Пристрій для збудження звукових коливань у привибійній зоні пласта і стовбурі свердловин

1. Пристрій для збудження звукових коливань у привибійній зоні пласта і стовбурі свердловин, що містить ударник з поверхнями контакту, встановлений на вісі в пустотілому циліндричному корпусі, який відрізняється тим, що ударник виконаний симетричної Х-подібної форми з поверхнями контакту, розміщеними зсередини Х-подібних час 42904 рідини (газу) проходить по колоні насоснокомпресорних труб. В процесі нагнітання робочої рідини в затрубний простір свердловини можливе зависання ударника. Робота пристрою пов'язана з нанесенням ударів по сторонньому предмету. У разі нанесення ударів безпосередньо по експлуатаційній колоні може руйнуватись цементний камінь за експлуатаційною колоною, що призведе до порушення герметичності заколонного простору і неконтрольованих (аварійних) перетоків нафти і газу в інші горизонти. Задача винаходу - створити надійний і простий за конструкцією пристрій для збудження звукових коливань у привибійній зоні пласта і стовбурі свердловин, який би забезпечував проходження через корпус інших пристроїв й ефективно працював в умовах реверсивного руху рідини (газу). Для вирішення цієї задачі у відомому пристрої для збудження звукових коливань у привибійній зоні пласта і стовбурі свердловин, що містить ударник з поверхнями контакту (удару), встановлений на осі в пустотілому циліндричному корпусі, ударник виконаний симетричної Х-подібної форми з поверхнями контакту, розміщеними зсередини Хподібних частин ударника і містить жолобоподібний отвір для осі довжиною, більшою діаметра осі, виконаний впоперек ударника, корпус обладнаний знімним запірним пристроєм в нижній частині і отвором на боковій стінці для розміщення ударника, а вісь ударника закріплена в цьому отворі перпендикулярно до центральної осі корпусу. Для збільшення потужності пристрою корпус обладнаний декількома (двома і більше) ударниками, розміщеними в отворах на боковій стінці корпусу, виконаними рівномірно по діаметру і по довжині корпусу, а X-подібні частини ударника містять пружно підвішені і механічно з'єднані з ними додаткові ударники, наприклад, кулеподібної форми. Встановлення ударника в отворі на боковій стінці корпусу забезпечує проходження через корпус інших пристроїв. Цій меті служить також обладнання нижньої частини корпусу знімним запірним пристроєм. В процесі створення звукових коливань весь потік рідини (газу) направляється через отвори в боковій стінці корпусу, в яких встановлені ударники. Для проходження через корпус інших пристроїв попередньо виймають з нього знімний запірний пристрій, а потім знову ставлять його на місце. При розміщенні ударників на боковій стінці корпусу зменшується можливість їх руйн ування в процесі спуску колони насосно-компресорних тр уб з пристроєм у свердловину. Запропонований пристрій можна також використовувати у похилих свердловинах. У випадку, коли корпус пристрою буде впритул прилягати до експлуатаційної колони, працюватимуть інші ударники, розміщені на тій частині корпусу, яка не прилягає до експлуатаційної колони. За своєю конструкцією запропонований пристрій працює незалежно від напряму руху рідини (газу) через нього. Пристрій може ефективно працювати як у нагнітальних, так і у видобувни х свердловинах. Для збудження звукових коливань за допомогою запропонованого пристрою не потрібно подавати додаткову енергію з поверхні у вигляді напо ру робочої рідини (газу). Для цього використовується власна енергія пластової рідини (газу), що видобувається, або енергія рідини (газу), що нагнітається у нагнітальні свердловини. Виконання жолобоподібним отвору для проходження осі, навколо якої коливається ударник, сприяє зміщенню центру маси ударника по відношенню до осі коливань і утворенню наскрізного каналу для проходження рідини (газу), що сприяє початку коливань маятника, який знаходився в нерухомому стані, і попереджує ефект зависання маятника в потоці рухомої рідини (газу). Обладнання гострих виступів Х-подібного ударника пружно підвішеними і механічно з'єднаними з ними додатковими ударниками підвищує потужність створюваних звукових коливань. В запропонованому пристрої відсутня безпосередня механічна дія на експлуатаційну колону, що попереджує руйнування цементного каменю за колоною. У порівнянні з відомими запропонований пристрій простіший за конструкцією, більш надійний і стабільний в роботі, забезпечує проходження через корпус інших пристроїв, ефективно працює незалежно від напряму руху рідини (газу) через пристрій і при однакових геометричних розмірах з відомими пристроями характеризується більшою потужністю. На фігурі зображено запропонований пристрій, поздовжній переріз. Пристрій для збудження звукових коливань у привибійній зоні пласта і стовбурі свердловин складається з корпусу 1, стінки якого утворюють наскрізний прохідний канал 2. На боковій стінці корпусу 1 виконаний отвір 3, в якому на осі 4 встановлений ударник 5, виконаний Х-подібної форми. Ударник 5 має можливість вільно коливатись і переміщатись відносно осі 4 по жолобоподібному отвору 6. Гострі виступи Х-подібного ударника 5 містять механічно з'єднані з ними за допомогою гнучких пружинних шарнірів 7 додаткові ударники 8, наприклад, кулеподібної форми. Нижня частина корпусу 1 обладнана знімним запірним пристроєм 9. В якості цього пристрою використовується, наприклад, клапан кулькоподібної чи іншої форми, який закріплюється в посадочному ніпелі, встановленому в нижній частині корпусу, і обладнується перевідником для підйому його на поверхню. На фігурі зображено для прикладу пристрій з одним ударником. Інші ударники розміщують рівномірно по діаметру і довжині корпусу. Пристрій працює таким чином. У випадку, наприклад, нагнітальної свердловини під дією напору рідини (газу), що поступає зверху в корпус 1 по каналу 2, ударник 5 зміщується по жолобоподібному отвору 6 в крайнє праве положення, як це показано на фіг. 1. Так як при такому положенні ударника 5 центр його маси знаходитиметься правіше центру осі коливань, то під дією сили ваги ударник 5 повернеться за годинниковою стрілкою. При цьому закривається верхній канал і відкривається нижній канал. Потік рідини (газу), проходячи через відкритий нижній канал, створює момент сил для повороту ударника проти годинникової стрілки. При цьому закривається нижній канал і відкривається верхній канал. Тепер 2 42904 потік рідини (газу), проходячи через верхній канал, створює момент сил для повороту ударника за годинниковою стрілкою. Процес повторюється. При закритті і відкритті верхніх і нижніх каналів ударник наносить удари по внутрішній стінці корпусу 1 поверхнями контакту (удару) - правими (нижньою і верхньою) Х-подібними гострими частинами, різко змінюючи витрату і напрям руху потоку рідини (газу). При цьому одночасно наносяться удари по зовнішній і внутрішній стінках корпусу 1 кульками 8, пружно підвішеними до X-подібних частин ударника. Наявність гнучкого зв'язку 7 кульок 8 з Хподібними частинами ударника збільшує момент інерції маси і тим самим силу удару кульок по поверхні корпусу 1 і дозволяє створювати удар куль ками по корпусу незалежно від амплітуди коливань Х-подібного ударника. У випадку видобувних свердловин під дією напору пластової рідини (газу), що поступає із свердловини в корпус 1, ударник 5 зміщується по жолобоподібному отвору в крайнє ліве положення. При цьому центр маси знаходитиметься лівіше центра осі коливань. Тому під дією сили ваги ударник 5 повернеться проти годинникової стрілки і перекриє верхній канал. Далі процес протікає по аналогії з нагнітальними свердловинами. В процесі роботи пристрою ударник наноситиме удари по зовнішній стінці корпусу 1 і додатково кульками 8 по зовнішній і внутрішній стінках корпусу 1. Фіг. 3 42904 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 4