Електрогідроімпульсний пристрій для обробки нафтогазоносного та руйнування газогідратного пластів

1. Електрогідроімпульсний пристрій для обробки нафтогазоносного та руйнування газогідратного пластів, що включає надземне джерело живлення з вантажонесучим кабелем і виконаний з немагнітного матеріалу циліндричний кожух, встановлені в додаткові корпуси і розташовані в корпусі послідовно по висоті зарядний блок, блоки накопичувача та розрядника, а також з'єднаний з нижнім торцем кожуха електродний блок, які зв'я зані із джерелом живлення та між собою електричними вузлами з'єднання, причому корпуси блока розрядника та електродного блока виконані з немагнітного матеріалу, який відрізняється тим, що між зарядним блоком та блоком розрядника додатково введений блок управління режимами роботи розрядника, призначений для формування в продуктивному пласті пружних біжучих хвиль, який розташований у додатковому корпусі, виконаний у електромагнітному екрані і з'єднаний з циліндричним кожухом. 2. Електрогідроімпульсний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що блок управління роботи розрядника включає послідовно з'єднані генератор низьких частот, двійковий лічильник, цифроаналоговий перетворювач, апроксиматор, частотний модулятор, підсилювач і трансформатор. Корисна модель відноситься до нафтогазовидобувної промисловості і може бути використана для підвищення продуктивності свердловин. Відомий спосіб акустичного впливу на нафтогазоносний пласт [Деклараційний патент України №42385А, Е21В43/25, 2001], який включає діагностику привибійної зони, опромінювання коловим горизонтально спрямованим полем з утворенням біжучої хвилі, причому джерело акустичного впливу розміщують на рівні залягання продуктивного пласта у нагнітальній свердловині, яка розміщена в середині контуру нафтогазоносності і обсаджена до покрівлі пласта, а для переміщення фронту біжучої хвилі акустичного впливу періодично плавно змінюють довжину чверть хвилі випромінювача від значення, рівного радіусу ближньої зони нагнітаючої свердловини, до довжини чверть хвилі, рівної відстані до видобувних свердловин, при цьому підтримання амплітуди фронту біжучої хвилі під час її розповсюдження відбувається шляхом зміни міцності акустичного випромінювання у залежності від ступеня її поглинання нафтогазоносним пластом. Недоліком цього способу є відсутність обладнання для його реалізації. Найближчим до пропонованого пристрою є електрогідроімпульсний пристрій для обробки свердловини [патент України №6531, Е21В43/25, 1993], що включає надземне джерело живлення з вантажонесучим кабелем, зв'язаним з циліндричним кожухом, розміщені в кожусі послідовно по висоті та зв'язані з джерелом живлення і між собою електричними вузлами з'єднання зарядний блок, блок накопичення, блок розрядника та електродний блок, розміщений у корпусі, з'єднаним з нижнім торцем кожуха, а зарядний блок, блоки накопичувача та розрядника розміщені у додаткових корпусах, при цьому електричні вузли з'єднайня блоків розміщені на торцях корпусів і виконані у вигляді пружинних контактів, а кожух корпуса електродної системи та розрядника виконані з немагнітного матеріалу. Недоліком цього електрогідроімпульсного пристрою для обробки свердловин є його низька ефективність, тому що пристрій не дозволяє здійснювати вплив на нафтогазоносний пласт за попередньо встановленим законом. В основу корисної моделі покладено завдання створити такий електрогідроімпульсний пристрій для обробки нафтогазоносного та руйнування га ДО О) 00 5Г 8925 зогідратного пластів, який дозволить підвищити нафтогазовіддачу за рахунок впливу на них пружними акустичними коливаннями біжучої хвилі, яка створюється за попередньо встановленим законом та сприяє витісненню та переміщуванню нафти і газу до свердловини. Для вирішення завдання запропоновано електрогідроімпульсний пристрій для обробки нафтогазоносного та руйнування газогідратного пластів, що включає надземне джерело живлення з вантажонесучим кабелем і виконаний з немагнітного матеріалу циліндричний кожух, встановлені в додаткові корпуси і розташовані в корпусі послідовно по висоті зарядний блок, блоки накопичувача та розрядника, а також з'єднаний з нижнім торцем кожуха електродний блок, які зв'язані із джерелом живлення та між собою електричними вузлами з'єднання, причому корпуси блока розрядника та електродного блока виконані з немагнітного матеріалу, а між зарядним блоком та блоком розрядника додатково введений блок управління режимами роботи розрядника, призначений для формування в продуктивному пласті пружних біжучих хвиль, який розташований у додатковому корпусі, виконаний у електромагнітному екрані і з'єднаний з циліндричним кожухом, причому блок управління режимами роботи розрядника включає послідовно з'єднані генератор низьких частот, двійковий лічильник, цифро- аналоговий перетворювач, апроксиматор, частотний модулятор, підсилювач і трансформатор. Суть корисної моделі полягає в створенні пристрою для впливу на нафтогазоносний або газогідратний пласти акустичним хвильовим полем, яке розповсюджується за попередньо встановленим законом. В залежності від способу застосування пристрою змінюється закон зміни частоти струму живлення акустичного випромінювача. Наприклад, при хвильовому витісненні нафти з нафтогазоносного пласта [1] фронтом біжучої хвилі пружних коливань, створених акустичним випромінювачем, які розповсюджуються від нагнітальної до видобувних свердловин, пристрій розташовують у нагнітальній свердловині і періодично плавно змінюють частоту струму живлення акустичного випромінювача від максимального до мінімального значення. При хвильовому впливі на нафтогазоносний пласт з метою підвищення дебіту свердловини електрогідроімпульсний пристрій розташовують у видобувній свердловині і періодично плавно змінюють частоту струму живлення акустичного випромінювача від мінімального до максимального значення. Робота корисної моделі полягає в попередньому виборі частотних діапазонів роботи акустичного випромінювача відповідно з результатами діагностики привибійної зони та в періодичному створенні в пласті рухомого фронту тиску акустичної біжучої хвилі, який переносить енергію випромінювання вздовж напрямку його розповсюдження від зони дренування до ближньої зони видобувної свердловини та допомагає природним рушійним силам витісняти вуглеводневу сировину з продуктивного пласта у свердловину, збільшуючи її продуктивність. Аналогічно здійснюють вплив на газогідратний пласт при його руйнуванні. Енергія біжучої пружної хвилі руйнує газогідрати і викликає підвищену тріщинуватість, газопроникнення. Крім цього, здійснюється перетворення кінетичної енергії коливань скелета газогідратів в теплову, що також сприяє їх розкладанню. На Фіг.1 - наведено загальний вигляд електрогідроімпульсного пристрою для обробки нафтогазового та руйнування газогідратного пласта, Фіг.2 функціональна електрична схема пристрою, Фіг.З функціональна електрична схема блока управління, блока накопичувача, блока розрядника і електродного блока. Пристрій (Фіг.1, 2) містить: надземне джерело живлення 1, механізм 2 підйому і спуску електрогідроімпульсного пристою, вантажонесучий кабель З, циліндричний кожух 4, виконаний з немагнітного матеріалу, зарядний блок 5, блок накопичувача 6, блок управління 7, блок розрядника 8, електродний блок 9 та хвостовик 10. Блок управління 7 (Фіг.З) містить: послідовно з'єднані генератор низької частоти 11, двійковий лічильник 12, цифроаналоговий перетворювач 13, апроксиматор 14, частотний модулятор 15, підсилювач 16, трансформатор 17. Перший вихід трансформатора 17 блока управління 7 послідовно з'єднаний з підпалюючим електродом ігнітрона 18 блока розрядника 8, а другий вихід трансформатора 17 з катодом ігнітрона 18 розрядника 8 та анодом 19 електродного блока 9. Катод 20 електродного блока 9 з'єднаний з першим виводом конденсатора 21 блока накопичувача 6, а другий вивід конденсатора 21 з анодом ігнітрона 18 блока розрядника 8. Робота пристрою реалізується наступним чином. За даними геофізичних досліджень встановлюють швидкість розповсюдження пружних коливань у продуктивному пласті. Визначають радіуси від випромінювача (електродів електродного блоку) до ближньої зони та дальньої зони (зони дренування) свердловини. На підставі отриманих результатів вибирають крайні частоти діапазонів роботи електророзрядного пристрою. При розповсюдженні в пласті амплітуда хвиль свого максимального значення досягає на відстані від випромінювача, що дорівнює чверті довжини хвилі акустичного випромінювача (перша гармоніка), що необхідно враховувати при розрахунках частотного діапазону акустичних випромінювачів для створення ефекту біжучої хвилі. Після встановлення вибраних режимів роботи акустичного випромінювача (блок управління 7), пристрій спускають за допомогою механізму 2 у свердловину на вантажонесучому кабелі 3 і розташовують на рівні залягання продуктивного пласта. Включають надземне джерело живлення 1. При цьому електроенергія від джерела живлення поступає по вантажонесучому кабелю 3 до зарядного блоку 5, в якому здійснюється підвищення напруги, перетворення перемінного струму у постійний та забезпечується зарядка конденсатора 21 блока накопичувача 6. Накопичена у конденсаторі 21 блока накопичувача 6 енергія комутується розрядником 18 бло 8925 ка розрядника 8 при надходженні сигналу управління з трансформатора 17 блока управління 7 на піджигаючий електрод ігнітрона 18 розрядника 8 і виділяється при високовольтному розряді у міжелектродному проміжку, що утворений електродами анода 19 і катода 20 електродного блока 9 Для періодичної плавної зміни частоти акустичного випромінювача (електродного блоку) між зарядним блоком 5 і блоком розрядника 8 введено блок управління 7, який виробляє періодичну частоту, що змінюється плавно, для управління розрядником ігнітроном 18. Імпульсні сигнали з виходу генератора низької частоти 11 надходять на вхід двійкового лічильника 12, який виробляє ДВІЙКОВІ наростаючі коди, що надходять на вхід цифро-аналогового перетворювача 13 На виході цифро-аналогового перетворювача 13 виробляється східчаста наростаюча напруга, яка перетворюється у лінійну на виході апроксиматора 14. ЛІНІЙНО наростаюча напруга поступає на вхід частотного модулятора 15, на виході якого формуються частотно модульовані сигнали, що підсилюються підсилювачем 16 і поступають на трансформатор 17, в якому здійснюється підвищення напруги управління, яка посту пає на піджигаючий електрод ігнітрону 18 блока розрядників 8. Частоту генератора низької частоти 11 і розрядність двійкового лічильника вибирають в залежності від швидкості поширення біжучої хвилі в нафтогазоносному або газопдратному пласті. Періодичність повторення циклу може коливатися в широких межах і вибирається в залежності від літології і проникності продуктивного пласта Тому генератор низьких частот 11 має декілька значень різних частот, які при необхідності комутуються на його вихід Здійснюють акустичний хвильовий вплив на пласт шляхом періодичної плавної зміни частоти випромінювача від його нижнього значення до верхнього (при спуску пристрою у видобувну свердловину або при розробці газогідратного родовища). Таким чином, акустичний вібраційний вплив призводить до підвищення рухливості флюїду за рахунок зниження в'язкості та тертя при його пересуванні до видобувних свердловин, а також руйнує газопдратні поклади, що сприяє зростанню видобутку вуглеводнів. Фіг. З Комп'ютерна верстка М Мацело Підписне Тираж 26 прим Міністерство освгги 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 - 4 2 , 01601