Джерело імпульсів тиску в свердловині

Реферат: UA 69629 U UA 69629 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до геофізичної техніки, що використовується в свердловинній геофізиці, і може бути використаний для збудження пружних хвиль у свердловинах при сейсмічних дослідженнях, а також для газодинамічної обробки пластів. Відомий імпульсний генератор тиску для свердловин [1]. Генератор має трубчастий корпус, на якому розташовані порохові заряди, у верхньому пороховому заряді розташований електрозапалювальний патрон, в проміжках між зарядами розташовані заряди-уповільнювачі. Генератор створює послідовні імпульси тиску у свердловині, кількість яких дорівнює кількості зарядів. Недоліки аналога [1] - низька сейсмічна ефективність внаслідок обмеженого та не керованого частотного діапазону імпульсу, що створює горіння порохового заряду в свердловинній рідині, тому що швидкість горіння та створення імпульсного тиску залежить від умов у свердловині, та ненадійність спрацювання зарядів внаслідок впливу свердловинної рідини на заряди та уповільнювачі. Відомий імпульсний генератор тиску для свердловин [2]. Генератор має порохові заряди, електрозапалювальний пристрій, як уповільнювач використовується вогнепровідний шнур, який проходить разом з відрізком геофізичного кабелю через осьові канали усіх порохових зарядів, до верхнього кінця вогнепровідного шнура приєднаний електрозапалювальний патрон. Генератор також створює послідовні імпульси тиску у свердловині, кількість яких дорівнює кількості зарядів. Недоліки аналога [2] - низька сейсмічна ефективність внаслідок обмеженого та не керованого частотного діапазону імпульсу, що створює горіння порохового заряду в свердловинній рідині, та ненадійність спрацювання зарядів внаслідок впливу свердловинної рідини на заряди та вогнепровідний шнур. Найбільш близьким технічним рішенням до винаходу за призначенням та технічною сутністю є свердловинне джерело сейсмічних сигналів (прототип) [3]. Прилад [3] має корпус, що складається з послідовно з'єднаних секцій, кожна секція має вихлопні отвори та перекриваючі їх елементи, перегородки, в яких зроблені отвори, в секціях корпусу розташовані вибухові заряди, кожний з яких має електрозапалювальний пристрій з двома струмопровідними каналами, один з яких ізольований від корпусу, додаткові електричні рухомі контакти для почергової комутації електрозапалювальних пристроїв. Недоліки прототипу [3] - складність конструкції та ненадійність роботи внаслідок використання великої кількості електрозапалювальних пристроїв та ненадійності спрацювання системи комутації цих пристроїв. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити свердловинне джерело сейсмічних сигналів [3] шляхом введення в отвори міжсекційних перегородок вогнепровідного шнура, який під'єднаний до одного електрозапалювального пристрою та зарядів палива у секціях корпусу, що забезпечує спрощення конструкції та підвищення надійності його використання. Поставлена задача вирішується тим, що в джерело імпульсів тиску в свердловині, що включає секціонований корпус, кожна секція якого має вихлопні отвори та перекриваючі їх елементи, міжсекційні перегородки з отворами, заряди палива, електрозапалювальний пристрій з двома струмопровідними каналами, один з яких ізольований від корпусу, згідно винаходу, в отвори міжсекційних перегородок вздовж корпуса встановлений вогнепровідний шнур, який під'єднаний до електрозапалювального пристрою та зарядів палива у кожній секції корпусу джерела; - в отвори міжсекційних перегородок встановлені закриваючі елементи з можливістю перекриття отворів; - в кожну секцію корпусу введений поршень, який встановлений з можливістю перекриття та відкриття вихлопних отворів в корпусі джерела. Порівняно з прототипом запропонований пристрій відрізняється наявністю таких ознак: - в отвори міжсекційних перегородок вздовж корпуса встановлений вогнепровідний шнур, який під'єднаний до електрозапалювального пристрою та зарядів палива у кожній секції корпусу джерела; - в отвори міжсекційних перегородок встановлені закриваючі елементи з можливістю перекриття отворів; - в кожну секцію корпусу введений поршень, який встановлений з можливістю перекриття та відкриття вихлопних отворів в корпусі джерела. Ці ознаки є суттєвими і забезпечують новизну та досягнення поставленої задачі винаходу. Завдяки тому, що в отвори міжсекційних перегородок вздовж корпуса встановлений вогнепровідний шнур, який під'єднаний до електрозапалювального пристрою та зарядів палива 1 UA 69629 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 у кожній секції корпусу джерела, відбувається послідовне спрацювання зарядів з використанням тільки одного електрозапалювального пристрою, що забезпечує спрощення конструкції та підвищення надійності його використання. Завдяки тому, що в отвори міжсекційних перегородок встановлені закриваючі елементи з можливістю перекриття отворів, зменшується або усувається можливість проникнення в процесі спрацювання чергового заряду продуктів згоряння або свердловинної рідини до сусідньої секції з неспрацьованим зарядом через отвір в міжсекційній перегородці, що забезпечує підвищення надійності роботи пристрою. Завдяки тому, що в кожну секцію корпусу введений поршень, який встановлений з можливістю перекриття та відкриття вихлопних отворів в корпусі джерела, усувається необхідність після спрацювання пристрою заміни в вихлопних отворах перекриваючих елементів одноразової дії мембранного типу, що забезпечує спрощення конструкції та підвищення надійності його використання. Запропонований винахід пояснюється фіг. 1, де зображено загальний вигляд свердловинного джерела сейсмічних коливань, фіг. 2 та фіг. 3, де зображені вигляд свердловинного джерела сейсмічних коливань згідно 2 та 3 пунктам формули винаходу відповідно. Джерело імпульсів тиску в свердловині (фіг. 1) має корпус 1, під'єднаний до каротажного кабелю 2, корпус 1 складається з секцій 3, які відокремлені межсекційними перегородками 4 з отворами 5, вогнепровідний шнур 6. Кожна секція 3 має вихлопні отвори 7 та перекриваючі їх елементи - мембрани 8, які закріплені в корпусі 1 за допомогою втулок 9, заряд палива 10 (наприклад, пороховий заряд). У верхній частині корпуса 1 розташований електрозапалювальний пристрій 11 з двома струмопровідними каналами 12, 13, струмопровід 12 ізольований від корпусу 1, струмопровід 13 приєднаний до корпусу 1, вогнепровідний шнур 6 під'єднаний до електрозапалювального пристрою 11, в кожній секції 3 вогнепровідний шнур 6 під'єднаний також до зарядів палива 10 безпосередньо або за допомогою відрізку вогнепровідного шнура 14. Запропонований згідно винаходу пристрій працює таким чином (фіг. 1). Спочатку пристрій опускають у свердловину на задану глибину. Для створення сейсмічного імпульсу на кабель 2 подають імпульс електричного струму, який спричиняє запалювання електрозапалювального пристрою 11 та запалює вогнепровідний шнур 6. В процесі горіння шнура 6 відбувається послідовне спрацювання зарядів палива 11, при цьому при досягненні певного рівня тиску в секціях 3 відбувається руйнування мембран 8 та створення послідовних імпульсів тиску в свердловинній рідині та сейсмічних хвиль в навколо-свердловинному середовищі. Послідовне спрацювання зарядів відбувається з використанням тільки одного електрозапалювального пристрою, що забезпечує спрощення конструкції та підвищення надійності його використання. На фіг. 2 зображено джерело імпульсів тиску в свердловині відповідно пункту 2 формули винаходу, в якому в отвори 5 міжсекційних перегородок 4 встановлені закриваючі елементи 15 з можливістю перекриття отворів 5. Закриваючі елементи 15 виконані у вигляді втулок з пластичного матеріалу, наприклад, пористого алюмінію, відповідні отвори в перегородках 4 мають конічні поверхні 16. Довжина шнура 14 вибрана такою, щоб забезпечити спрацювання заряду 10 після того, як точка горіння вогнепровідного шнура 6 зміститься до сусідньої секції, що розташована нижче у корпусі 1. При спрацюванні заряду 10 в секції 3 (фіг. 2) збільшується тиск продуктів згоряння та відбувається притискання втулки 15 в отвір перегородки 4, яка за рахунок деформації на конічній поверхні 16 перекриває отвір 5 в перегородці 4, завдяки чому зменшується або усувається можливість проникнення в процесі спрацювання чергового заряду продуктів згоряння або свердловинної рідини до сусідньої секції з неспрацьованим зарядом через отвір в міжсекційній перегородці, що забезпечує підвищення надійності роботи пристрою. На фіг. 3 зображено джерело імпульсів тиску в свердловині відповідно пункту 3 формули винаходу, де в кожну секцію 3 корпусу 1 введений поршень 17, який встановлений з перекриттям вихлопних отворів 7 в секції 3. При спрацюванні заряду 10 в секції 3 (фіг. 3) збільшується тиск продуктів згоряння та відбувається переміщення поршня 17 і відкриття отворів 7, одночасно з деформацією втулки 15 та перекриттям отвору 5. Завдяки введенню поршня 17 усувається необхідність після спрацювання пристрою заміни в вихлопних отворах 7 перекриваючих елементів одноразової дії мембранного типу, що забезпечує спрощення конструкції та підвищення надійності його використання. Прилад може бути використаний також для інших свердловинних технологій, наприклад для газодинамічної обробки пластів, тощо. 2 UA 69629 U 5 10 15 20 Так як позитивний ефект від застосування запропонованого винаходу полягає у спрощенні конструкції та підвищенні надійності пристрою [3], то поставлена задача винаходу досягається. 1. Импульсный генератор давления для скважин. А. с. СССР № 1711516, Е21В 43/25, дата публикации 27.08.1995. 2. Импульсный генератор давления для скважин. Патент РФ № 2166078, Е21В 43/25, 43/26, дата публикации 27.04.2001. 3. Скважинный источник сейсмических сигналов. Патент РФ № 2012022, G01V1/40, дата публикации 30.04.1994 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Джерело імпульсів тиску в свердловині, що включає секціонований корпус, кожна секція якого має вихлопні отвори та перекриваючі їх елементи, міжсекційні перегородки з отворами, заряди палива, електрозапалювальний пристрій з двома струмопровідними каналами, один з яких ізольований від корпусу, яке відрізняється тим, що в отвори міжсекційних перегородок вздовж корпуса встановлений вогнепровідний шнур, який під'єднаний до електрозапалювального пристрою та зарядів палива у кожній секції корпусу джерела. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що в отвори міжсекційних перегородок встановлені закриваючі елементи з можливістю перекриття отворів. 3. Пристрій за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що в кожну секцію корпусу введений поршень, який встановлений з можливістю перекриття та відкриття вихлопних отворів в корпусі джерела. 3 UA 69629 U 4 UA 69629 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 5