Устєвий генератор імпульсів з автоматизованою системою керування

1. Устєвий генератор імпульсів, що містить корпус з камерою розрядки, яка підключена до затрубного простору свердловини та має дренажний вільний відвід у зливну ємність, причому у корпусі встановлені з можливістю переміщення і замкового сполучення плунжер і підпружинена втулка, переміщення плунжера здійснюється гідроциліндром з поршнем із можливістю гідравлічного замикання поршневої порожнини гідрозамком і з подачею від гідронасоса, підключеного до бака, який відрізняється тим, що корпус підключений з одного боку до затрубного простору через перехідник із трапецеїдальною різзю, а з другого боку до гідроциліндра через заглушку із штоком, при цьому заглушка закріплена таким чином, що утворює вакуумну камеру, у якій шток гідроциліндра закріплений на плунжері; в корпусі виконані дренажні отвори таким чином, що при одному із положень плунжера і втулки вони будуть максимально відкриті і сполучені з камерою розрядки і по меншій мірі із двома відводами з трапецеїдальною різзю, причому керування гідрозамком здійснюється дволінійним розподільником, з'єднаним з однієї сторони з гідролінією штокової порожнини, наприклад, через патрубок, а іншої - з порожниною керування гідрозамком. 2. Генератор імпульсів за п.1, який відрізняється тим, що керування гідронасосом, дволінійним розподільником разом з керованим зворотним клапа ном, двоходовим розподільником та насосним агрегатом здійснює автоматизована система керування. 3. Генератор імпульсів за п.2, який відрізняється тим, що автоматизована система керування містить ЕОМ, яка через перетворювачі/виконавчі механізми з'єднана з гідронасосом, дволінійним розподільником разом з керованим зворотним клапаном, двоходовим розподільником та насосним агрегатом. 4. Генератор імпульсів за п.1 та п.З, який відрізняється тим, що по краях камери розрядки встановлені упори. 5. Генератор імпульсів за п.1, який відрізняється тим, що до гідронасоса підключений запобіжний клапан, а на одному з упорів встановлений фіксатор ходу втулки. 6. Генератор імпульсів за п.1, який відрізняється тим, що до штокової порожнини гідроциліндра приєднаний гідроакумулятор щонайменше один. 7. Генератор імпульсів за п.6, який відрізняється тим, що гідроакумулятор приєднаний безпосередньо до гідроциліндра через канал чи до патрубка, що з'єднані із штоковою порожниною. 8. Генератор імпульсів за п.1, який відрізняється тим, що перехідник із трапецеїдальною різзю, який прикріплений до затрубного простору свердловини, виконаний з можливістю приєднання до нього приладу, наприклад манометра. 9. Генератор імпульсів за п.1, який відрізняється тим, що шток гідроциліндра в місці закріплення плунжера виконаний у вигляді об'ємної поверхні, наприклад сферичної. 10. Генератор імпульсів за п.1, який відрізняється тим, що як гідрозамок використовується керований зворотний клапан. Корисна модель відноситься до нафтогазодобувної промисловості, а саме до пристроїв, що сприяють інтенсифікації припливу із пласта, або збільшенню приємистості нагнітальних свердловин, а також для: - проведення стимуляції нафтових, газових і гідрологічних свердловин з метою відновлення проникності присвердловинної зони розкритих колекторських пластів; - прискорення освоєння свердловин після буріння за рахунок ефективної розкольматації продуктивного пласту, шляхом вилучення фільтрату о 00 4809 бурового розчину й очищення його присвердловинної зони; - усунення парафінової пробки у верхній частині свердловини; - посилення дії кислотної обробки; - проведення контрольної стимуляції свердловини, при рішенні про переведення її з фонду видобувних у фонд нагнітальних. Відомі конструкції гідроударних пристроїв (ГП): А. ГП із розривними діафрагмами [1] містять корпус, в якому закріплено за допомогою розпірних втулок ряд діафрагм, ніпель і корзину. В центрі кожної діафрагми виконано отвори і кільцеві канавки, які знижують міцність діафрагм. Діаметри отворів у різних діафрагмах різні; в корпусі діафрагми розміщаються так, щоб діафрагма з найменшим отвором була знизу, а в інших діафрагмах - щоб діаметри отворів зростали знизу наверх. Для проведення гідроудару ГП спускають у свердловину по колоні насосно-компресорних труб (НКТ). Отвір у нижній діафрагмі перекривають, кидаючи з поверхні кульку, діаметр якої дещо більший отвору в нижній діафрагмі, але менший отвору діафрагми 2-ї знизу. Піднімають в НКТ тиск до розриву діафрагми. Для проведення повторних ударів знімають тиск в НКТ, кидають в ГП кулю такого діаметра, щоб вона перекрила отвір в діафрагмі 2-й знизу, і знову повторюють цикл робіт. Для скидання кульок свердловину необхідно оснастити лубрикатором і двома корковими кранами. Недоліки ГП із розривною діаграмою: 1). обмеження в кількості ударів визвано чисто конструктивними причинами. Кількість мембран обмежена асортиментом серійних кульок і габаритами ГП. Так ГП по [1] має 6 мембран, а з практики відомо, що для значного збільшення дебіту часто треба створити на привибійній зоні пласта (ПЗП) кількість ударів, більшу на порядки); 2). низька повторюваність результатів [1] (визвано тим, що діафрагми не завжди однаково руйнуються. До нестабільності може привести недосконалість структури металу, допуски в розмірах при виготовленні діафрагм і інше. Внаслідок цього, форма і амплітуда імпульсів, які генеруються при розриві чергових діафрагм, є різними [1]. Зміна форми імпульсу міняє частотний і енергетичний вміст імпульсу [5], що приводить до зміни частини енергії, яка поглинається в пласті. Таке явище пояснюється наступним чином. Згідно із теорією спектрів [4] імпульс (гідроудар є імпульсом тиску рідини) можна одержати із набору неперервних коливань, нижня границя яких умовно дорівнює частоті повторення імпульсів, а значна доля енергії вміщається в коливаннях, період яких приблизно в 4 рази більший фронту імпульсу. Відомо [6], що фізико-хімічний ефект впливу коливань на тіло і затухання коливань у тілі пропорційні квадрату частоти коливання. Зміна форми імпульсу приводить до зміни частот, на яких є максимуми енергії, до зміни віддалей, на які поширюються ці коливання з врахуванням поглинань, а це, свою чергу, приводить до зміни долі енергії, засвоюваної в об'ємах, які підлягають обробці.); 3). недосконалість і висока вартість технології проведення ударів; 4). забруднення вибою. Недоліки (3) і (4) спричинені необхідністю проведення багаторазових повторних заряджань ГП діафрагмами і кульками, що можна зробити при виконанні дорогих повторних спуско-підйомних операцій, а також забрудненням вибою кульками і частинами діафрагм. Б. ГП типу УСМД2-114 [2] складається з корпуса, в середину якого запресована втулка, а на кінці закріплено переходники для з'єднання з НКТ. В середині втулки розміщено з можливістю осьового переміщення пустотілу насадку. На одному із кінців втулки виконано упор, на обох її кінцях - посадочні місця - верхнє і нижнє - під кульки, які можуть перекривати внутрішній осьовий отвір втулки. Між кінцем насадки і упором втулки розміщена пружина. В корпусі, втулці і в насадці виконано радіальні отвори, які при осьових переміщеннях насадки відносно втулки можуть співпадати або бути перекритими. ГП обладнано також зворотними клапанами, які під дією зовнішнього тиску можуть відкривати потік рідини із міжтрубного простору в середину НКТ. В початковому стані насадка під дією пружини знаходиться у верхньому положенні, радіальні отвори перекриті насадкою, зворотні клапани перекриті, нижній осьовий клапан перекритий кулькою, верхній осьовий отвір відкритий (кулька відсутня). Для проведення ударів ГП опускають у свердловину на колоні НКТ. Нижче ГП розміщують пакер і фільтр. Рідину із міжтрубного простору видаляють через зворотні клапани ГП, закачуючи у НКТ газ. Відкривають радіальний клапан, для чого спочатку скидають з устя свердловини (із поверхні землі) кульку, а потім збільшують тиск в НКТ. При цьому насадка іде вниз, радіальні отвори з'єднують міжтрубний простір, де тиск є низьким, із підпакерним простором, де він є високим. В результаті рідина перетікає із підпакерного простору в міжтрубний простір, а на пласт діє "миттєва" депресія, або гідроудар. Для повторення удару необхідно підняти на устя верхню кульку, а тоді повторити весь процес. Недоліки ГП типу УСМД2-114: 1) коефіцієнт корисної дії (ККД) гідроудару, створюваного ГП, є низьким; 2) сила гідроудару не регулюється; 3) технологія створення гідроудару є складною і дорогою; 4) понижена надійність, визвана чутливістю до імпульсних складових тиску. Недолік (1) пояснюється наступним. З енергетичної точки зору гідроудар буде тоді давати найбільший ККД, коли його енергія буде засвоюватись тим об'ємом пласта, або привибійної зони пласта (ПЗП), які необхідно обробити гідроударом. Чим більше енергії буде проходити в інші об'єми, які не підлягають обробці, тим менший буде ККД гідроудару. Радіуси закольматованих зон складають приблизно: до 5см, коли закольматована ближня ПЗП, і до 500см, коли закольматована ближня і середня зони пласта. Діапазон частот коливань, які майже повністю затухають на таких віддалях, можна обмежити величинами 200кГц...500Гц. Періоди цих коливань складають відповідно 5... 2000мкс. Виходячи з цих міркувань і застосовуючи теорію спектрів, оцінимо орієнтовно, наскільки параметри коливань, ство 4809 рюваних ГП по [2] відповідають згаданим даним. Насадка цього ГП починає рухатись при мінімальному перевищенні сили гідравлічного тиску над силою пружини і над силою тертя. Час наростання тиску до 20МПа у НКТ під дією насоснокомпресорного агрегату лежить в діапазоні від одиниць, або десятків секунд до хвилини [1]. Тому швидкість руху насадки може бути оцінена десятками, або, в гіршому випадку, одиницями см/сек. При діаметрі, радіального отвору в 1см час повного відкривання отвору, або довжина фронту гідроудару можуть бути оціненими в 1 секунду, що приблизно відповідає частоті 0,25Гц неперервного синусоїдального коливання. Співставляючи цей результат із сказаним вище, можна сказати, що крутизна фронту гідроудару, створюваного ГП по [2], в 2000...800000 раз гірше (більше) оптимальної. При таких параметрах гідроудару основна доля його енергії буде засвоюватись (затухати) не в межах зони, яку необхідно обробити, а за її межами. Таким чином, якщо ККД оцінити відношенням долі енергії, засвоюваної оброблюваним об'ємом, до всієї енергії, створюваної ГП, то приходимо до висновку, що ККД відомого ГП є низьким. Збільшення ККД (скорочення фронту удару) дозволяє зменшити від'ємний вплив удару на свердловину. Пояснення цього твердження таке. Гідроудар руйнує кольматант, очищаючи ПЗП і, в якійсь мірі, колектор, і створює в ньому тріщини. Одночасно гідроудар впливає і на обсадну колону і на цементне кріплення колони, що не є бажаним. Чим більша доля енергії удару буде засвоєна невеликим об'ємом привибійної зони пласта, які необхідно обробити, і, відповідно, менша доля буде розсіюватись за межами цього об'єму і вздовж колони, в її кріпленні, тим менший буде від'ємний вплив удару на колону і на її кріплення. Недолік (2) пояснюється наступним. Для очистки свердловин із різним ступенем забруднення і різними типами колекторів потрібні енергії ударів різних рівнів. У ГП по [2] не передбачено пристрою для регулювання енергії удару. Цю енергію в даному ГП задає сила, необхідна для деформації пружини на момент відкриття клапана, але в ГП не передбачено спеціалізованого вузла регулювання сили пружини. Задавати мінімально необхідну енергію удару необхідно ще з міркувань зменшення від'ємного впливу гідроудару на обладнання свердловини. Недолік (3) викликаний необхідністю застосовувати додаткове обладнання - азотну установку з компресором і насосний агрегат; технологічний цикл є складним, бо передбачає додаткове накачування газу, стравлювання його в атмосферу, відкачку робочої рідини, додатковий підйом кульки на поверхню і повторне скидання її із поверхні в посадочне гніздо. Недолік (4) пояснюється наступним. Тиск в НКТ створюють поршневими агрегатами. В складі такого тиску є імпульсна і постійна складові. Під дією імпульсної складової насадка здійснює імпульсні коливання, які зменшують ресурс ГП[3] В. склад ГП по типу КВД з ударним клапаном [3] входить корпус, кулька і пружина. Корпус з'єднано осьовим отвором клапана з джерелом тиску, а радіальними отворами - з оброблюваним об'ємом. Кулька притиснута до осьового отвору корпуса пружиною і перекриває його. Коли тиск на вході ГП стає більшим сили пружини, кулька відкриває отвір. При певній величині витрати рідини тиск падає, кулька знову перекриває клапан, цикл повторюється, а ГП працює в режимі неперервних коливань. Недоліки ГП по [3]: дуже малий ресурс ГП - порядку 5 хвилин [3]; мала амплітуда коливань - до 5,5МПа [3]. Г. ГП за (АС 1 615 341) [4] містить трубчатий корпус, стакан, закріплений в трубі, підпружинені пустотілі золотники і підпружинені кульові запірні елементи, розміщені в осьових каналах стакана. Золотники і стакан виконані з радіальними каналами. В початковому стані радіальні канали золотника і стакана співпадають, канали корпуса і золотника перекриті кульками. ГП опускають у свердловину на колоні НКТ, заглушеній знизу і сполученій з підпакерною зоною. В середині колони створюють надлишковий тиск, під дією якого кульки відкривають канали від корпуса в затруб. Підчас перетікання рідини на золотниках створюється надлишок тиску, під дією якого золотники приходять в рух і перекривають радіальні канали із НКТ в затруб. При цьому "миттєво" зростає тиск в підпакерній, зоні і створюється гідроударна хвиля, яка поширюється вздовж свердловини і, частково, у пласт. Для створення наступних ударів скидають і знову піднімають тиск в НКТ. Недоліки ГП по [4]: а) ККД гідроудару є низьким; б) сила гідроудару не регулюється; в) необхідність в скиданню і повторному підйомі тиску для створення наступних гідроударів; г) понижена надійність, викликана чутливістю до імпульсних складових тиску. Недоліки (а), (б) і (г) пояснюються тими ж причинами, що і в ГП по УСМД2-114[2]. Відомий комбінований комплекс "Імпульс-78" (див. А.П.Кічігін, Єгер Д.О. "Канонічні ансамблі в процесах інтенсифікації видобутку нафти" - К.: Техніка, 2002. ст. 153, фіг.9.11), у якому для підвищення гідроімпульсного навантаження передбачене підключення пристрою імпульсного вихлопу к НКТ. Тиск у свердловині підвищують до попереднього її опресування з наступним зняттям гідрозамків з гідроциліндра пристрою вихлопу. Різка депресія на виході свердловини приводить до руху рідини на дренаж і виникненню додаткового гідроудару, що передається через НКТ, в привибійній зоні. До недоліків способу можна віднести недостатньо ефективний вплив на привибійний пласт і тим більш на віддалені його зони, що спричинено використання недосконалого пристрою та схемою підключення до НКТ, та лінії зливу. Недосконалість пристрою обумовлена його малою ефективністю та інерційністю - так як імпульс передається через НКТ де він поступово згасає тому не доходить до привибійної зони пласта. Крім того, пристрій імпульсного вихлопу має : малу швидкість відкривання, коли свердловина попередньо навантажена тиском; 4809 відсутня можливість підключення його до каналу зливу, для здійснення необхідної циркуляції Найбільш близьким до заявленого пристрою є - імпульсно-депресивний пристрій (RU № 2206730) (далі ІДП), що встановлений на зливі свердловини, яким проводять депресійний вплив на ПЗП свердловини у два режими - оберненого пдроудару, - різкого відкриття попередньо навантаженої тиском свердловини Імпульсно-депресивний пристрій складається з корпусу із камерою розрядки, що підключена до затрубного простору та має дренажний вільний ВІДВІД у зливну ємність У камері встановлені з можливістю переміщення і замкового сполучення плунжер і підпружинена втулка (це ознаки, що співпадають з ознаками заявляемого винаходу) Зазначимо, що хід плунжера обмежений поперемінне встановлюваними фіксаторами, а його переміщення здійснюється за допомогою гідроциліндра з підпружиненим поршнем із можливістю гідравлічного замикання поршневої порожнини пдрозамком з керуванням від пдророзподільника та з подачею від гідронасоса, підключеного до бака Недоліком відомого пристрою - неможливе постійне підключення до лінії зливу, що не дозволяє здійснювати ефективну циркуляцію - не забезпечується досить висока швидкість відкриття попередньо навантаженої тиском свердловини, яка повинна бути не менше швидкості розповсюдження фронту хвилі свердловинної рідини, тому що у ІДП в момент розвантаження свердловини, під навантаженням (тиском) знаходяться підпружинена втулка і плунжер, які у момент розвантаження (відкриття пдрозамка) починають рух, при цьому у штоковій порожнині гідроциліндра має місце запізнювання підвищення тиску, що приводить до зниження швидкості спрацьовування плунжера, - зупинка плунжера здійснюється фіксаторами, які закріплені на корпусі, при цьому відбувається його ударне гальмування, що приводить до руйнування самого плунжера, фіксаторів, місць кріплення штока гідроциліндра і плунжера, усе це приводить до виникнення додаткових навантажень на фонтану арматуру, що приводить до п розвороту, руйнування - неможливо точно та ефективно контролювати процесом спрацьовування плунжера, що приводить не тільки до значних енерговитрат але і до неефективного впливу на ПЗП свердловини, (приведемо декілька причин 1 Наявність пружини для підпружиненого поршня лише вносить в процес спрацьовування плунжера імпульсну сталу складову яку неможливо регулювати, 2 Нагнітання надлишкового тиску насосним агрегатом в свердловині та момент відкриття ІДП непов'язані між собою чи іншими словами не узгодженні у часі) Задача, що ставиться перед винаходом полягає у створенні такого устьевого генератора імпульсів (ГП) та автоматизованої системи керування ним, які дозволили б підвищити продуктивність 8 нафтових і газових свердловин, що вводяться в експлуатацію, забезпечити приємистють нагнітальних свердловин, сприяли відновленню та підвищенню коефіцієнта продуктивності і початкової проникності свердловин за рахунок відновлення гідродинамічного зв'язку свердловини з продуктивним шаром та забезпечили суттєвий вплив набільш віддалені зони пласта з найменшими енерговитратами та максимальною ефективністю Вирішується задача шляхом виконання ГП у вигляді підключеної до затрубного простору камери розрядки, яка має дренажний вільний ВІДВІД у зливну ємність та встановлені з можливістю переміщення і замкового сполучення плунжер і підпружинену втулку, причому переміщення плунжера здійснюється гідро циліндром разом з поршнем із можливістю гідравлічного замикання поршневої порожнини пдрозамком та з подачею від гідронасоса, підключеного до бака, який у ВІДПОВІДНОСТІ ДО заявленого винаходу ГП містить пщпружинену втулку яка разом із плунжером розміщена у корпусі, наприклад, циліндричному 3 боку підпружиненоі втулки до корпусу прикріплений перехідник із трапецеїдальною різзю, а з другого боку корпуса встановлена заглушка в якій розташований шток Заглушка закріплена таким чином, що утворює вакуумну камеру у якій шток гідроциліндра закріплений на плунжері з можливістю переміщення, причому в корпусі виконані дренажні отвори таким чином, що при одному із положень плунжера і втулки вони будуть максимально відкриті і сполучені з камерою розрядки Камера розрядки виконана коаксиально з корпусом, укріплена упорами по краях та містить, по меншій мірі, два відводи з трапецеїдальною різзю На одному з упорів встановлений фіксатор ходу втулки Згідно з винаходом, керування - пдрозамком здійснюється ДВОЛІНІЙНИМ розподільником, з'єднаним з однієї сторони з пдролінією штокової порожнини, наприклад, через патрубок, а іншою з порожниною керування пдрозамком, гідронасосом, ДВОЛІНІЙНИМ розподільником разом з керованим зворотним клапаном, двоходовим розподільником та насосним агрегатом здійснює автоматизована система керування Автоматизована система керування містить ЕОМ, яка через перетворювачі/ виконавчі механізми з'єднана з гідронасосом, ДВОЛІНІЙНИМ розподільником разом з керованим зворотним клапаном, двоходовим розподільником та насосним агрегатом Крім того до - гідронасоса підключений запобіжний клапан, - штокової порожнини гідроциліндра приєднаний гідроакумулятор, по меншій мірі один, який приєднаний безпосередньо до гідроциліндра через канал чи до патрубка, що з'єднаний зі штоковою порожниною, - переходника із трапецеїдальною різзю, який прикріплений до затрубного простору свердловини можливо приєднати прилад, наприклад, манометр А шток гідроциліндра в МІСЦІ закріплення плунжера виконаний у вигляді об'ємної поверхні, наприклад, сферичної, а як пдрозамок використовується зворотній клапан, що виконаний з 4809 можливістю регулювання. Заявлена сукупність суттєвих ознак (зазначена раніш) дає можливість зробити висновок, що використання: 1. ЕОМ з програмним забезпеченням (продуктом), який забезпечує не тільки синхронну роботу групи пристроїв і засобів, а й дає можливість вибрати оптимальний режим роботи ГП, що в значній мірі спрощує процес обробки ПЗП свердловини, робить його ефективним з найменшими енерговитратами так як немає необхідності в попередньому розвідувальному впливові; 2. Фіксатора втулки забезпечує надійну роботу ГП та фіксації втулки без їх руйнування; 3. Пдроакумулятор(и) да(є)ють можливість регулювати частотою спрацьовування поршня. 4. Виконання ГП з вакуумною порожниною підвищує довговічність з'єднання плунжер зі штоком та створює додаткове зусилля, що підвищує швидкість спрацьовування плунжера; 5. Введення у гідравлічну лінію (а): - фільтра - підвищує надійність роботи гідроциліндра так як зменшує вірогідність засмічення поршневої порожнини та передчасному виходу із ладу гідроциліндра; - запобіжного клапана - запобігає надмірному (нерегламентованому для проведення процесу) нагнітання тиску гідронасосом, а як наслідок не дає можливість створити непотрібний (незапланований) депресивний вплив на ПЗП свердловини. З приведених доводів можна з впевненістю стверджувати, що заявлене технічне рішення ГП забезпечує новий технічний результат, а значить заявлений винахід є новим. Аналізуючи рівень техніки можна сказати, що заявники не знайшли технічні рішення які б дозволили створити заявлене технічне рішення, а отже винахід має винахідницький рівень. Що до промислової придатності то винахід є промислове придатним так як вже випробовується. Приведемо перелік фігур устьевого генератора імпульсів (ГП), що пояснюють сутність винаходу: Фіг. 1. Загальний вигляд ГП; Фіг. 2. Перетин А-А ГП; Фіг. 3. Перетин Б-Б ГП; Фіг. 5. Схема підключення ГП; Фіг. 6. Положення елементів у момент підвищення тиску у свердловині; Фіг.7. Положення елементів після здійснення розрядки свердловини; Фіг. 8. Положення елементів після розрядки свердловини, при наявності фіксатора, що обмежує переміщення втулки. Устьєвий генератор імпульсів (ГП), у переважному варіанті виконання, виконаний у вигляді корпусу 1, наприклад, циліндричного, до однієї із сторін котрого прикріплений гідроциліндр 2 з заглушкою 3, в якій виконано канал 4. Гідроциліндр 2, прикріплюється до корпуса 1 ГП заглушкою 5, в якій розташований шток 6. На один кінець штока 5 насаджений поршень 7, а на інший кінець, що виконаний у вигляді об'ємної поверхні, наприклад, сфери 8, прикріплено плунжер 9, таким чином, що між заглушкою 5 і плунжером 9 10 утворюється вакуумна камера 10. Для запобігання виривання чи від'єднання штока 6 гідроциліндра від плунжера 9, об'ємна поверхня закріплена упорним кільцем 11 та півкільцями 12, а для утримання вакууму (запобігання потрапляння повітря) у вакуумній камері 10 - бічна поверхня кінців заглушки 5 та плунжера 9 (які формують вакуумну камеру 10), містить ущільнення 13 (фіг.8). До другої сторони корпуса 1 ГП прикріплений перехідник із трапецеїдальною різзю 14 до бокової поверхні якого прикріплений манометр 15. Між плунжером 9 та перехідником 14 послідовно встановлено пружину 16 з втулкою 17. Кінець втулки 17, зі сторони плунжера 9 містить заглиблення 18 в яке входить (при одному із положень плунжера) ущільнення 19, що закріплене на плунжері 9. Коли втулка 17 і плунжер 9 розімкнеш - отвори 20 (фіг. 2) сполучаються з камерою розрядки 21 (фіг. 8), що зафіксована упорами 22 та з'єднана із перехідниками з трапецеїдальною різзю 23. Один із упорів 22 містить фіксатор 24 для фіксування положення втулки 17. Роботою ГП 25 управляє автоматизована система керування до складу якої входить: А. Система обробки, що накопичує, обробляє заведені дані (наприклад глибину свердловини) і знятті з відповідних приладів (наприклад, цифрового манометра) по заданій методиці (сформована у програмному продукті) та видає керуючі сигнали на відповідні пристрої (приводи). Б. Виконавча система, яка по суті є виконавчим механізмом, що виконує команди (сприймає і виконує керуючі сигнали) надані системою (А). Система (А) і (Б) тісно пов'язані між собою, тому їх виділення на графічних матеріалах (фіг. 2, 5) є умовним. Так до складу системи (Б) входять пристрої (приводи, механізми), які безпосередньо керують роботою ГП в цілому: Штокова порожнина 26 (фіг. 7) гідроциліндра 2 через патрубок 27 з'єднана з нагнітальною лінією, а саме з дволінійним розподільником 28, рукавом високого тиску 29, двоходовим розподільником ЗО та фільтром 31 з відводом його у бак 32. А поршнева порожнина 33 (фіг. 6) через канал 4 у заглушці 3 з'єднана з управляючим дволінійним розподільником 28 зворотнім клапаном 34, рукавом високого тиску 29 та гідронасосом 35, що разом із з'єднаним з ним запобіжним клапаном 36, відведені у бак 32. Що стосується системи (А) то до неї входить : ЕОМ 37 яка постачена разом з необхідним для розрахунків програмним продуктом. Входи і виходи ЕОМ 37 підключені до: 38 - перетворювача (який може бути у вигляді цифрового манометра, замість ланцюгаперетворювач 38 і манометр 15); 39 - перетворювач/виконавчий механізм для управління гідронасосом 35 та двоходовим розподільником ЗО; 40 - перетворювач/виконавчий механізм для управління керованим зворотнім клапаном 34 та дволінійним розподільником 28; 41 - перетворювач/виконавчий механізм для управління насосним агрегатом (42). 11 4809 12 рідину через канал 4 у поршневу порожнину 33 До штокової порожнини гідроциліндра приєдгідроциліндра 2, при цьому дволінійний розподільнаний гідроакумулятор (або гідроакумулятори) 43. ник 28 у закритому положенні. Рідина виштовхує Приєднати його можна як до патрубка 27 (фіг. поршень гідроциліндра 7 разом з закріпленим на 6) чи безпосередньо до корпусу через канал 44 ньому штоком 6, який переміщуючись у заглушці 5 (фіг. 7, 8) переміщує плунжер 9 у робоче положення, при Опишемо роботу устьевого генератора імпуякому збільшується об'єм вакуумної порожнини 10 льсів (ГП) 25 (фіг.1) на прикладі одного циклу його - плунжер 9 ущільнюючим кінцем (заглушкою) 19 роботи. заходить у втулку 17. Таке положення плунжера ГП 25 (фіг.1) розміщають на усті свердловини, герметизує отвори 20 (фіг. 2) камери розрядки 21, а саме на обсадній колоні або на її бічному відвоа значить і обсадну колону або її бічний відвід ді, що заповнений рідиною. (фіг.6). Налаштовують ГП, а саме його плунжер 9 на необхідний (розрахунковий) тиск спрацьовування При величині тиску в усті, у момент максима(необхідний період та кількість циклів роботи), нального стискання рідини, РНад > Рпдр/2, переключаприклад, який співпадає з тиском спрацьовування ється розподільник ЗО керуючим сигналом від клапана насосного агрегату (42, (фіг.5) ) таким ЕОМ 37, при цьому підвищується тиск в штоковій чином : порожнині 26 гідроциліндра 2, а в гідроакумуляторі 43 накопичується рідина, тоді як у вакуумній поро1. Підчас нагнітання насосним агрегатом 42 в жнині 10 створюється додаткове зусилля тим саНКТ тиску до, наприклад, ЮкПа, манометром 15 мим підвищуючи швидкість спрацьовування плунзнімають тиск, а перетворювачем 38 перетворюжера 9. Далі відбувається відкриття дволінійного ють у доступну форму (у вигляді цифрових даних) розподільника 28 подачею керуючого сигналу від та направляють до ЕОМ 37. Слід відмітити, що ЕОМ 37, при цьому із поршневої порожнини 33 замість манометра 15 і перетворювача 38 може рідина різко витікає (спрямовується) в бак 32 чебути цифровий манометр (непоказаний). В цей же рез дволінійний розподільник 28, рукава високого час, у відповідності до знятих даних тиску, розратиску 29, двоходовий розподільник ЗО та фільтр ховується (підбирається) тиск при якому спрацьо31. Після чого конструктивно з'єднані поршень 7 із вує ГП для створення гідроудару, що руйнує коплунжером 9 під дією розтискного зусилля пружильматант, очищаючи ПЗП і, в якійсь мірі, колектор, ни 16, свердловинного тиску, а також від зусилля і створює в ньому тріщини. Величину тиску справакуумної порожнини 10 та від того, що штокова цьовування ГГ І підбирають [8] виходячи з того, порожнина 26 разом із гідроакумулятором 43 знащо: ходиться під максимальним робочим тиском - різко - частота власних коливань стовбура свердлопереміщується на деяку відстань (фіг.7) відкривавинної рідини визначається надлишковим тиском ючи на невеликий проміжок часу свердловину. При на усті (Рнад)-, глибиною свердловини (L), модулем цьому рідина з великою швидкістю почне переміпружності рідини {Е); щуватись в утвореному зазорі між плунжером 9 і - значення депресії в привибійній зоні свердвтулкою 17 у камеру розрядки 21 (через отвори 20, ловинної рідини (Р) визначається величиною надфіг.2) звідки вона направляється до зливної ємнолишкового тиску на усті (Рнад): сті (непоказана). Р=2Р над ; Втулка 17 під дією зусилля пружини і гідравлі- при величенні надлишкового тиску на усті чного тиску в свердловині також переміститься на Рнад > Рпдр/2 (де Рпдр - гідростатичний тиск) в придеяку величину (що забезпечується конструкцією) вибійній зоні, при розвантаженні (спрацьовуванні і різко зістикується з плунжером 9, а саме з його ГП) устя, величина депресії досягає величини гідущільнювачем 19. Різке перекриття потоку рідини ростатичного тиску (Рпдр), що тим самим спричизі свердловини викликає зворотний гідроудар, що няє утворення розриву суцільності потоку рідини буде поширюватися в свердловину і гідростатичта розвантаження свердловини. ним імпульсом буде впливати на привибійну зону. Тому можна з впевненістю сказати, що ефективність впливу ГП залежить від величини надлиДругий режим роботи ГП (фіг. 8), який також шкового тиску на усті свердловини, періоду та кікерується ЕОМ 37, що подає сигнали на відкриття лькості циклів впливу, а також від типу колектора свердловини, що попередньо навантажена розрата його фільтрувально-ємносних і інших характехунковим тиском, при цьому плунжер 9 переміщуристик. ється під навантаженням (свердловинним тиском) на відстань на яку дозволяє переміститись конс2. Розраховуються ЕОМ 37 всі сказані раніш труктивне виконання гідроциліндра 2, а переміпараметри, наприклад, тиск, період та кількість щення втулки 17 обмежується фіксатором 24 циклів спрацьовування плунжера. тобто забезпечується постійний відкритий зв'язок 3. Керуючим сигналом від ЕОМ 37, що подасвердловини з камерою розрядки 21 і зливною ється на перетворювач/виконавчий механізм 39 ємністю (непоказана). У затрубному просторі стводля управління гідронасосом 35 та двоходовим рюється хвиля пониженого тиску. При досягненні розподільником ЗО і на перетворювач/виконавчий хвилі пониженого тиску вибою, тиск рідини на вимеханізм 40 для управління керованим зворотнім бої виявляється нижче тиску пароутворення робоклапаном 34, що зв'язаний із дволінійним розподічої рідини тому у цьому місці починається парольником 28, плунжер 9 приводять у робоче полоутворення: 3 рідини виділяються бульбашки пари, ження (налаштовують на необхідний тиск спраслідом за якими відбувається порушення суцільцьовування). При цьому гідронасос 35 через ності потоку рідини. двоходовий розподільник ЗО, рукава високого тиску 29 та керований зворотній клапан34 нагнітає Виникаючі імпульси тисків розкривають при 13 4809 14 свердловини. родні колектора й сприяють виникненню нових тріщин, які мають підвищену гідропровідність, що Пружна енергія передається безпосередньо з дозволяє піддавати ударним навантаженням устя свердловини до ПЗП, по стовбурі бурової більш віддалені від вибою ділянки пласта. рідини, що є хвильовим каналом з низьким поглинанням. Внаслідок цього відсутня необхідність у Накладаючись один на одну ударні хвилі фоспуско-підйомних операціях, а глибина розташурмують у пористому середовищі привибійної зони вання ПЗП, що підлягають стимуляції, як і кут насвердловини (на вибої) нерівномірне поле тиску, хилу свердловини, значення не мають. під впливом якого відбувається очищення пор від осаду, розширення й закріплення тріщин. Приведена конструкція і її графічні матеріали не є вичерпними, а надані лише для детального Завдяки наявності рідини в порах свердловини ознайомлення з пристроєм та його роботою і не та створення керованого імпульсно-депресивного являються обмежуючими. Можлива модернізація навантаження на свердловину, яке змінне як у часі пристрою, яка, проте, не буде виходити за об'єм так і по величині (з різним нагнітаючим тиском) заявлених домагань, відображена у описі, формулі виникають (ефективні) механічні зрушення (можна та графічних матеріалах. сказати заданої величини) в пористому середовищі, які поширюються в привибійній зоні пласта Література: приводячи до розщільнення кальматуючого мате1. Кудинов В. Й., Сучков Б. М. Методы повыріалу і глинистих включень, від стінок порових кашения производительности скважин. Самара, налів, тим самим відокремлюючи забруднюючі їхні 1996. частки, котрі внесені в пори як на стадії буріння 2. Устройство УСМД2-114 для создания мносвердловини (частки бурового розчину), так і на гократных высоких давлений на пласт. Техничесстадії експлуатації свердловини (глушінні свердкое описание и инструкция к эксплуатации. СКТБ ловини й інших операцій). "НЕДРА", г. Ивано-Франковск, 1988. Зауважимо, що підчас роботи стежать за на3. Дыбленко В. П. и др. Повышение продуктиявністю зважених часток у рідкому середовищі, що вности й реанимация скважин с применением вивитягається зі свердловини. броволнового воздействия. М., "Недра", 2000г. 4. Устройство для воздействия на призабойВиконання ГП з сукупністю суттєвих ознак, що ную зону скважин. Бурнашов Л.Д., Шмырин В.Г. АС вказані раніш, дозволяє створювати резонансні 1 615 341.МКИЕ21 В 43/25. БИ 1990. коливання стовпа рідини в свердловині, що дозволяє при відносно невеликих витратах енергії збу5. Андре Арго. Математика для радиоинженеджувати досить інтенсивні низькочастотні колиров. М. Наука. 1965. вання в ПЗП свердловини. 6. Кузнецов О.Л., Ефимова С.А. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. М. Частота власних коливань стовбура рідини в "Недра". 1983. свердловині глибиною від 1 до 5 км знаходиться в межах 0.4-0.05 Гц., що дає можливість робити зна7. Вакина В.В., Денисенко И.Д., Столяров А.Л. коперемінну імпульсну обробку ПЗП свердловини Машиностроительная гидравлика. К., 1987. тим самим забезпечувати відновлення гідродина8. Балашканд М. И., Чен О. Л., Шевелев В. А. мічного зв'язку свердловини з продуктивним шаНевзрывные источники импульсных воздействий в ром і впливати на шар у цілому на відстанях від геофизике// НТВ «Каратажник». Тверь: Изд десятків до сотень метрів від ПЗП оброблюваної АИС.2003.Вып. 106. С. 200-213. 15 4809 16 Б-Б 27 Фіг. З Фіг. 5 Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 37 прим. Міністерство освіти 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-42, 01601