Свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань

Реферат: UA 97511 U UA 97511 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до обладнання нафто- та газодобувної промисловості і може бути використана для стимулювання дебіту малопродуктивних промислових нафтових та газоносних свердловин. Відомий 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. Рухому і нерухому платформи, на яких закріплені плунжери пневматичних і гідравлічного циліндра з каналами живлення і пристроями керування та перекриваючий пристрій, що виконаний у вигляді плоского золотника з привідним циліндром [1]. Недоліком відомого пристрою є те, що в процесі переміщення рухомої платформи під дією тиску у пневмоциліндрах в кінці переміщення виникають жорсткі удари, що понижує надійність і довговічність генератора. Як найближчий аналог вибраний пневмогідравлічний генератор коливань [2]. Такий пристрій містить заповнену рідиною свердловину, виконану у вигляді зовнішньої і внутрішньої труби, нижній кінець якої розміщений у привибійній зоні, а верхній - сполучений з гідрокамерою плунжерного циліндра, рухому і нерухому платформи, на яких закріплені як пневматичні і гідравлічний циліндр, так і їх плунжери з пристроями живлення і керування та перекриваючий пристрій, виконаний у вигляді конічного клапана з пневматичним приводним циліндром. Недоліком відомого пристрою є те, що в процесі виконання імпульсного удару в кінці переміщення рухомої платформи виникають жорсткі удари рухомої платформи об фланець гідроциліндра, що понижує надійність і довговічність генератора коливань. Поставлена задача вирішується тим, що в свердловинному генераторі коливань, що містить заповненою рідиною свердловину, виконану у вигляді коаксіально розміщених зовнішньої і внутрішньої труби, нижній кінець якої розміщений у привибійній зоні, а верхній - сполучений паралельно через зворотний клапан і розподільник з джерелом гідравлічного доливу свердловини і через запираючий розподільник з гідравлічною камерою плунжерного циліндра, плунжер якого закріплений на нижній площині рухомої платформи, на верхній площині якої установлені пневматичні циліндри з плунжерами, які торцевими поверхнями прикріплені до нижньої площини нерухомої платформи, робочі камери пневматичних циліндрів сполучені через розподільник та дросель з компресором. Новим є те, що гідравлічний плунжерний циліндр оснащений гальмуючим пристроєм, який виконаний у вигляді закріпленого на торці плунжера конуса і установленої на днищі циліндра з осьовим циліндричним отвором тонкостінної дросельної шайби з можливістю її радіального зміщення при взаємодії з бічною поверхнею конуса. Завдяки тому, що в структуру генератора коливань включено гальмуючий пристрій, виконаний у вигляді закріпленого на торці плунжера конуса і установленої на днищі гідроциліндра з осьовим циліндричним отвором тонкостінної дросельної шайби з можливістю її радіального зміщення при взаємодії з бічною поверхнею конуса забезпечується надійне гальмування в кінці переміщення рухомої платформи. Крім цього радіальне зміщення дросельної шайби при входженні конуса в циліндричний отвір, обумовлює надійність гальмуючого пристрою при наявності ексцентриситету між осями конуса і отвору дросельної шайби. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 показаний свердловинний пневмогідравлічний генератор, на Фіг. 2 показана взаємодія конуса з дросельною шайбою. Свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань складається з свердловини, яка виконана у вигляді обсадної колони 1 і внутрішньої труби 2 з каналом 3, який сполучений з привибійною камерою 4, і з вихідним каналом запираючого розподільника 5, вхідний канал якого з'єднаний з гідравлічною камерою 6 плунжерного циліндра 7. В гідроциліндрі розміщена тонкостінна дросельна шайба 8 з отвором 9 і плунжер 10, на торці якого розміщений конус 11. Плунжер 10 прикріплений до рухомої платформи 12 і пневматичні циліндри 13 та 14, штоки 15 та 16 яких прикріплені до нерухомої платформи 17. На нерухомій платформі 17 закріплені напрямні 18 і 19 рухомої платформи 12. До напрямних 18 і 19 прикріплений фланець 20 гідроциліндра 7. До пневматичних камер 21 і 22 циліндрів 13 і 14 підводиться тиск живлення від компресора 23 через дросель 24 і розподільник 25. Гідравлічна камера 6 плунжерного гідроциліндра 7 через зворотний клапан 26 і розподільник 27 з'єднана з гідравлічним джерелом живлення 28. Привибійна камера 4 через отвори 29, що виконані в обсадній колоні 1, сполучена з продуктивним пластом 30. 1 UA 97511 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Принцип дії свердловинного пневмогідравлічного генератора коливань полягає в наступному. У вихідному положенні електромагніти ем1 і ем2 знеструмлені, при цьому пневматичні камери 21 і 22 пневмоциліндрів 13 і 14 з'єднані з атмосферою, в камеру 6 гідроциліндра 7 і в канал 3 свердловини від насоса 28 через розподільник 27 і клапан 26 підводиться рідина (вода). Під дією тиску рідини в камері 6 плунжер 10 і рухома платформа 12 з циліндрами 13 і 14 переміщуються у верхнє крайнє (за кресленням) положення. Після переміщення рухомої платформи 12 у верхнє положення подається напруга на електромагніт ем розподільника 5, який перемикається ліворуч (за кресленням) і запирає камеру 6 гідроциліндра 7. Після цього подається напруга на електромагніт ем1, розподільник 25 перемикається ліворуч і повітря під тиском від компресора 23 через дросель 24 і розподільник 25 надходить в камери 21 і 22 пневмоциліндрів 13 і 14. Після заповнення камер 21 і 22 до заданого тиску подається команда на знеструмлення електромагніту ем3 розподільника 5, який перемикається праворуч, і рідина D PГ  Pn  n  n DГ під тиском надходить в свердловину, де Рn - пневматичний тиск в пневмоциліндрах 13 і 14; Dn і Dг - відповідно діаметри плунжерів пнемо- і гідроциліндрів; n число пневмоциліндрів. Підвищення тиску в привибійній камері 4 до величини Рг створює розрив продуктивного пласта, в якому утворюються додаткові мікротріщини, чим обумовлюється підвищення віддачі корисної копалини при зменшені тиску в привибійній камері 4. В кінці переміщення плунжера 10 його конус 11 входить в циліндричний отвір 9 тонкостінної дросельної шайби 8. По мірі входження конуса 11 в циліндричний отвір дросельної шайби ефективний переріз кільцевої щілини зменшується, при цьому збільшується опір перетікання рідини з камери 6 гідроциліндра 7 у канал 3 свердловини. Збільшення тиску в камері 6 гідроциліндра 7 обумовлює гальмування плунжера 10 і приєднаної до нього рухомої платформи. При повному перекритті дроселюючої кільцевої щілини рух плунжера і платформи зупиняється, таким чином унеможливлюється жорсткий удар рухомої платформи 12 об фланець 20 гідроциліндра 7. При неспіввісності осі конуса 11 і осі отвору 9 дросельної шайби 8, в процесі входження конуса в отвір дросельної шайби його бічна поверхня тисне на внутрішню кільцеву поверхню дросельної шайби 8, яка зміщується в радіальному напрямку, при цьому усувається неспіввісність між віссю конуса і дросельної шайби і конус 11 без перешкод входить в отвір дросельної шайби 8. Після досягнення хвилі тиску у привибійній камері 4 знеструмлюється електромагніт ем 1 розподільника 25, який перемикається праворуч, і камери 21 і 22 пневмоциліндрів 13 і 14 з'єднуються з атмосферою. По мірі зменшення тиску у пневмоциліндрах 13 і 14 рідина від джерела живлення (насоса) 28 через розподільник 27 і зворотний клапан 26 надходить в канал 3 свердловини і через розподільник 5 в камеру 6 гідроциліндра 7. При цьому, якщо відбулося перетікання рідини із свердловини в пласт 30 свердловина доливається. Після заповнення свердловини під дією тиску на плунжер 10 він разом з рухомою платформою 12 переміщується у верхнє вихідне положення. Після цього подається напруга га електромагніти ем 3 і ем 2 розподільників 5 і 28, які запираються. Після запирання розподільників 5 і 28 подається напруга на електромагніт ем 1, при цьому розподільник 25 перемикається ліворуч і повітря від компресора 23 через дросель 24 і розподільник 25 надходить в камери 21 і 22 пневмоциліндрів 13 і 14. При досягненні в пневмоциліндрах 13 і 14 заданого тиску цикл повторюється аналогічно. Таким чином, запропонований свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань дає можливість періодично створювати з заданою частотою значний перепад тиску у привибійній камері 4, що обумовлює додаткове появлення мікротріщин у продуктивному пласті і підвищує віддачу корисної копалини. Крім цього забезпечення надійного гальмування рухомої платформи в кінці руху унеможливлює жорсткі удари, що в свою чергу підвищує надійність і довговічність генератора коливань. Джерела інформації: 1. Патент України № 94004, МПК (2011.01) Е21В 43/25, Е21В 28/00. Бюл. № 6, 25.03.2011. 2. Патент України № 60659, МПК (2011.01) Е21В 43/25, Е21В 28/00. Бюл. № 12. № 12, 25.06.2011 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Свердловинний пневмогідравлічний генератор коливань, що містить заповнену рідиною свердловину, виконану у вигляді коаксіально розміщених зовнішньої і внутрішньої труби, нижній кінець якої розміщений у привибійній зоні, а верхній - сполучений паралельно через зворотний клапан і розподільник з джерелом гідравлічного доливу свердловини і через запираючий 2 UA 97511 U 5 розподільник з гідравлічною камерою плунжерного циліндра, плунжер якого закріплений на нижній площині рухомої платформи, на верхній площині якої установлені пневматичні циліндри з плунжерами, які торцевими поверхнями прикріплені до нижньої площини нерухомої платформи, робочі камери пневматичних циліндрів сполучені через розподільник та дросель з компресором, який відрізняється тим, що гідравлічний плунжерний циліндр оснащений гальмуючим пристроєм, який виконаний у вигляді закріпленого на торці плунжера конуса і установленої на днищі циліндра з осьовим циліндричним отвором тонкостінної дросельної шайби з можливістю її радіального зміщення при взаємодії з бічною поверхнею конуса. 3 UA 97511 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4