобретения является увеличение скорости осевого перемещения ударника и умножение энергии волновых колебаний скважинной жидкости.

Задача решается тем, что, применяя способ возбуждения колебаний жидкости в скважине, включающий помещение в колонне труб с жидкостью ударника на гибкой подвеске и возбуждение периодических колебаний за счет осевого перемещения ударника со скоростью, которую выбирают из условия передачи ударов необходимой силы о стенки колонны труб, увеличивают скорость осевого перемещения ударника, за счет передачи энергии движения от плунжера штангового насоса, расположенного в скважине выше ударника, через полиспаст, элементом которого является гибкая подвеска, содержащий неподвижный блок, установленный на нижнем конце цилиндра штангового насоса, и подвижный блок, установленный на нижнем конце штанги, соединенной верхним концом с плунжером штангового насоса.

Такой способ возбуждения колебаний жидкости в скважине позволяет увеличить энергию волновых колебаний скважинной жидкости, передаваемых через перфорацию пластовому флюиду, увеличить силу поперечных ударов по внутренней поверхности обсадной колонны.

Пример устройства для реализации предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором: 1 - скважина; 2 - перфорация скважины; 3 - ударник; 4 - гибкая подвеска; 5 - плунжер штангового насоса; 6 - неподвижный блок; 7 - подвижный блок; 8 - штанга.

Способ возбуждения колебаний жидкости в скважине реализуют следующим образом. В скважину 1 ниже штангового насоса в зоне перфорации 2 помещают ударник 3, приводимый в движение через гибкую подвеску 4 плунжером 5 штангового насоса. Гибкая подвеска 4 является элементом полиспаста, который содержит неподвижный блок 6, закрепленный на нижнем конце цилиндра штангового насоса, и подвижный блок 7, находящийся на нижнем конце штанги 8, соединенной верхним концом с плунжером 5 штангового насоса.

Ударник, приводимый в движение гибкой подвеской, совершает в скважине вертикальные возвратно-поступательные движения, сопровождаемые перепадами давления выше и ниже ударника, передачей движения пластовому флюиду, возбуждением поперечных колебаний с нанесением ударов по внутренней поверхности обсадной колонны.

Колебания ударника возбуждают волновое движение жидкости, которое распространяется по полости скважины и через перфорацию передается в поровое пространство продуктивного пласта. Изменение давления и непрерывное возвратно-поступательное движение жидкости препятствуют адсорбционному отложению загрязнений на стенках поровых каналов и их кольматации. Касание ударником стенок колонны труб также способствует их очистке от асфальтосмолопарафиновых отложений. При касаниях ударника и поверхности обсадной колонны возбуждаются поперечные колебания в толще металла, которые передаются скелету продуктивного пласта и усиливают волновое воздействие.

Ударник не ограничен по длине, может иметь различную геометрическую форму, состоять из нескольких составляющих.

Полиспаст, показанный на фиг.1, позволяет в два раза увеличить скорость движения ударника при двойном проигрыше в силе. Для большего увеличения скорости движения ударника возможно применение блоков с двумя или тремя шкивами, закрепление обоих концов гибкой подвески на подвижном блоке и т.д.

Применение способа возбуждения колебаний жидкости в скважине не требует использования сложного оборудования. Ударно-импульсная обработка забоя производится как при ремонте скважины, так и в процессе добычи с приведением в движение ударника, находящегося в призабойной зоне скважины, от плунжера штангового насоса.

Способ возбуждения колебаний жидкости в скважине, включающий помещение в колонне труб с жидкостью ударника на гибкой подвеске и возбуждение периодических колебаний за счет осевого перемещения ударника со скоростью, которую выбирают из условия передачи ударов необходимой силы о стенки колонны труб, отличающийся тем, что увеличивают скорость осевого перемещения ударника за счет передачи энергии движения от плунжера штангового насоса, расположенного в скважине выше ударника, через полиспаст, элементом которого является гибкая подвеска, содержащий неподвижный блок, установленный на нижнем конце цилиндра штангового насоса, и подвижный блок, установленный на нижнем конце штанги, соединенной верхним концом с плунжером штангового насоса.