Устройство для волновой обработки пласта

Устройство для волновой обработки пласта

Реферат

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для воздействия на пласт упругими колебаниями в широком диапазоне частот при нагнетании рабочей жидкости. Цель изобретения - повышение эффективности обработки пласта за счет возможности выбора рабочей частоты генерации колебаний от долей единицы торца до 800 Гц и увеличения стабильности частоты и амплитуды колебаний. Устройство содержит ствол с центральным входным каналом, управляющие каналы, расположенные перпендикулярно щелевому соплу и соединенные с ним, рабочие каналы, входом соединенные с щелевидным соплом и разделенные центральным клиновидным рассекателем, и отводы. При этом струйный эжектор соединен с выходом одного из рабочих каналов и образует своими наружными стенками с внутренней поверхностью заглушенного ствола в нижнего его части кольцевую цилиндрическую камеру, которая входом соединена с выходом второго рабочего канала и выходом соединена с инжекционным каналом эжектора. Каждый из отводов подсоединен к одному из управляющих каналов общим концом, а другим - к выходу одного из рабочих каналов. Кроме того, отводы выполнены с возможностью изменения их длины и объема. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для воздействия на пласт упругими колебаниями в широком диапазоне частот при нагнетании рабочей жидкости. Известен гидравлический пульсатор, содержащий полый корпус с расположенными под углом 180^o тангенциально корпусу входными каналами. Он позволяет возбуждать в зоне пласта колебания давления, возникающие за счет организации в вихревой камере прогрессирующих колебаний жидкостного вихря. Недостатком известного решения является низкая эффективность воздействия на пласт из-за малых амплитуд колебаний, больших потерь давления на входе в устройство, значительного износа рабочих поверхностей устройства. Возбуждаемая частота колебаний находится в узком диапазоне килогерцевых частот и нестабильна из-за кавитационного износа каналов устройства. Отсутствует возможность управления частотой создаваемых колебаний. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является низкочастотный гидравлический вибратор золотникового типа. Этот вибратор включает жестко закрепленный в корпусе ствол с щелевыми прорезями на образующей. На стволе свободно вращается золотник, имеющий прорези вдоль образующей. Вращаясь при протекании жидкости, золотник перекрывает прорези в стволе, в результате чего возникают интенсивные гидравлические удары. К недостаткам известного вибратора следует отнести снижение эффективности воздействия на пласт за счет того, что скорость вращения золотника зависит от расхода жидкости, при этом наличие большого пускового момента делает невозможным создание колебаний на низких (единицы и десятки Герц) частотах. Амплитуда возникающих колебаний становится существенной лишь в узком диапазоне частот (150-200 Гц), при этом устройство потребляет значительные расходы рабочей жидкости, порядка 15-20 дм³/с. Наличие подвижных частей приводит к потерям энергии на механическую работу, к уменьшению надежности и срока службы устройства (срок службы вибратора 3-4 обработки длительности по 15-20 часов). Цель изобретения повышение эффективности обработки пласта за счет возможности выбора рабочей частоты генерации колебаний от долей единицы. Герц до 800 Гц и увеличения стабильности частоты и амплитуды колебаний, а также регулирование частоты колебаний. Положительный эффект в устройстве достигается тем, что, используя бистабильный переключатель потоков с отрицательной обратной связью рабочих каналов с управляющими, создаются благоприятные условия для эффективного переключения потоков из открытого канала в заглушенный рабочий канал инжектированием из него жидкости и снижением давления в нем. Инжекция жидкости происходит в фазе течения струи по открытому каналу Это позволяет использовать заглушенный канал, где образуется гидравлический удар в качестве усилителя давления. Характер создаваемых колебаний подобен пульсациям, возникающим в низкочастотном гидравлическом вибраторе золотникового типа. В одной фазе наблюдается гидравлический удар с резким нарастанием давления, в другой фазе интенсивная пульсация расхода. Реализуется возможность управления мощной высокоэнергетической струей жидкости с помощью относительно малых возмущений давления, создаваемых в управляющих каналах отрицательной обратной связью. Полоса пропускания бистабильного переключателя, работающего на эффекте Коанда, доходит до 700-800 Гц, и это позволяет изменением длины каналов обратной связи и их объема регулировать частоту устройства в диапазоне от долей единицы Герц до 700-800 Гц. На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг.1. Устройство для волновой обработки пласта включает ствол 1 с центральным входным каналом 2 для подачи закачиваемой жидкости под давлением, в выходной части которого размещено щелевидное сопло 3, перпендикулярно ему выполнены управляющие каналы 4,5, соединенные с отводами 6, 7 (последние могут быть выполнены, например, спиральными, а также сменными с разными длиной и объемом), расположенными на образующей ствола. От щелевидного сопла отходят два рабочих канала 8,9, разделенные клиновидным центральным рассекателем 10. Выход рабочего канала 8 сообщен с заглушенной в стволе кольцевой цилиндрической камерой 11, а выход рабочего канала 9 через патрубок 12 сообщен со струйным эжектором 13, установленным коаксиально в стволе под клиновидным рассекателем 10, с выходным каналом 14. Струйный эжектор 13 содержит цилиндрическое входное сопло 15, камеру смешения 16 и диффузор 17. В боковой поверхности эжектора выполнены отверстия 18, сообщающие его с заглушенной камерой 11. Устройство работает следующим образом. При подаче жидкости под давлением в канал 2 ствола 1 она поступает через щелевидное сопло 3 и вследствие эффекта Коанда прилипает к стенке либо канала 9, либо канала 8 в зависимости от всегда существующей разности давлений в управляющих каналах 4,5. Проходя по каналу 9, на выходе из него жидкость попадает в заборную часть канала обратной связи отвода 7, затем в управляющий канала 5, рост давления в котором вызывает быстрый переброс струи к стенке канала 8, где она опять устойчиво прилипает. Проходя по каналу 8, на выходе из него жидкость попадает в заборную часть канала обратной связи - отвода 6, затем в управляющий канал 4, рост давления в котором, в свою очередь, вызывает переброс струи опять в канал 9. В фазе протекания по каналу 9 жидкость попадает в патрубок 12 в струйный эжектор 13 и частично через заборную часть канала обратной связи отвода 7 в управляющий канал 5. В этой фазе работы устройства через отверстие 18 из камеры 11 откачивается жидкость, в результате в камере 11 снижается давление. В фазе протекания по каналу 8 жидкость попадает в заглушенную камеру 11 и частично через отвод 6 в управляющий канал 4. Время прохождения жидкости под давлением по каналу обратной связи отвод 6 достаточно велико для полной реализации гидроудара в заглушенной камере 11. В фазе протекания струи по каналу 9 возникает пульсация расхода жидкости через выходной канал 14 диффузора струйного эжектора. В фазе протекания струи по каналу 8 создается мощный гидроудар при попадании жидкости в заглушенную камеру 11 с пониженным давлением. Частота колебаний, генерируемых устройством, регулируется длиной отводов 6,7, выполняющих роль каналов обратной связи (для этого устройство должно вновь подниматься на устье для смены отводов на отводы другой длины и другого объема). Диапазон регулируемых частот от долей единицы Герц до 800 Гц. Частота генерируемых колебаний не зависит от износа частей устройства, подвергающихся заметной нагрузке щелевидного и цилиндрического сопел, поверхностей рабочий каналов и клиновидного разделителя, износ каналов обратной связи незначителен ввиду малого расхода жидкости через них, и к тому же даже при заметном их износе время прохождения сигнала по ним практически не изменяется. Подбором емкости и сопротивления в цепи обратной связи устраняется влияние изменений расхода в линии нагнетания жидкости. Частота генерируемых колебаний не зависит от изменения забойного давления и слабо зависит от изменения температуры. Все это обеспечивает стабильность генерации выбранной частоты колебаний. Устройство для волновой обработки пласта позволяет получить высокую эффективность волновой обработки пласта, возможность создания высокоамплитудных колебаний в широком диапазоне частот, стабильность создаваемых частот, так как отсутствует влияние колебаний расхода, уменьшение энергетических затрат в связи в отсутствием потерь на механическую работу, возможность точной настройки устройства на оптимальную частоту в соответствии с геолого-физическими условиями объекта, повышение надежности работы устройства ввиду отсутствия движущихся механических частей, повышение КПД, возможность использования устройства в других областях, например в химической технологии, процессах сбора и подготовки нефти и т.д.

Формула изобретения

1. Устройство для волновой обработки пласта, содержащее ствол с центральным входным каналом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки пласта путем обеспечения возможности выбора рабочей частоты генерации колебаний от долей единицы Гц до 800 Гц и увеличения стабильности частоты и амплитуды колебаний, оно снабжено щелевидным соплом, соединенным с входным каналом, управляющими каналами, расположенными перпендикулярными к ним, и рабочими каналами, входы которых соединены с щелевидным соплом, центральным клиновидным рассекателем, струйным эжектором, установленным коаксиально в стволе пол клиновидным рассекателем, и отводами, при этом струйный эжектор соединен с выходом одного из рабочих каналов и образует своими наружными стенками с внутренней поверхностью заглушенного ствола в нижней его части кольцевую цилиндрическую камеру, входом соединенную с выходом второго рабочего канала и выходом соединенную с инжекционным каналом струйного эжектора, а каждый из отводов подсоединен к одному из управляющих каналов одним концом, а другим к выходу одного из рабочих каналов, причем щелевидное сопло разделено центральным клиновидным рассекателем. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью регулирования частоты колебаний, отводы выполнены с возможностью изменения их длины и объема.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 08.09.1996

Номер и год публикации бюллетеня: 13-2001

Извещение опубликовано: 10.05.2001