Свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань

Свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань, що містить заповнену рідиною свердловину, виконану у вигляді коаксіально розміщених зовнішньої колони і внутрішньої труби, нижній кінець якої розміщений у привибійній зоні, а верхній - сполучений з гідравлічною камерою плунжерного циліндра, плунжер якого закріплений на нижній площині рухомої платформи, до верхньої площини якої прикріплені пневматичні циліндри з плунжерами, що торцевими поверхнями прикріп U 1 3 свердловини і поліпшення умов експлуатації пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в свердловинному пневмогідравлічному генераторі коливань, який містить заповнену рідиною свердловину, виконану у вигляді коаксіально розміщених зовнішньої колони і внутрішньої труби, нижній кінець якої розміщений у привибійній зоні, а верхній - сполучений з гідравлічною камерою плунжерного циліндра, плунжер якого закріплений на нижній площині рухомої платформи, до верхньої площини якої прикріплені пневматичні циліндри з плунжерами, що торцевими поверхнями прикріплені до нижньої площини нерухомої платформи, робочі камери пневматичних циліндрів з'єднані через розподільник і дросель з компресором, гідравлічна камера плунжерного циліндра сполучена через зворотний клапан та дросель з вихідним каналом клапана "або", один із вхідних каналів якого сполучений з пневмогідравлічним акумулятором, а другий - з вихідним каналом насоса і вхідним каналом запобіжного клапана тиску. Новим є те, що гідравлічна камера плунжерного циліндра сполучена з каналом внутрішньої труби свердловини перекриваючим пристроєм, виконаним у вигляді сідла, закріпленого на днищі гідроциліндра і клапана, закріпленого на нижньому кінці штока, верхній кінець якого з поршнем розміщений у закріпленому на верхній площині нерухомої платформи пневматичному циліндрі з утворенням двох робочих і компенсаційної камери, яка осьовим каналом, виконаним в штоці, сполучена з каналом внутрішньої труби свердловини. Завдяки тому, що свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань розміщений на поверхні землі, спрощується його експлуатація і підвищується надійність. Використання клапанного пристрою з пневматичним приводом дозволяє розвантажити його від неврівноважених осьових і радіальних зусиль і підвищити герметизацію гідравлічної камери. Окрім того, такий пристрій забезпечує автоматичне закриття клапана під дією тиску в свердловині, що забезпечує підвищення безпеки її експлуатації. Корисна модель пояснюється кресленням, де показано свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань. Свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань складається із обсадної колони 1 і внутрішньої труби 2, до фланця 3 якої прикріплене днище плунжерного гідроциліндра 5, в якому розміщено плунжер 40 і сідло 10. Сідло 10 запирається клапаном 11, закріпленим на штоці 12. Поршень 13, закріплений на штоці 12, розміщений у пневматичному циліндрі 14 з утворенням робочих камер 15, 16 і компенсаційної камери 17. Компенсаційна камера 17 каналом 18 сполучена з каналом 4 внутрішньої труби свердловини. Камери 75 і 16 циліндра 14 сполучені з розподільником 19, вхідний канал якого через дросель 20 сполучений з тиском живлення р1. Гідравлічна камера 9 плунжерного гідроциліндра 5 через зворотний клапан 21, дросель 22 і клапан "або" 23 сполучений з пневмогідравлічним акумулятором 24 і насосом 25 з напірним клапаном 26. На нерухомій платформі 8 за 60659 4 кріплені плунжери 27 і 28 пневматичних циліндрів 29 і 30, які закріплені на рухомій платформі 31. Плунжери 27, 28 і відповідно, циліндри 29, 30 утворюють пневматичні камери 32 і 33, які сполучені з вихідним каналом розподільника 34, вхідний канал якого через дросель 35 приєднаний до компресора 36. Фланець 39 гідравлічного плунжерного циліндра 5 напрямними 6 і 7 жорстко прикріплений до нерухомої платформи 8. Кінець труби 2 розміщений у привибійній камері 37 нафтоносного (газоносного) пласта 38. Принцип дії свердловинного пневмогідравлічного генератора коливань полягає у наступному. У вихідному положенні електромагніти ЕМ1 і ЕМ2 розподільників 19 і 34 знеструмлені. При цьому клапан 11 закритий, камера 9 плунжерного гідроциліндра 5 заповнена рідиною (водою), свердловина через канал 4 теж заповнена рідиною. Камери 32 і 33 циліндрів 29 і 30 сполучені з атмосферою. При подачі напруги на електромагніт ЕМ2 розподільника 34 він перемикається вліво і повітря від компресора 36 через дросель 35, розподільник 34 надходить в камери 32 і 33 пневмоциліндрів 29 і 30, які наповнюються високим тиском, величина якого налагоджується редукційним клапаном (на рисунку не показаний). Після наповнення циліндрів 29 і 30 високим тиском подається напруга на електромагніт ЕМ1 розподільника 19, він перемикається вниз (по кресленню), при цьому тиск живлення р1 надходить в камеру 15 циліндра 14. Під дією цього тиску поршень 13 зі штоком 12 і клапаном 11 переміщується вверх. При цьому плунжер 40 миттєво переміщується вниз і витісняє рідину із камери 9 через сопло 10 в канал 4 і в привибійну камеру 37, в якій створюється високий тиск. Значне підвищення тиску в привибійній камері 37 викликає розтріскування (розрив) нафтоносного (газоносного) пласта. Внаслідок появи в пласті мікротріщин його продуктивність зростає. Величина тиску в гідравлічній камері 9 циліндра 5 визначається залежністю Рц  Рк  n  2 Dn , 2  Dш де Рк - тиск живлення, на який налаштований компресор 36; n - число пневматичних циліндрів; Dn - діаметри плунжерів пневматичних циліндрів; Dг - діаметр плунжера 40 гідроциліндра 5; Dm - діаметр штока 12. Після досягнення хвилі тиску до привибійної камери 38 знеструмлюється електромагніт ЕМ2 розподільника 34, при цьому пневматичні камери 32 і 33 з'єднуються з атмосферою, внаслідок чого різко понижується тиск у привибійній зоні. У міру зменшення тиску у камерах 32, 33 і 9 під дією тиску в акумуляторі 24 (або під дією тиску від насоса 25) плунжер 40 з платформою 31 переміщуються у верхнє вихідне положення. При цьому, якщо відбулося перетікання рідини із привибійної камери 37 у пласт 38 свердловина автоматично доливається. Після заповнення рідиною свердловини і камери 9 плунжерного циліндра 5 знеструмлюється електромагніт ЕМ1, при цьому розподільник 2 Dг 5 60659 перемикається і тиск живлення надходить в камеру 16 циліндра 14. Під дією цього тиску клапан 11 закривається (притискується до сідла 10) і цикл може знову повторюватись. Якщо в процесі експлуатації (стимуляції) підвищується тиск в свердловині, він одночасно підвищується і в компенсаційній камері 77 циліндра 14. Під дією цього тиску клапан 11 притискується до сідла 10 і рідина з каналу 4 (свердловини) не надходить в камеру 9 гідроциліндра, тобто свердловина запирається. Умовою автоматичного запирання свердловини при р1=ратм є 2   Dk  Fc , 4 де Dk - діаметр штока компенсаційної камери; Fk - площа перерізу штока компенсаційної камери; Fc - площа прохідного перерізу сідла 10; pатм - атмосферний тиск. Умовою розвантаження штока 12 від осьової сили при р1=ратм є Fk  Комп’ютерна верстка В. Мацело 6 Fш=Fс, де Fш - переріз штока 12. Таким чином, запропонований свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань дає можливість створювати періодично в привибійній камері значний перепад тисків, що обумовлює можливість розриву продуктивного пласта і підвищення його продуктивності. Крім того, такий пристрій дає можливість регулювати як величину тиску в привибійній камері, так і частоту коливання в залежності від глибини свердловини. Запропонований клапан забезпечує автоматичне запирання свердловини при відсутності тиску в циліндрі 14 і понизити тиск живлення циліндра 14 до 0,4...0,6 МПа. Все це обумовлює спрощення конструкції, підвищує надійність і безпеку роботи генератора коливань. Джерела інформації: 1. Патент РФ№ 2106471, МПК Е21В28/00, 43/25, 10.03.98. 2. Патент РФ№ 2139406, МПК Е21В28/00, 43/25; Бюл. № 28, 10.10.99. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601