Скважинное вибрационное устройство с синусоидальными колебаниями

Авторы патента:

E21B28/00 - Устройства для генерирования вибраций для буровых скважин, например для возбуждения скважин (для бурения E21B 7/24, для передачи сигналов измерения E21B 47/14; для геофизических измерений G01V 1/02)

Владельцы патента RU 2604528:

ФЛЕКСИДРИЛЛ ЛИМИТЕД (NZ)

Изобретение относится к области бурения. Устройство, установленное на месте или подходящее для использования в качестве вибрационного инструмента внутрискважинной компоновки или во внутрискважинной компоновке, содержит первую магнитную компоновку, вращающуюся или выполненную с возможностью вращения относительно второй магнитной компоновки и которая при таком вращении обуславливает по меньшей мере по существу аксиальные колебания и/или возвратно-поступательное перемещение второй магнитной компоновки. Совершающая колебания и/или возвратно-поступательное перемещение магнитная компоновка по меньшей мере по существу на одном из концов или обоих концах прикреплена к податливому элементу и ограничивается в своих колебаниях и/или возвратно-поступательном перемещении податливым элементом. Обеспечивается распределение на наружном корпусе вибрационного инструмента и/или любой прикрепленной на устье и/или забое скважины оснастке силы на выходе от сжатия и растяжения податливого элемента по существу в синусоидальном режиме. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройству в составе бурильной колонны (например, средству), выполненному с возможностью создания на выходе не ударных (и предпочтительно по существу синусоидальных) вибраций.

В области бурения глубоких скважин и, в частности, горизонтальных скважин большой протяженности часто возникает необходимость применения вибрирующего механизма, который, когда требуется, приводится в действие для содействия предотвращению прихвата труб (бурильной колонны и т.д.) или по существу высвобождения прихваченной трубы. Указанное, в частности, относится к работам с большим отходом.

Задачей является создание устройства (например, средства), выполненного с возможностью включения в состав бурильной колонны и создания относительного аксиального перемещения, которое можно использовать через податливую зону для создания на выходе полезного вибрационного возбуждения.

В патентах США 7757783 и WO 2012/002827 (оба патента полностью включены в данный документ в виде ссылки) раскрыто использование групп магнитов, которые взаимодействуют, реагируя на относительное вращение, при этом относительное вращение преобразуется в относительное аксиальное перемещение по типу вибрационного устройства. В патенте США 7757783 раскрыто устройство, имеющее в составе компоновку с челноком, выполненным с возможностью челночного перемещения между комплементарными конструкциями, причем по меньшей мере одна из комплементарных конструкций создает вибрацию на выходе. Челнок несет на каждом конце группы магнитов, каждую для взаимодействия вне фазы с выделенной комплементарной группой магнитов при вращении челнока, что обуславливает генерирование вибрации аксиально относительно челночного перемещения челнока относительно комплементарных групп. В WO 2012/002827 раскрыты первая и вторая магнитные компоновки, каждая с группой магнитов, установленных на расстоянии вокруг общей оси и продольно оси. Взаимодействие между группами магнитов в проходящем продольно кольцевом пространстве между ними, возникающее вследствие относительного вращения, создает продольное перемещение относительно общей оси. Данные устройства можно использовать в изобретении.

Дополнительной и альтернативной задачей является обеспечение применения податливого приложения (приложений) вибрации на выходе устройства c работой по требованию с управлением в скважине, обеспечивающего относительное аксиальное перемещение и/или создание вибрационного устройства, управляемого относительным вращением на входе, создающего по требованию аксиальное относительное перемещение на выходе через податливые ограничители величины аксиального относительного перемещения.

Дополнительной и альтернативной задачей является обеспечение применения податливого приложения (приложений) вибрации на выходе устройства c работой по требованию с управлением в скважине, обеспечивающего относительное аксиальное перемещение и/или создание вибрационного устройства, управляемого относительным вращением на входе, создающего по требованию аксиальное относительное перемещением на выходе через податливые ограничители.

Задачей изобретения и аспектом изобретения является создание способа получения синусоидальной вибрации для предотвращения прихвата бурильных колонн (или т.п.), предпочтительно основанного на вращении первой магнитной компоновки (внутри, например, корпуса), функционально связанной со второй магнитной компоновкой так, что относительное вращение, обусловленное вращением первой магнитной компоновки любым подходящим средством (например, гидравлическим, электрическим, механическим, пневматическим и т.д.), приводит к относительному аксиальному возвратно-поступательному перемещению магнитной компоновки, причем, выполняющая возвратно-поступательное перемещение компоновка предпочтительно скрепляется с податливым элементом (например, пружиной) на любом или обоих концах, по существу такое возвратно-поступательное перемещение предпочтительно создает на выходе синусоидальную вибрацию достаточной силы для решения указанных задач.

В идеальном случае устройство данного типа должно иметь любую или несколько следующих характеристик.

• Возможность активирования "по требованию".

• В идеальном случае создавать на выходе синусоидальную вибрацию.

• Выполнение с возможностью иметь на выходе регулируемую силу вибрации (усиление по требованию).

• Возможность установки в любом месте в бурильной колонне.

• Возможность установки нескольких устройств в бурильной колонне, причем каждого, выполненного с возможностью активирования по требованию.

• Возможность приведения в действие любым подходящим средством (гидравлическим, электрическим, механическим и т.д.).

• Возможность управления с поверхности и/или внутрискважинным механизмом с обратной связью.

• Возможность использования в соединении с другими скважинными инструментами (например, бурения, фрезерования, расширения, ловильными, установки фильтра, цементирования и т.д.).

Изобретение по меньшей мере в предпочтительных формах описывает механизм для достижения любой одной или нескольких указанных выше целей.

Изобретение может относиться к вибрационному устройству, компоновке бурильной колонны, содержащей такое вибрационное устройство и/или способу использования такого устройства или компоновки бурильной колонны.

В другом аспекте изобретением является применение податливого приложения (приложений) на выходе вибрационного устройства, работающего по требованию с управлением в скважине, обеспечивающего относительное аксиальное перемещение.

В еще одном аспекте изобретением является внутрискважинная компоновка любого из видов, описанная ниже в данном документе.

В еще одном дополнительном аспекте изобретением является вибрационное устройство, работающее по требованию с управлением относительным вращением на входе, создающее аксиальное относительное перемещение на выходе через податливые ограничители величины аксиального относительного перемещения.

Предпочтительно податливые ограничители обеспечивают небольшое или нулевое перемещение до ввода в действие при росте нагрузки. Например, пружинный фал между реагирующей поверхностью и массой, которая колеблется, может являться достаточным ограничителем для соответствия критерию выходной мощности.

Хотя предлагаются механические пружинные, пневматические, магнитные, гидравлические, в виде аккумуляторов давления, эластомерные или другие подобные устройства, любое подходящее одиночное или комплексное предложение можно использовать. Как пример, подходящие пружины в качестве податливых элементов могут являться трубчатыми, в виде мехов, спиральными или другими.

В другом аспекте изобретением является устройство в бурильной колонне или подходящее для бурильной колонны, которое имеет первую магнитную компоновку, вращающуюся относительно второй магнитной компоновки любым подходящим способом, которая когда вращается, предпочтительно синхронно с бурильной колонной, обуславливает по меньшей мере по существу аксиальное возвратно-поступательное перемещение второй магнитной компоновки, вращение которой ограничивается;

совершающая колебания магнитная компоновка по меньшей мере по существу скрепляется с податливым элементом либо одним или обоими концами и связывается податливым элементом (например, пружиной), при этом обеспечивается распределение по существу синусоидальной силы вибрации на выходе на наружный корпус инструмента и любую прикрепленную со стороны устья/забоя скважинную оснастку от сжатия и растяжения податливого элемента.

В другом аспекте изобретением является устройство для установки во внутрискважинной компоновке или подходящее для использования в ней в качестве вибрационного инструмента, причем устройство имеет первую магнитную компоновку, которая должна или может вращаться относительно второй магнитной компоновки и которая при таком вращении обуславливает по меньшей мере по существу аксиальные колебания и/или возвратно-поступательное перемещение второй магнитной компоновки; в котором совершающая колебания и/или возвратно-поступательное перемещение магнитная компоновка, по меньшей мере по существу, на одном из концов или обоих концах скреплена с податливым элементом, ограничивающим ее колебания и/или возвратно-поступательное перемещение, при этом обеспечивается распределение силы синусоидальной вибрации на выходе от сжатия и растяжения податливого элемента на наружный корпус вибрационного инструмента и/или любую прикрепленную на устье и/или забое скважины оснастку.

Предпочтительно устройство является внутрискважинной компоновкой.

Предпочтительно вторая магнитная компоновка связывается для синхронного вращения с наружным корпусом вибрационного инструмента.

Предпочтительно устройством можно управлять для работы "по требованию" с помощью подходящего источника энергии, предпочтительно потока бурового раствора, источника электропитания или пневматической системы.

Предпочтительно частоту колебаний и/или возвратно-поступательного перемещения можно регулировать, управляя источником энергии на входном устройстве (например, потоком бурового раствора, подачей электропитания или подачей сжатого воздуха на входное устройство).

Предпочтительно манипуляциями со скоростью входного устройства регулируют увеличение силы.

Если необходимо, устройство приводится в действие буровым раствором (гидравлически).

Предпочтительно имеется механизм или конфигурация с байпасом (например, требующая превышения порогового расхода для активирования), которая обеспечивает проход бурового раствора без приведения в действие устройства. Например, гидравлический забойный двигатель может обеспечивать проход потока бурового раствора без включения в работу до некоторого порогового расхода, с превышением которого имеет место как проход потока через него, так и приведение в действие двигателя для подачи мощности на вход.

Если необходимо, при работе по требованию управление осуществляют с помощью изменения подачи бурового раствора/давления/электрического сигнала/сброса шара или любым другим подходящим средством для выполнения требования функционирования устройства.

Предпочтительно устройство можно устанавливать или оно может располагаться в некотором месте в бурильной колонне. Если необходимо, можно использовать несколько модулей устройства.

Если необходимо, либо вибрацию со стороны устья или вибрацию со стороны забоя скважины можно демпфировать/регулировать податливым элементом (пружиной/аккумулятором давления/эластомерами и т.д.).

Предпочтительно в устройстве используется по существу несжимаемая текучая среда в его сечении для минимизации проблем изоляции перепадов давления.

Предпочтительно такой механизм снабжен устройством компенсации давления. Предпочтительно механизм имеет несколько камер с различной вязкостью (например, с более высокой вязкостью для подшипников, и более низкой вязкостью для эффективности колебаний).

Предпочтительно устройство имеет по центру путь прохода бурового раствора, предпочтительно имеющий постоянное сечение, выполненный с возможностью работы с вязкими буровыми растворами.

Предпочтительно устройство можно устанавливать либо выше или ниже, или как выше, так и ниже источника крутящего момента (например, гидравлического забойного двигателя).

Если необходимо, силовой блок имеет выход привода вращения с двух сторон, что обеспечивает установку вибрационного устройства над вращательным силовым блоком и установку некоторого другого инструмента (например, бурового долота/фрезерного инструмента и т.д.) под силовым блоком. Альтернативно вибрационное устройство с валом выхода мощности можно использовать для передачи привода вращения с гидравлического забойного двигателя через вращающуюся магнитную компоновку на инструмент (например, буровое долото) ниже вибрационного устройства в бурильной колонне.

Предпочтительно устройство можно использовать (без ограничения этим) в соединении со следующими скважинными мероприятиями:

• переключение клапанов

• установка пробок

• промывка

• установка фильтров

• борьба с поступлением песка в фильтры

• фрезерование

• удаление отложений

• цементирование

• отбор керна

• бурение

• ловильные работы на прихваченных инструментах

• работы на каротажном кабеле.

При использовании в данном документе “устройство” в отношении вибрационного устройства является любым устройством, дискретным или не дискретным, выполненным с возможностью работы с генерированием вибрации изнутри бурильной колонны.

При использовании в данном документе “синусоидальный” включает в состав волновые формы правильной синусоиды или сходные с ней.

При использовании в данном документе “податливое приложение”, “податливый ограничитель” работает, не допуская свободного перемещения при вибрации на выходе при перемещении к концу хода и преобразуя не всю кинетическую энергию в потенциальную энергию, но вместо этого создает на выходе мощность с величиной, меняющейся близко к синусоиде или строго по синусоиде.

При использовании в данном документе термин “и/или” означает “и” или “или”, или то и другое.

При использовании в данном документе (существительное во множественном числе), следующее за существительным, включает в состав как приемлемое единственную или множественную формы данного существительного.

Предпочтительная форма изобретения описана ниже и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее:

На Фиг. 1 показано сечение первого варианта осуществления или опции компоновки, где имеется пружинный ограничитель на каждом конце.

На Фиг. 2 показано сечение второго варианта осуществления или опции компоновки, где имеется пружинный ограничитель на каждом конце.

На Фиг. 3 показано сечение третьего варианта осуществления или опции (сходного с показанным на Фиг. 1), но с пружинным ограничителем на одном конце.

На Фиг. 4 показана первая опция/вариант осуществления для установки в зоне забоя устройства по Фиг. 1, 2 или 3.

На Фиг. 5 показана вторая опция/вариант осуществления для установки в зоне забоя устройства по Фиг. 1, 2 или 3.

На Фиг. 6 показана аналогично Фиг. 4 третья опция установки устройства, где гидравлический забойный двигатель имеет два выхода мощности и располагается между вибрационным устройством и другим скважинным инструментом, таким например, как буровое долото и осуществляет привод того и другого.

На Фиг. 7 показана аналогично Фиг. 4-6 четвертая опция установки.

На Фиг. 8 показана с дополнительными подробностями Фиг. 4, где гидравлический забойный двигатель осуществляет привод вибрационного устройства вместе со скважинным инструментом, прикрепленным к вибрационному устройству или расположенным смежно с ним.

На схеме Фиг. 1 в первом варианте осуществления показано вращение первой магнитной компоновки (1), вращательным входным устройством (гидравлическим забойным двигателем или т.п.). Путь текучей среды проходит через первую магнитную компоновку. Данную компоновку можно считать ротором (1), который может вращаться, например, как показано стрелкой A. Данная магнитная компоновка (1) в свою очередь создает магнитное взаимодействие со второй магнитной компоновкой (2), вращение которой если необходимо ограничено шлицем (шлицами) (3) наружного обсадного корпуса (т.e., статором относительно бурильной колонны или корпуса) обуславливающее аксиальное колебание/возвратно-поступательное перемещение массы второй магнитной компоновки (2) (см. Стрелку B).

Колеблющаяся масса/вторая магнитная компоновка (2) физически соединяется с податливым элементом (4) (пружинами или другой податливой формой (формами) и/или материалом (материалами)) на каждом конце, который исключает/ограничивает любое столкновение между компоновками (2) и (1) и дает в результате синусоидальное или по существу в виде гармонического колебания перемещение колеблющейся массы. Равнодействующая сила гармонического колебания (или по существу синусоидальная сила) передается через упорные подшипники (5) и/или податливые элементы (4) на наружный кожух (и если необходимо любую оснастку на устье и/или забое скважины). Данную силу на выходе можно использовать для исключения трения. Податливый элемент может также по меньшей мере частично ограничивать вращение второй магнитной компоновки.

Буровой раствор имеет предпочтительно беспрепятственный проход через инструмент по указанному пути текучей среды.

Предпочтительно гидравлический забойный двигатель используется в качестве силового блока на входе и требует превышения порогового расхода для активирования устройства.

Альтернативный вариант осуществления устройства, показанного на Фиг. 1, показан на Фиг. 2. Устройство содержит внутреннюю магнитную компоновку с магнитными элементами (1a), которая образует внутренний ротор (1). Путь текучей среды проходит через внутренний ротор. Наружный кожух (3) содержит наружную магнитную компоновку с магнитными элементами (2) и (2a). Вращение наружного кожуха синхронизируется с вращением бурильной колонны. Вращение внутренней магнитной компоновки обуславливает ее магнитное взаимодействие с наружной магнитной компоновкой, вызывая аксиальное колебание/возвратно-поступательное перемещение массы внутренней магнитной компоновки (см. Стрелку B). Внутренняя магнитная компоновка физически соединяется с наружной магнитной компоновкой через податливый элемент (4) (элементы) (пружины или другая податливая форма (формы) и/или материал (материалы)) и упорные подшипники (5) на каждом конце, которые исключают любое столкновение между компоновками (1) и (3) и дает в результате синусоидальное или по существу синусоидальное перемещение колеблющейся массы внутренней магнитной компоновки. Сила на выходе (синусоидальная) передается на наружный кожух (3) через пружины (4) и упорные подшипники (5). Ограничение вращения внутренней магнитной компоновки по меньшей мере частично обеспечивается податливым элементом (элементами). В варианте осуществления на Фиг. 3 показан инструмент аналогичный варианту осуществления на Фиг. 1 за исключением того, что в данном случае колеблющаяся масса (2) имеет физическое ограничение пружиной (4) или другим податливым элементом (элементами) только на одном конце.

В данной конфигурации пружина (4) работает как на сжатие, так и на растяжение.

Пружину можно установить на любом конце.

В пяти альтернативах на Фиг. 4-8 показаны различные варианты установки в компоновке бурильной колонны устройства, показанного на Фиг. 1-3. На каждой из Фиг. 4-8 показана бурильная штанга (6), гидравлический забойный двигатель (7), вибрационное устройство (8) по изобретению (такое как устройство, показанное на Фиг. 1-3), долото, струйное сопло, и т.п. скважинный инструмент/устройство (9) геотехнических мероприятий, и, если необходимо, электродвигатель (10) и/или каротажный кабель (11).

На Фиг. 4 и 5 показано, как вибрационный инструмент (устройство) по Фиг. 1-3 можно устанавливать в забойной зоне скважины, например на гибкой насосно-компрессорной трубе, снабженных резьбой бурильных штангах, или каротажном кабеле либо над или под гидравлическим забойным двигателем.

На Фиг. 6 также показана возможность использования гидравлического забойного двигателя (7) (объемного двигателя) с валом выхода мощности на две стороны (в сторону устья и в сторону забоя скважины), обеспечивающим расположение устройства изобретения над гидравлическим забойным двигателем (в нормальных условиях должен быть ниже гидравлического забойного двигателя) для создания полезных устраняющих трение вибраций, при этом обеспечивается подача мощности гидравлического забойного двигателя в сторону забоя скважины для вращения других бурильных инструментов (например, буровых долот (9)).

На Фиг. 7 показан применяемый, если необходимо, вариант с каротажным кабелем/электродвигателем. Данный вариант обеспечивает выполнение каротажным кабелем (11) функции источника электроэнергии для питания электродвигателя (10) для приведения в действие вибрирующего устройства (8).

На Фиг. 8 показаны дополнительные подробности Фиг. 4 одного возможного варианта вибрирующего устройства (8) и бурильного инструмента (9). В данном варианте применения гидравлический забойный двигатель на выходе вращает одну магнитную компоновку (вызывающую колебание вибрационного устройства), а также обеспечивает привод вращения скважинного инструмента, например бурового долота.

Уменьшение трения оказывается предпочтительным в процессе бурения по следующим направлениям:

• Помогает в приложении осевой нагрузки на буровое долото.

• Уменьшает трение скольжения (при наведении долота бурильную колонну и компоновку часто требуется проталкивать без вращения на значительные расстояния).

• Останавливает схватывание бурового шлама и создание закупоривания/прихвата.

• Управление направлением торца инструмента (нацеливание долота в требуемом направлении).

Исследования и физические опыты в технике показывают, что ввод регулируемой вибрации является особенно эффективным для минимизации трения, и в частности мощные синусоидальные вибрации низкой частоты <50 Гц известны, как высокоэффективные для минимизации трения бурильной колонны.

В дополнение к использованию для уменьшения трения в ситуациях в забойной зоне скважины, как ясно специалисту в данной области техники, такие устройства можно использовать для исполнения ряда других функций, таких как следующие, без ограничения этим:

• ловильные работы по прихваченным инструментам

• переключение клапанов

• установка пробок

• промывка

• установка фильтров

• борьба с поступлением песка в фильтры

• фрезерование

• удаление отложений

• цементирование

• отбор керна

• бурение

1. Устройство, установленное на месте или подходящее для использования в качестве вибрационного инструмента внутрискважинной компоновки или во внутрискважинной компоновке, содержащее первую магнитную компоновку, вращающуюся или выполненную с возможностью вращения относительно второй магнитной компоновки и которая при таком вращении обуславливает по меньшей мере по существу аксиальные колебания и/или возвратно-поступательное перемещение второй магнитной компоновки;
в котором совершающая колебания и/или возвратно-поступательное перемещение магнитная компоновка по меньшей мере по существу на одном из концов или обоих концах прикреплена к податливому элементу и ограничивается в своих колебаниях и/или возвратно-поступательном перемещении податливым элементом, при этом обеспечивается распределение на наружном корпусе вибрационного инструмента и/или любой прикрепленной на устье и/или забое скважины оснастке силы на выходе от сжатия и растяжения податливого элемента по существу в синусоидальном режиме.

2. Устройство по п. 1, в котором вторая магнитная компоновка связана для синхронного вращения с наружным корпусом вибрационного инструмента.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором подходящим источником энергии является поток бурового раствора, электрическое питание или сжатый воздух, подаваемые на входное устройство.

4. Устройство по п. 3, в котором частота колебаний и/или возвратно-поступательного перемещения регулируется при подводе мощности подходящего источника энергии.

5. Устройство по п.4, в котором, регулируя скорость на входе входного устройства, управляют увеличением силы.

6. Устройство по п. 4 или 5, имеющее входное устройство, гидравлический забойный двигатель или другое, приводимое в действие буровым раствором и имеющее механизм или конфигурацию байпаса, которая обеспечивает проход бурового раствора через инструмент до превышения порогового значения без приведения в действие инструмента.

7. Устройство по п. 1, когда одно или более устройств установлены в бурильной колонне.

8. Устройство по п. 1, в котором либо вибрация со стороны устья или вибрация со стороны забоя скважины демпфируется/регулируется податливым элементом.

9. Устройство по п. 1, в котором используется по существу несжимаемая текучая среда в сечении для минимизации проблем изоляции перепадов давления.

10. Устройство по п. 9, содержащее устройство компенсации давления.

11. Устройство по п. 9 или 10, имеющее несколько камер, содержащих жидкость различной вязкости.

12. Устройство по п. 1, имеющее по центру путь прохода бурового раствора постоянного сечения, выполненный с возможностью работы с вязкими буровыми растворами.

13. Устройство по п. 1, которое можно использовать или
использующееся в любом одном или нескольких следующих скважинных мероприятиях:
переключение клапанов;
установка пробок;
установка фильтров;
промывка;
борьба с поступлением песка в фильтры;
фрезерование;
удаление отложений;
цементирование;
отбор керна;
бурение;
ловильные работы на прихваченных инструментах;
работы на каротажном кабеле.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли промышленности и может быть использовано для предотвращения солеотложения в нефтедобывающем оборудовании в процессе интенсификации нефтедобычи.

Способ и устройство воздействия на нефтенасыщенные пласты и призабойную зону горизонтальной скважины // 2600249

Группа изобретений относится к области нефтяной и газовой промышленности для интенсификации притока нефти. Способ включает доставку и размещение в горизонтальном окончании скважины устройства, оснащенного накопительным блоком электроэнергии, излучателем с двумя электродами, которые замыкаются по команде оператора калиброванной металлической проволокой, что приводит к ее взрыву и образованию направленной, точечной ударной волны высокого давления, распространяющейся радиально от заданных точек горизонтального ствола скважины с целью увеличения проницаемости призабойной зоны рабочих участков горизонтального ствола.

Устройство для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта // 2599122

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи добывающих скважин при многократном гидроимпульсном воздействии на пласт.

Скважинное устройство для создания пульсаций для выполнения внутрискважинных работ // 2593842

Изобретение относится к устройствам для генерирования вибраций для буровых скважин. Скважинный инструмент содержит корпус, имеющий продольный канал, узел мешалки, размещенный внутри продольного канала корпуса и содержащий силовую часть, имеющую ротор и клапанный узел, который соединен с ротором и который выполнен с возможностью выборочного открытия путем вращения ротора с тем, чтобы обеспечить возможность протекания текучей среды через узел мешалки, и съемный компонент, размещенный внутри продольного канала и выполненный с возможностью удаления с тем, чтобы по меньшей мере частично открыть продольный канал.

Генератор механического усилия для скважинного устройства возбуждения // 2588059

Группа изобретений относится к области бурения. Устройство для работы в качестве генератора механического усилия с близким к синусоидальному выходом мощности, или в качестве средства механического возбуждения с близким к синусоидальному выходом мощности, имеет продольную ось и содержит: удлиненный внутренний элемент, аксиально выставленный по продольной оси; массу, установленную вокруг внутреннего элемента и выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно него в продольном направлении; наружный элемент вокруг массы и вокруг внутреннего элемента и относительно которого масса может перемещаться аксиально в продольном направлении и удерживаться от любого существенного вращения относительно наружного элемента вокруг продольной оси; вращающийся элемент, выполненный с возможностью вращения вокруг продольной оси и при вращении обеспечивать аксиальное возвратно-поступательное перемещение массы относительно наружного элемента; и привод вращения для ввода мощности для вращения вращающегося элемента; путь выхода мощности без ударного воздействия или без существенного ударного воздействия от массы в наружный элемент.

Имплозионный гидрогенератор давления // 2585299

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в оборудовании для восстановления/увеличения продуктивности добывающих и нагнетательных скважин при многократном гидроимпульсном воздействии на призабойную зону пласта с использованием эффекта имплозии.

Устройство для импульсного воздействия на пласт // 2583804

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений для импульсного воздействия на призабойную зону для повышения нефтеотдачи пласта.

Способ волнового воздействия на залежь и устройство для его осуществления // 2582599

Группа изобретений относится к горному делу и может быть использована для волнового воздействия на залежь с целью увеличения притока полезного ископаемого, например нефти, к скважине.

Устройство для обработки и освоения скважины // 2582144

Изобретение относится к оборудованию, используемому в нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обработки призабойной зоны пласта различными агентами и освоения скважины.

Способ и устройство для длинноволнового воздействия на нефтяную залежь // 2579838

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности и может быть использована при добыче нефти, в том числе и на поздних стадиях эксплуатации, для увеличения коэффициента извлечения нефти, повышения нефтеотдачи пласта и уменьшения отложений асфальтосмолопарафиновых веществ.

Забойное генерирующее импульсы устройство // 2607003

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к генерированию вибраций и гидравлических импульсов в буровой скважине. Генератор импульсов содержит статор, соединенный с корпусом; ротор, установленный с возможностью вращения в корпусе; кольцевое пространство, образованное между ротором и статором; внутренний канал, выполненный проходящим через ротор; одно или большее количество наружных проточных отверстий, обеспечивающих сообщение по текучей среде между кольцевым пространством и внутренним каналом; и блок извлекаемого скважинного клапана, вращательно соединенный с ротором и по меньшей мере частично установленный во внутреннем канале. Блок извлекаемого скважинного клапана включает в себя выполненный с возможностью вращения клапанный элемент, имеющий одно или большее количество основных проточных отверстий, и линейное регулировочное устройство для перемещения выполненного с возможностью вращения клапанного элемента из первого положения во второе положение. Путь потока текучей среды периодически создается одним или большим количеством наружных проточных отверстий, кольцевым пространством и одним или большим количеством основных проточных отверстий при вращении ротора. Обеспечивается увеличение эксплуатационного ресурса бурильной установки. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ интенсификации добычи углеводородов с применением горизонтальных скважин // 2607563

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к волновой технологии совмещенного воздействия на продуктивные пласты с применением горизонтальных скважин. Технический результат - повышение отдачи продуктивного пласта в целом и на участках горизонтального ствола скважины за счет оптимизации волнового воздействия. По способу размещают в обсадной колонне гидравлически связанные с устьем скважины через верхнее препятствие-отражатель колонны двух насосно-компрессорных труб - НКТ разной длины. Одна колонна из этих НКТ заканчивается на входе в горизонтальный участок скважины. Другая колонна НКТ заканчивается вблизи днища обсадной колонны. Это днище является выходным препятствием-отражателем, образующим с верхним препятствием объем, внутри которого находится столб жидкости рабочего агента. Создают однородное волновое поле на горизонтальном участке обсадной колонны в жидкости путем установки на концах НКТ в обсадной колонне генераторов колебаний. Увеличивают амплитуду колебаний. Осуществляют контроль колебаний с записью колебаний, поступающих по кабелю от скважинного шумомера к наземному регистрирующему блоку. Совпадение фаз колебаний на горизонтальном участке обсадной колонны скважины обеспечивают после запуска скважины на рабочем режиме добычи углеводородов изменением первоначально выбранной частоты колебаний давления на выходе генераторов путем автоматического или ручного изменения расходов рабочего агента через генераторы при условии равенства расходов на установившихся режимах. Исходные длины НКТ, перед спуском их в скважину, подбирают расчетом по аналитическим выражениям при условии совпадения фаз колебаний и равенстве амплитуд колебаний на горизонтальном участке обсадной колонны для выбранной частоты воздействия на пласт. 2 ил.

Узел и способ подводной добычи газообразных углеводородов // 2607610

Группа изобретений относится к разведке подводных месторождений углеводородов и более конкретно к узлу и способу подводной добычи газообразных углеводородов. Технический результат – повышение эффективности добычи. По способу подводной добычи газообразных углеводородов осуществляют доставку из определенного местоположения на поверхности моря по меньшей мере одного автономного самоходного бурового устройства на морское дно. Производят бурение с морского дна множества скважин в формации, содержащей углеводороды. Для этого используют по меньшей мере одно автономное самоходное буровое устройство. При этом каждая скважина имеет соответствующее место заложения скважины на морском дне. Устанавливают купол над местами заложения множества скважин на морском дне. Определяют наличие отложений углеводородов вблизи автономных самоходных буровых устройств при помощи датчиков, установленных по меньшей мере на одном автономном самоходном буровом устройстве. Осуществляют сублимацию отложений углеводородов с использованием механизма сублимации, установленного по меньшей мере на одном автономном самоходном буровом устройстве. В результате этого газообразные углеводороды выделяются из формации, содержащей углеводороды. Осуществляют сбор выделившихся газообразных углеводородов куполом. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ и устройство для совмещения парогравитационного дренажа с виброволновым воздействием на продуктивный пласт в условиях горизонтальных скважин // 2610045

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применена для увеличения нефтеотдачи продуктивных пластов при разработке месторождений высоковязкой нефти и промышленных битумов с использованием метода парогравитационного дренажа. Способ совмещения парогравитационного дренажа с виброволновым воздействием на продуктивный пласт в условиях горизонтальных скважин, при котором прокладывают в интервале продуктивного пласта пару двухустьевых горизонтальных скважин, одну над другой, состоящих, каждая, из двух вертикальных стволов, соединенных между собой горизонтальным участком и включающих обсадную трубу, проложенную от одного устья до другого и перфорированную в пределах горизонтального участка. Кроме того, скважины содержат две насосно-компрессорные трубы (НКТ), проложенные внутри обсадной трубы в пределах вертикальных стволов и заканчивающиеся хвостовиками в начале горизонтального участка скважины, перед перфорированным участком обсадной трубы. Верхняя из скважин является нагнетательной и служит для подачи в продуктивный пласт водяного пара, а нижняя скважина - добывающая и служит для откачки продукта. Причем горизонтальный участок обсадной трубы изолируют с обеих сторон пакерами, установленными на хвостовиках НКТ. При этом в нагнетательной скважине монтируют на обоих хвостовиках НКТ, сразу за пакерами, проточные генераторы колебаний давления, лицевой поверхностью друг к другу. Создают объемный полуволновой резонатор из горизонтального участка обсадной трубы, заключенного между проточными генераторами. Закачивают пар в нагнетательную скважину по НКТ и прокачивают весь пар через проточные генераторы. Генерируют в потоке пара колебания давления. Регулируют частоту генерации давлением подачи пара по каждой НКТ отдельно. Формируют в объемном резонаторе систему бегущих навстречу друг другу волн. При этом колебания давления направляются в продуктивный пласт через отверстия перфорации в обсадной трубе. Техническим результатом является интенсификация фильтрации пластовой жидкости в поровых каналах за счёт формирования колебаний давления определённой частоты в интервале пласта с развитой жидкостной коммуникацией при закачке пара по насосно-компрессорным трубам в нагнетательную скважину. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ и устройство двухкамерного струйного генератора гельмгольца для генерирования волн давления на забое скважины // 2610598

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки от твёрдых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов. В способе генерирования волн давления на забое скважины устанавливают на нижнем конце насосно-компрессорной трубы (НКТ) струйный генератор Гельмгольца (СГГ), представляющий собой колебательную систему, возбуждаемую струёй протекающей через неё жидкости и состоящую из струйного генератора, расположенного внутри камеры объёмного резонатора. При этом генерируют струйным генератором первичные колебания давления определённой частоты в струе жидкости и возбуждают ими колебательную систему. Усиливают первичные колебания давления в камере объёмного резонатора, частоту собственных колебаний которого настраивают в резонанс с частотой генерации первичных колебаний давления. Создают волны давления на забое скважины. При этом устанавливают за камерой объёмного резонатора ещё одну камеру с отверстием и формируют, таким образом, колебательную систему, имеющую три частоты собственных колебаний, не соответствующих частотам собственных колебаний её отдельных элементов. Настраивают частоту генерации первичных колебаний давления на высшую частоту собственных колебаний колебательной системы. При этом возбуждают колебательную систему на всех остальных собственных частотах и генерируют колебания давления на низшей частоте собственных колебаний. Техническим результатом является повышение эффективности генерирования низкочастотных колебаний на забое скважины высоскоростной струей. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Имплозионный гидрогенератор давления многократного действия // 2612706

Изобретение относится к оборудованию для освоения и ремонта нефтяных и газо-конденсатных скважин и предназначено для повышения нефтеотдачи нефтяных и газо-конденсатных пластов при эксплуатации нефтедобывающих скважин. Имплозионный гидрогенератор давления содержит заборный трубопровод с отверстиями для подвода пластового давления скважинной жидкости, цилиндр имплозионной камеры, плунжер, рабочую камеру, гидравлический амортизатор. Цилиндр имплозионной камеры соединен переводником с заборным трубопроводом. Плунжер соединен с насосной штангой. Рабочая камера состоит из рабочего цилиндра с окнами и концентраторами давления, запорного клапана со штоком и муфтой запорного клапана, соединяющей цилиндр имплозионной камеры с рабочей камерой. Гидравлический амортизатор состоит из цилиндра с перепускными отверстиями, цилиндрической пружины сжатия, поршня, выполненного за одно со штоком запорного клапана и подпружиненного с помощью цилиндрической пружины сжатия, гильзы с жестким подпружиненным упором, выполненным с возможностью взаимодействия со штоком запорного клапана. При этом имплозионный гидрогенератор давления снабжен разгрузочной камерой с давлением воздуха внутри камеры, равным атмосферному давлению, полость которой образована цилиндром имплозионной камеры и цилиндрическим корпусом, герметично установленным на муфте запорного клапана и переводнике заборного трубопровода, снабженных уплотнительными элементами. Техническим результатом является повышение рабочего ресурса и эксплуатационной надежности имплозионного гидрогенератора давления. 3 ил.

Пульсатор забойный для создания положительных импульсов давления в промывочной жидкости // 2613396

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано в телеметрических системах в качестве устройства для передачи измеренной забойной информации в процессе бурения по гидравлическому каналу связи на поверхность. Пульсатор забойный для создания положительных импульсов давления в промывочной жидкости содержит блок управляющего клапана пульсатора и блок рабочего клапана пульсатора. Блок управляющего клапана пульсатора состоит из корпуса привода, соленоида с сердечником, соединенным с подпружиненным штоком и через муфту со шпилькой с управляющим клапаном, который перекрывает отверстие во вкладыше ствола. Блок рабочего клапана пульсатора состоит из корпуса рабочего клапана, пружины с поршнем, штока с втулкой и золотником, патрубка и пера. При этом блоки выполнены в виде отдельных сборочных единиц, соединенных муфтой. При этом электромагнитный привод управляющего клапана объединен с эластичным сильфонным компенсатором давления и выполнен герметичным от поступления промывочной жидкости за счет того, что подпружиненный подвижный шток управляющего клапана расположен внутри заполненного маслом сильфонного компенсатора давления, загерметизированного радиально-фланцевыми защелками. Техническим результатом является повышение надежности, энергоэффективности, технологичности изготовления и сборки устройства. 6 ил.

Способ и устройство с глухим днищем для генерирования волн давления в стволе нагнетательной скважины // 2616024

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки от твердых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов. Устройство для генерирования волн давления в стволе нагнетающей скважины выполнено в виде струйного генератора Гельмгольца (СГГ), включающего: цилиндрическую камеру объемного резонатора с двумя параллельными крышками - передней и задней; входное сопло, расположенное в передней крышке; кольцо, установленное на радиальных стойках на оси цилиндрической камеры объемного резонатора в интервале между крышками; и выходное отверстие. При этом входное сопло соединено с НКТ, а выходное отверстие направлено вниз по скважине. Причем выходное отверстие выполнено сбоку от входного сопла, в передней крышке или корпусе цилиндрической камеры объемного резонатора. Техническим результатом является повышение эффективности генерирования низкочастотных колебаний без увеличения объема камеры резонатора или длины отверстий. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Способ ультразвуковой интенсификации добычи нефти и устройство для его осуществления // 2630012

Группа изобретений относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способу интенсификации добычи нефти и стимуляции повышения нефтеотдачи пласта. Способ интенсификации добычи нефти включает размещение в скважине на рабочей глубине скважинного аппарата, соединенного с наземным источником, и возбуждение упругих колебаний разных частот. При этом разрушают загрязняющие продукты из призабойной зоны нефтяного пласта и стимулируют к нефтеотдаче путем периодического воздействия на призабойную зону полем упругих колебаний ультразвукового диапазона в постоянном режиме и импульсным акустическим низкочастотным воздействием с одновременным удалением загрязняющих продуктов из призабойной зоны нефтяного пласта путем создания разреженного пространства в зоне перфорации скважины и выноса этих продуктов из скважины струйным насосом. Причем в постоянном режиме воздействие осуществляют высокочастотным колебанием ультразвукового диапазона 16-25 кГц, а в импульсном режиме воздействие осуществляют с частотой 1-50 Гц. При этом воздействие на зону перфорации начинают с нижнего участка с последующим перемещением выше. Конструктивно устройства интенсификации добычи нефти представляют собой три основных прибора: ультразвуковой генератор, скважинный акустический излучатель и струйный насос. Скважинный излучатель выполнен магнитострикционного типа или имеет модульную конструкцию, состоящую из резонаторов с пьезоэлектрическими пакетами. Техническим результатом является повышение эффективности операции по интенсификации добычи нефти и продолжительности действия эффекта от воздействия используемого оборудования. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ осуществления импульсного гидроразрыва // 2630016

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями. Способ осуществления импульсного гидроразрыва, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование перепадов давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны движения массы жидкости, образующейся при периодическом вытекании скважинной жидкости, находящейся под давлением, и повышения давления в скважине за счет долива жидкости. Проводят предварительную оценку времени перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, установку в полости скважины исходного давления, при котором трещины пласта сомкнуты, долив жидкости в скважину, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойной зоны и воздействует на трещины пласта, затем слив скважинной жидкости, на устье скважины создают контур для жидкости, включающий выходной патрубок насосного агрегата, быстродействующий клапан, приемное устройство насосного агрегата, насосный агрегат, выходной патрубок насосного агрегата соединяют с устьем скважины, включением насосного агрегата при открытом быстродействующем клапане разгоняют жидкость по вышеуказанному контуру, затем закрывают быстродействующий клапан и направляют поток жидкости в скважину. Технический результат заключается в повышении эффективности способа осуществления импульсного гидроразрыва.