Пульсатор коливань

Реферат: Пульсатор коливань змонтований на колоні насосно-компресорних труб містить вхідну муфту, корпус та клапан. Як регулятора потоку використана мембрана, у формі плоскої кільцевої пластини, яка закріплена на утримувачі з упором на сідло за допомогою налаштувальної гайки, для регулювання величини тиску та інтенсивності накопичення маси рідини в коливальній системі, з боку потоку робочої рідини між гайкою та мембраною встановлений додатково пакет пластин для підвищення надійності роботи конструкції. UA 91146 U (54) ПУЛЬСАТОР КОЛИВАНЬ UA 91146 U UA 91146 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пульсатор коливань належить до гідродинамічних пристроїв для регулювання потоку робочої рідини при протіканні через нього та створення коливань тиску, може бути використаний як запірно-регулюючий пристрій, наприклад в комплексі при підвищенні видобутку нафти, в якому робоча рідина проходить від наземного насоса по експлуатаційній трубі насосно-компресорних труб до пристрою підвищення видобутку нафти. Відомий пристрій для імпульсного закачування рідини в пласт [1], який містить корпус з внутрішньою циліндричною вибіркою, концентрично розташований в корпусі патрубок з центральним каналом, отворами та гайкою, пружину, накручений на верхній кінець патрубка перехідник, жорстко приєднаний знизу до патрубка циліндричний клапан, встановлений в корпус та оснащений зверху кільцевим виступом, виконаний з можливістю обмеженого герметичного переміщення відносно внутрішньої циліндричної вибірки корпуса, при цьому гайка встановлена на зовнішній поверхні патрубка між корпусом та перехідником, пружина розміщена між гайкою та корпусом, при цьому порожнина внутрішньої циліндричної вибірки корпуса над кільцевим виступом циліндричного клапана з'єднана отворами з центральним каналом, а порожнина внутрішньої циліндричної вибірки корпуса під кільцевим виступом циліндричного клапан з'єднана радіальними каналами з простором ззовні корпуса. Циліндричний клапан, розміщений нижче кільцевого виступу, оснащений двома розміщеними один напроти одного повздовжніми пазами, напроти яких в корпусі виконані наскрізні отвори, при цьому в наскрізних отворах корпуса зафіксований стержень, встановлений в повздовжні пази циліндричного клапана, всередині циліндричного клапана, нижче вікон патрубка, жорстко встановлена клапанна клітка із запірним елементом, виконаним у вигляді шару жорстко з'єднаного знизу з глухим штоком, на який накручена керуюча втулка, при цьому при переміщенні під дією надлишкового тиску корпуса вверх відносно кільцевого виступу циліндричного клапана, стержень має можливість взаємодіяти із запірним елементом та їх сумісним осьовим переміщенням вверх в межах клапанної клітки. Недоліком даного пристрою є складність конструкції, обумовлена значною кількістю вузлів деталей. Відомий гідравлічний пульсатор [2], який містить корпус, втулку із сідлом та торцевий клапан в його осьовому каналі. На торець втулки встановлена опорна шайба із повздовжніми пазами по периметру із зовнішньої сторони, підтискаючись зверху гвинтовою спіральною пружиною із регулюючою гайкою. Втулка виконана з фігурною циліндричною розточкою та оснащена сідлом з фігурним поршнем та торцевим клапаном, оснащеним тягою, пропущеною через осьовий канал в перфорованій перегородці та підтиснутій пружиною. Фігурний поршень містить ступінчату розточку із змінним штуцером та різьбовим стаканом, встановленим в ньому з можливістю утворення рухомого з'єднання з опорною шайбою та торцевою взаємодією з фігурним поршнем. Ступінчата розточка постійно гідравлічно зв'язана радіальними отворами з осьовим каналом корпуса під втулкою. Так як, гідравлічний пульсатор працює в умовах забрудненого середовища, і робоча рідина, яка проходить через нього, призводить до швидкого забивання чи зношення робочих деталей, тому недоліком даного пристрою є використання гвинтової спіральної пружини як робочого елемента, що призводить до зменшення надійності пристрою в цілому. Відомий спосіб реагентно-імпульсного впливу на свердловину та продуктивний пласт та пристрій для його виконання [3], який містить подачу через мультиплікатор тиску активного рідкого середовища в підпакерну зону свердловини і далі в пластову систему з наступним імпульсним впливом на рідинне середовище, подачу активного рідкого середовища в сопло струминного апарата та відкачування із пластової зони пасивного рідкого середовища, як активне рідке середовище використовують суміш аліфатичних та ароматичних вуглеводневих розчинів з добавкою обробленого деемульгатора, активне рідке середовище задавлюють у пласт при 10-20 МПа, здійснюють витримку протягом 12-24 годин, видаляють пасивне рідке середовище із привибійної зони свердловини хвильовим розвантаженням свердловини імпульсно-хвильовим депресійним впливом в два режима, далі за домопогою мультиплікатора тиску із плоскоструминною головкою здійснюють гідроімпульсну поінтервальну обробку привибійної зони технологічною рідиною плоскими струменями з частотою імпульсів 50-300 за хвилину та величиною тиску 1,5-2,5 значення статичного тиску в свердловині на рівні пласта, після чого здійснюють завершальне видалення із пластової зони пасивного рідкого середовища, як технологічну рідину використовують розчин багатофункціональних поверхнево-активних речовин. В пристрої, який містить колону насосно-компресорних труб, встановлений на ній струминний апарат з активним соплом, камерою змішування, дифузором, каналами підводу активного рідкого середовища та пасивного рідкого середовища, розміщені під струминним 1 UA 91146 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 апаратом послідовно пакер, мультиплікатор тиску, розміщений нижче перфорації присвердловинної зони, з можливістю його ступінчатого підйому, струминний апарат виконаний дворежимним, мультиплікатор оснащений плоскоструминною головкою в нижній його частині, а установка додатково оснащена встановленими у вказаних місцях депресійним генераторм імпульсів та імпульсно-хвильовим депресатором. Недоліком даного пристрою є наявність внутрішніх осьових переміщень в деталях, що призводиь до втрат енергії пульсуючого потоку. Найбільш близьким за технічною суттю є установка для імпульсно-резонансної дії на свердловину і продуктивний пласт [4], яка містить генератор коливань потоку рідини, встановлений на колоні насосно-компресорних труб, який кріпиться за допомогою муфти і складається з сопла, в якому конфузор переходить в дифузор, клапана, підпружиненого пакетом нелінійних тарільчатих пружин, з можливістю осьового переміщення та відкривання отворів в корпус під дією потоку рідини. Клапан кріпиться гайкою до корпусу генератора коливань потоку рідини. За допомогою такої ж муфти до генератора коливань потоку рідини кріпиться резонатор, в корпусі якого встановлено кавітатор, що в процесі роботи переміщує поршень акумулятора із стисненим газом, направляючий елемент резонатора, зарядний пристрій, що кріпиться до корпусу акумулятора. Робоча рідина з бака через фільтр подається насосом в КНКТ і попадає в генератор коливань потоку рідини, де, проходячи через сопло, тисне на клапан. При цьому клапан починає здійснювати осьове переміщення і стискати пакет тарільчатих пружин. Відкривається отвір між соплом та клапаном і робоча рідина під тиском потрапляє в камеру А. В цей момент часу тиск рідини на клапан стає меншим за зусилля, яке створює пакет стиснутих нелінійних тарільчатих пружин, і під цим зусиллям клапан переміститься в початкове положення, перекриваючи потік робочої рідини в камеру А. Такий коливальний рух клапана призводить до отримання в камері А коливального потоку робочої рідини, яка через отвори в корпусі надходить на кавітатор, що, в свою чергу, приводить до переміщення поршня акумулятора і стиснення газу в акумуляторі. Переміщення кавітатора і поршня акумулятора приводить до відкривання отворів в направляючому елементі резонатора та виходу пульсуючого потоку робочої рідини в продуктивний нафтовий пласт. Під дією стиснутого газу в камері акумулятора, поршень акумулятора перемістить кавітатор в початкове положення, що перекриє потік робочої рідини через отвори. Повторення цього процесу приведе до утворення пульсуючого потоку на виході з установки і подачу цього потоку пульсуючої рідини в нафтовий пласт. Недоліком даного пристрою є наявність акумулятора, який вимагає попередньої зарядки на поверхні, технологічно ускладнюючи роботу пристрою, а в генераторі коливань потоку рідини наявність пакету тарільчатих пружин свідчить про осьове переміщення пристрою, що призводить до тертя, тим самим зменшуючи надійність пристрою в цілому. Задачею корисної моделі є створення пристрою для регулювання потоку робочої рідини, забезпечення імпульсного коливання тиску із заданою амплітудою коливань та надійної, працездатної конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що пульсатор коливань, який змонтований на колоні насосно-компресорних труб, містить вхідну муфту, корпус та клапан, згідно з корисною моделлю, новим є те, що як регулятор потоку використана мембрана, яка закріплена на утримувачі з упором на сідло за допомогою налаштувальної гайки для регулювання величини тиску та інтенсивності накопичення маси рідини в коливальній системі, а для розвантаження гідравлічної системи мембрана встановлена за ходом руху потоку робочої рідини. Надійність конструкції підвищується за рахунок відсутності рухомих деталей та використання лише деформаційних характеристик запірного елемента. Для спрацювання клапана необхідна умова перепаду тисків на вході та виході з клапана, досягається за рахунок попереднього налаштування мембрани на заданий робочий тиск. Пульсатор коливань використовується для регулювання величини тиску та інтенсивності накопичення маси робочої рідини в коливальній системі та стабілізує процес періодичних гармонічних коливань. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на Фіг. 1 зображено пульсатор коливань, на Фіг. 2 - виносний елемент А Фіг. 1. Пульсатор коливань монтується на колоні насосно-компресорних труб 12 (КНКТ) за допомогою вхідної муфти 2 і вихідної муфти 4 і складається з корпуса 1 (Фіг. 1), який розташовується між ними. Корпус 1 містить клапан, який являє собою мембрану 10 (Фіг. 2), у формі плоскої кільцевої пластини, яка за допомогою гайки 8 з упором на сідло 7 приєднана до утримувача 11. Максимальний кут нахилу бокової грані утримувача, на яку опирається мембрана, визначається, наприклад, міцністю встановленої мембрани. З боку потоку робочої 2 UA 91146 U 5 10 15 20 25 30 35 40 рідини між гайкою 8 та мембраною 10 встановлено додатково пакет пластин 9 для підвищення надійності конструкції. Сідло закріплене за допомогою контргайки 5 та опорної гайки 6. В свою чергу утримувач 11 за допомогою різьбового з'єднання послідовно вмонтований з можливістю регулювання в перехідник 3, який за допомогою різьбового з'єднання приєднаний до вихідної муфти 4. На поверхні землі встановлюється бак 13 з робочою рідиною, фільтр 14, насос 15 для подачі робочої рідини в КНКТ та зворотний клапан 16. Пульсатор коливань працює в такий спосіб. Робоча рідина з бака 13 через фільтр 14 подається насосом 15 в КНКТ 12 і попадає на вхід пульсатора коливань потоку рідини через вхідну муфту 2, де, проходячи через корпус 1, тисне на мембрану 10 клапана, яка під дією сили робочого потоку здійснює прогин в межах пружності матеріалу мембрани, її товщини та радіуса, відкривається щілина між сідлом та мембраною і відбувається дроселювання робочої рідини через щілину в робочу камеру (інжекційний потік) (Фіг. 2). В цей момент часу, сила потоку робочої рідини на мембрану стає меншою за зусилля, яке створює власне мембрана, і під цим зусиллям мембрана повертається в початкове положення, зменшуючи поперечний переріз щілини та перекриваючи потік робочої рідини в робочу камеру. Далі тиск піднімається і мембрана знову деформується, відкриваючи щілину між сідлом та мембраною. Відбувається циклічне спрацювання мембрани, що призводить до формування в робочій камері коливального потоку робочої рідини, який через вихідну муфту 4 надходить в КНКТ. Повторення цього процесу приведе до утворення пульсуючого потоку на виході з пристрою і подачу пульсуючої рідини в нафтовий пласт. Джерела інформації: 1. Патент на полезную модель RU № 128239, МПК Е21 В 28/00, 43/25. Устройство для импульсной закачки жидкости в пласт. Хузин Р.Р., Мияссаров А.Ш., Хабибуллин И.Р., Абдуллин И.М., Абсадуллин М.Ф. Опубл. 20.05.2013. Бюл. № 14. 2. Патент RU № 2382872 С1, Е21В 28/00. Гидравлический пульсатор. Бекетов С.Б., Бражников А.А., Шебанов И.М, Машков В.А. Опубл. 27.02.2010 Бюл. № 6. 3. Патент RU № 2275495 С1, Е21В 37/06, Е21В 28/00 Способ реагентно-импульсного воздействия на скважину и продуктивный пласт и установка для его осуществления. Кононенко П.И., Богуслаев В.А., Квитчук К.К., Скачедуб А.А., Слиденко В.М., Листовщик Л.К., Чернобай С.В., Козлов О.В., Квитчук П.К. Опубл. 27.04.2006, Бюл. № 12. 4. Патент UA № 57084, МПК В06В 1/20, Установка для імпульсно-резонансної дії на свердловину і продуктивний пласт. Сліденко В.М., Калмиков І.В., Калмикова І.В., Опубл. 10.02.2011, Бюл. № 3. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пульсатор коливань, який змонтований на колоні насосно-компресорних труб, що містить вхідну муфту, корпус та клапан, який відрізняється тим, що як регулятор потоку використана мембрана, у формі плоскої кільцевої пластини, яка закріплена на утримувачі з упором на сідло за допомогою налаштувальної гайки, для регулювання величини тиску та інтенсивності накопичення маси рідини в коливальній системі, з боку потоку робочої рідини між гайкою та мембраною встановлений додатково пакет пластин для підвищення надійності роботи конструкції. 3 UA 91146 U 4 UA 91146 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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