Пневматический источник импульсов давления

 

lo ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ для обработки скважин, включающий корпус, разделенный перегородкой на две полости, сообщагациеся между собой осевым и периферийными каналами в перегородке, и поршень, размещенный внутри корпуса, отличающийся тем, что, с цепью повышения эффективности работы устройства в широком диапазоне рабочих давлений, в осевом канале перегородки установлен клапан, а поршень выполнен полым с перепускным отверстием в верхнем торце, причем клапан в Верхнем положении поршня взаимодействует с перепускным отверстиемо 2.Источник по По1, о тлич аю щ и и с я тем, что диаметр осевого канала перегородки меньше диаметра перепускного отверстия поршня. 3.Источник попо, отлич аюS щ и и с я тем, что площадь сечения (Л каналов, сообщающих полости, не превышает 3 мм на 1 л объема полости поршня о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„925139

А1 (51)5 Е 21 В 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 2696842/03 (22) 13.12.78 (46) 23.03е91. Бка. Р 11 (71) Раменское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки (72) И.И.Балашканд, Э.М.Вольницкая, С.А.Ловля, Г.С,Евдокимов и Г.А.Орлов (53) 622. 245. 2 (088. 8) (56) Патент CUA Ф 4040486,кл. 166-311, опублик. 09.08.77.

Авторское свидетельство СССР

У 173678, кл, Е 21 В 43/117, 22.06,64. (54)(57) 1. IIHEBMATHЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК

ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ для обработки скважин, включающий корпус, разделенный перегородкой на две полости, сообщающиеся между собой осевым и периИзобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для восстановительного ремонта водяных и различного назначения скважин, Известен пневматический источник давления, включающий корпус и трубы для подачи сжатого воздуха. Недостатком известного устройства является низкая эффективность разрушения осадка, образующегося в зоне водопритока скважин.

Наиболее близким аналогом изобретения является пневматический источник импульсов давления, включающий

2 ферийными каналами в перегородке, и поршень, размещенный внутри корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства в широком диапазоне рабочих давлений, в осевом канапе перегородки установлен клапан, а поршень выполнен полым с перепускным отверстием в верхнем торце, причем клапан в верхнем положении поршня взаимодействует с перепускным отверстием.

2. Источник по п.l о т л и ч а— ю шийся тем, что диаметр осевого канала перегородки меньше диаметра перепускного отверстия поршня.

3. Источник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что площадь сечения каналов, сообщающих полости, ие превышает 3 мм на l л объема полости поршня. корпус, разделенный перегородкой на две полости, сообщающиеся между собой осевым и периферийными каналами в перегородке, и поршень, размещенный внутри корпуса.

Недостатком устройства является низкая эффективность его работы иэ-за необходимости создания рабочего давления определенной величины и несовершенства конструкции.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства в широком диапазоне рабочих давлений.

Цель достигается тем, что поршень выполнен полым и с перепускным отвер925139 стием в верхнем торце, а в. осевом канале перегородки размещен клапан, перекрывающий перепускное отверстие поршня; диаметр осевого канала перегородки меньше диаметра перепускного отверстия поршня; площадь сечения каналов, сообщающих полости, не превышает 3 мм на l л объема полости поршня, 10

На фиг. l изображен пневматический источник импульсов давления при закрытых выхлопных отверстиях, общий вид; на фиг.2 — то же, в момент выхлопа сжатого воздуха. 15

Пневматический источник содержит гибкий рукав высокого давления 1, сборный корпус, имеющий верхнюю часть

2, нижнюю часть 3, крышку 4, Т-образный поршень 5, клапан 6, обратный клапан 7, уплотнительные кольца 8.

Части 2, 3 корпуса с крышкой 4 в сборе образуют две полости 9 и 10. В полости 10 размещен поршень 5, который в совокупности с частями корпуса 25

2 и 3 образуют в своем крайнем верхнем положении полость 11 высокого давления. Клапан 6 под действием давления сжатого воздуха в полости 9 прижат к осевому выхлопному отвер- 30 стию поршня. Обратный клапан 7, выполненный в виде резинового кольца,сбрасывает избыточное давление из зазора между торцовыми поверхностями поршня

5, клапана 6 и частью 2. Он препятст- 35 вует также попаданию скважинной жидкости в указанные зазоры. Уплотнительные кольца 3 обеспечивают герметизацию подвижных соединений поршня 5 и клапана 6 с частями корпуса 2, 3 и 40 крышкой 4 и герметизацию соединения этих деталей между собой, Пневматический источник опускается в скважину на рукаве высокого давления.

Пневматический источник работает 45 следующим образом.

При подаче сжатого воздуха по рукаву 1 в полости 9 устанавливается повьппенное давление, например Р .Под действием давления на шток клапана 6 диаметром d< последний опускаетоя в ,крайнее положение, образуя полость

12 Из полости 9 по каналам в корпусе сжатый воздух поступает в полость

10, Под действием давления Р в полос-55 ти 10 поршень 5 прижимается к крайне- му верхнему положению, т.е. к лерегородке, разделяющей полости 9 и 10, Одновременно клапан 6 закрывает отверстие диаметром d на торцовой поверхности поршня, а отверстие диаметром d в стенке поршня выходит из соединенйя с частью 3 и открывает доступ сжатого воздуха из полости 10 в полость 11. Происходит заполнение основной рабочей полости источника. Давление в этой полости Р действует на клапан 6 вверх. Диаметр штока клапана Й! меньше диаметра отверстия dz u поэтому, начиная с момента, когда давление в полости 11 превьппает величиг ну Р =Р, - г, клапан 6 открывает выг хлопное отверстие Йг и давление Рз действует на всю торцовую поверхность поршня диаметром д . Поршень 5 удерживается в крайнем верхнем положении давлением воздуха Рг наплечико д -64., Однако площадь этого плечика значительно меньше всей торцовой поверхности поршня диаметром Йз и поэтому в начальной стадии движения давление воздуха не оказывает существенного сопротивления движению поршня. Поршень выдвигается из корпуса под действием давления в образовавшейся при этом полости 13. Через отверстия в нижней части поршня происходит выхлоп воздуха из полости 1! в скважинное пространство. При этом в скважине образуется расширяющаяся воздушная полость 14. После выхлопа воздух, сжатый в полости 10 возвращает поршень в исходное положение.

Воздух иэ полости !3 вытесняется через отверстие диаметром d в полость

11, а после соприкосновения поршня с клапаном 6 избыточное давление из полостей 12 и 13 стравливается в скважинное пространство через систему каналов в части 2 и обратный клапан 7.

При постоянной подаче сжатого воздуха описанный процесс периодически повторяется. В предлагаемой конструкции интервал времени между выхлопами мало зависит от величины давления подводимого воздуха и определяется в основном отнонением площади минималь" ного сечения каналов, соединяющих полости 9 и 11, к величине объема полости 11.

Эффективность воздействия выхлопа сжатого воздуха на профильтровую зону зависит не только от скорости открытия выхлопного отверстия, но и от интервала повторения выхлопов. Максимальная эффективность достигается

925139

Фиг. 7 тогда, когда выхлопы повторяются не менее, чем через 3-4 с, т.е. через время, достаточное для всплытия газовых пузырьков и полостей, созданных предыдущим выхлопом из зоны располо5 жения аппарата. Это достигается в том случае, когда минимальная площадь сечения каналов, соединяющих полости 9 и 11, составляет не более

3 мм на 1 л объема полости 11 при соотношении диаметров d,/dz = 0,9.