Гирловий генератор імпульсів з автоматизованою системою керування

1. Гирловий 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 зі 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 іншою з порожниною керування гідрозамком. C2 2 (19) 1 3 75207 4 проникності присвердловинної зони розкритих коприводить до зміни долі енергії, засвоюваної в лекторських пластів; об'ємах, які підлягають обробці.); - прискорення освоєння свердловин після бу3). недосконалість і висока вартість технології ріння за рахунок ефективної розкольматації пропроведення ударів; дуктивного пласту, шляхом вилучення фільтрату 4). забруднення вибою. бурового розчину й очищення його присвердлоНедоліки (3) і (4) спричинені необхідністю провинної зони; ведення багаторазових повторних заряджань ГП - усунення парафінової пробки у верхній часдіафрагмами і кульками, що можна зробити при тині свердловини; виконанні дорогих повторних спуско-підйомних - посилення дії кислотної обробки; операцій, а також забрудненням вибою кульками і - проведення контрольної стимуляції свердлочастинами діафрагм. вини, при рішенні про переведення її з фонду виБ. ГП типу УСМД2-114 [2] складається з корпудобувних у фонд нагнітальних. са, в середину якого запресована втулка, а на кінці Відомі конструкції гідроударних пристроїв (ГП): закріплено перехідники для з'єднання з НКТ. В А. ГП із розривними діафрагмами [1] містять середині втулки розміщено з можливістю осьового корпус, в якому закріплено за допомогою розпірпереміщення пустотілу насадку. На одному із кінних втулок ряд діафрагм, ніпель і корзину. В центрі ців втулки виконано упор, на обох її кінцях - посакожної діафрагми виконано отвори і кільцеві канадочні місця - верхнє і нижнє - під кульки, які можуть вки, які знижують міцність діафрагм. Діаметри перекривати внутрішній осьовий отвір втулки. Між отворів у різних діафрагмах різні; в корпусі діафракінцем насадки і упором втулки розміщена пружигми розміщаються так, щоб діафрагма з найна. В корпусі, втулці і в насадці виконано радіальні меншим отвором була знизу, а в інших діафрагмах отвори, які при осьових переміщеннях насадки - щоб діаметри отворів зростали знизу наверх. Для відносно втулки можуть співпадати або бути перепроведення гідроудару ГП спускають у свердловикритими. ГП обладнано також зворотними клапану по колоні насосно-компресорних труб (НКТ). нами, які під дією зовнішнього тиску можуть відкОтвір у нижній діафрагмі перекривають, кидаючи з ривати потік рідини із міжтрубного простору в поверхні кульку, діаметр якої дещо більший отвору середину НКТ. в нижній діафрагмі, але менший отвору діафрагми В початковому стані насадка під дією пружини 2-ї знизу. Піднімають в НКТ тиск до розриву діафзнаходиться у верхньому положенні, радіальні рагми. Для проведення повторних ударів знімають отвори перекриті насадкою, зворотні клапани петиск в НКТ, кидають в ГП кулю такого діаметра, рекриті, нижній осьовий клапан перекритий кульщоб вона перекрила отвір в діафрагмі 2-й знизу, і кою, верхній осьовий отвір відкритий (кулька відсузнову повторюють цикл робіт. Для скидання кульок тня). Для проведення ударів ГП опускають у свердловину необхідно оснастити лубрикатором і свердловину на колоні НКТ. Нижче ГП розміщують двома корковими кранами. пакер і фільтр. Рідину із міжтрубного простору Недоліки ГП із розривною діаграмою: видаляють через зворотні клапани ГП, закачуючи 1). обмеження в кількості ударів визвано чисто у НКТ газ. Відкривають радіальний клапан, для конструктивними причинами. Кількість мембран чого спочатку скидають з устя свердловини (із пообмежена асортиментом серійних кульок і габариверхні землі) кульку, а потім збільшують тиск в тами ГП.Так ГП по [1] має 6 мембран, а з практики НКТ. При цьому насадка іде вниз, радіальні отвори відомо, що для значного збільшення дебіту часто з'єднують міжтрубний простір, де тиск є низьким, із треба створити на привибійній зоні пласта (ПЗП) підпакерним простором, де він є високим. В рекількість ударів, більшу на порядки); зультаті рідина перетікає із підпакерного простору 2). низька повторюваність результатів [1] (визв міжтрубний простір, а на пласт діє "миттєва" девано тим, що діафрагми не завжди однаково руйпресія, або гідроудар. Для повторення удару ненуються. До нестабільності може привести недособхідно підняти на устя верхню кульку, а тоді поконалість структури металу, допуски в розмірах вторити весь процес. при виготовленні діафрагм і інше. Внаслідок цього, Недоліки ГП типу УСМД2-114: форма і амплітуда імпульсів, які генеруються при 1) коефіцієнт корисної дії (ККД) гідроудару, розриві чергових діафрагм, є різними [1]. Зміна створюваного ГП, є низьким; форми імпульсу міняє частотний і енергетичний 2) сила гідроудару не регулюється; вміст імпульсу [5], що приводить до зміни частини 3) технологія створення гідроудару є складною енергії, яка поглинається в пласті. Таке явище поі дорогою; яснюється наступним чином. Згідно із теорією спе4) понижена надійність, обумовлена чутливісктрів [4] імпульс (гідроудар є імпульсом тиску рідитю до імпульсних складових тиску. Недолік (1) пони) можна одержати із набору неперервних яснюється наступним. З енергетичної точки зору коливань, нижня границя яких умовно дорівнює гідроудар буде тоді давати найбільший ККД коли частоті повторення імпульсів, а значна доля енерйого енергія буде засвоюватись тим об'ємом пласгії вміщається в коливаннях, період яких приблизта, або привибійної зони пласта (ПЗП), які необно в 4 рази більший фронту імпульсу. Відомо [б], хідно обробити гідроударом. Чим більше енергії що фізико-хімічний ефект впливу коливань на тіло буде проходити в інші об'єми, які не підлягають і затухання коливань у тілі пропорційні квадрату обробці, тим менший буде ККД гідроудару. Радіуси частоти коливання. Зміна форми імпульсу привозакольматованих зон складають приблизно: до дить до зміни частот, на яких є максимуми енергії, 5см, коли закольматована ближня ПЗП, і до до зміни віддалей, на які поширюються ці коли500см, коли закольматована ближня і середня вання з врахуванням поглинань, а це, свою чергу, зони пласта. Діапазон частот коливань, які майже 5 75207 6 повністю затухають на таких віддалях, можна обдією імпульсної складової насадка здійснює імпумежити величинами 200кГц...500Гц. Періоди цих льсні коливання, які зменшують ресурс ГП [3]. коливань складають відповідно 5...2000мкс. ВихоВ. склад ГП по типу КВД з ударним клапаном дячи з цих міркувань і застосовуючи теорію спект[3] входить корпус, кулька і пружина. Корпус з'єдрів, оцінимо орієнтовно, наскільки параметри конано осьовим отвором клапана з джерелом тиску, ливань, створюваних ГП по [2] відповідають а радіальними отворами - з оброблюваним об'єзгаданим даним. Насадка цього ГП починає рухамом. Кулька притиснута до осьового отвору корпутись при мінімальному перевищенні сили гідравліса пружиною і перекриває його. Коли тиск на вході чного тиску над силою пружини і над силою тертя. ГП стає більшим сили пружини, кулька відкриває Час наростання тиску до 20МПа у НКТ під дією отвір. При певній величині витрати рідини тиск насосно-компресорного агрегату лежить в діапападає, кулька знову перекриває клапан, цикл позоні від одиниць, або десятків секунд до хвилини вторюється, а ГП працює в режимі неперервних [1]. Тому швидкість руху насадки може бути оцінеколивань. на десятками, або, в гіршому випадку, одиницями Недоліки ГП по [3]: см/сек. При діаметрі, радіального отвору в 1см час дуже малий ресурс ГП - порядку 5 хвилин [3]; повного відкривання отвору, або довжина фронту мала амплітуда коливань - до 5,5МПа [3]. гідроудару можуть бути оціненими в 1 секунду, що Г. ГП за (АС 1 615 341) [4] містить трубчатий приблизно відповідає частоті 0,25Гц неперервного корпус, стакан, закріплений в трубі, підпружинені синусоїдального коливання. Співставляючи цей пустотілі золотники і підпружинені кульові запірні результат із сказаним вище, можна сказати, що елементи, розміщені в осьових каналах стакана. крутизна фронту гідроудару, створюваного ГП по Золотники і стакан виконані з радіальними кана[2], в 2000...800000 раз гірше (більше) оптимальлами. В початковому стані радіальні канали золоної. При таких параметрах гідроудару основна тника і стакана співпадають, канали корпуса і зодоля його енергії буде засвоюватись (затухати) не лотника перекриті кульками. ГП опускають у в межах зони, яку необхідно обробити, а за її месвердловину на колоні НКТ, заглушеній знизу і жами. Таким чином, якщо ККД оцінити відношенсполученій з підпакерною зоною. В середині колоням долі енергії, засвоюваної оброблюваним об'єни створюють надлишковий тиск, під дією якого мом, до всієї енергії, створюваної ГП, то кульки відкривають канали від корпуса в затруб. приходимо до висновку, що ККД відомого ГП є Підчас перетікання рідини на золотниках створюнизьким. ється надлишок тиску, під дією якого золотники Збільшення ККД (скорочення фронту удару) приходять в рух і перекривають радіальні канали із дозволяє зменшити від'ємний вплив удару на свеНКТ в затруб. При цьому "миттєво" зростає тиск в рдловину. Пояснення цього твердження таке. Гідпідпакерній, зоні і створюється гідроударна хвиля, роудар руйнує кольматант, очищаючи ПЗП і, в яка поширюється вздовж свердловини і, частково, якійсь мірі, колектор, і створює в ньому тріщини. у пласт. Для створення наступних ударів скидають Одночасно гідроудар впливає і на обсадну колону і знову піднімають тиск в НКТ. і на цементне кріплення колони, що не є бажаним. Недоліки ГП по [4]: Чим більша доля енергії удару буде засвоєна неа) ККД гідроудару є низьким; великим об'ємом привибійної зони пласта, які неб) сила гідроудару не регулюється; обхідно обробити, і, відповідно, менша доля буде в) необхідність в скиданню і повторному підрозсіюватись за межами цього об'єму і вздовж йомі тиску для створення наступних гідроударів; колони, в її кріпленні, тим менший буде від'ємний г) понижена надійність, викликана чутливістю вплив удару на колону і на її кріплення. до імпульсних складових тиску. Недоліки (а), (б) і Недолік (2) пояснюється наступним. (г) пояснюються тими ж причинами, що і в ГП по Для очистки свердловин із різним ступенем УСМД2-114 [2]. забруднення і різними типами колекторів потрібні Відомий комбінований комплекс "Імпульс-78" енергії ударів різних рівнів. У ГП по [2] не передба[див. А.П.Кічігін, Єгер Д.О. "Канонічні ансамблі в чено пристрою для регулювання енергії удару. Цю процесах інтенсифікації видобутку нафти" - К.: енергію в даному ГП задає сила, необхідна для Техніка, 2002. ст.153, фіг.9.11], у якому для підвидеформації пружини на момент відкриття клапана, щення гідроімпульсного навантаження передбачеале в ГП не передбачено спеціалізованого вузла не підключення пристрою імпульсного вихлопу к регулювання сили пружини. Задавати мінімально НКТ. Тиск у свердловині підвищують до попереднеобхідну енергію удару необхідно ще з міркувань нього її опресування з наступним зняттям гідрозазменшення від'ємного впливу гідроудару на обламків з гідроциліндра пристрою вихлопу. Різка деднання свердловини. пресія на виході свердловини приводить до руху Недолік (3) викликаний необхідністю застосорідини на дренаж і виникненню додаткового гідровувати додаткове обладнання - азотну установку з удару, що передається через НКТ, в привибійній компресором і насосний агрегат; технологічний зоні. цикл є складним, бо передбачає додаткове накаДо недоліків способу можна віднести недостачування газу, стравлювання його в атмосферу, тньо ефективний вплив на привибійний пласт і тим відкачку робочої рідини, додатковий підйом кульки більш на віддалені його зони, що спричинено вина поверхню і повторне скидання її із поверхні в користання недосконалого пристрою та схемою посадочне гніздо. підключення до НКТ, та лінії зливу. Недолік (4) пояснюється наступним. Тиск в Недосконалість пристрою обумовлена його НКТ створюють поршневими агрегатами. В складі малою ефективністю та інерційністю - так як імтакого тиску є імпульсна і постійна складові. Під пульс передається через НКТ де він поступово 7 75207 8 згасає тому не доходить до привибійної зони пласнепов'язані між собою чи іншими словами не узгота. дженні у часі). Крім того, пристрій імпульсного вихлопу має: Задача, що ставиться перед винаходом поля- малу швидкість відкривання, коли свердлогає у створенні такого гирлового генератора імпувина попередньо навантажена тиском; льсів (ГГІ) та автоматизованої системи керування - відсутня можливість підключення його до каним, які дозволили б: підвищити продуктивність налу зливу, для здійснення необхідної циркуляції. нафтових і газових свердловин, що вводяться в Найбільш близьким до заявленого пристрою є експлуатацію; забезпечити приємистість нагніта- імпульсно-депресивний пристрій [RU № 2206730] льних свердловин; сприяли відновленню та під(далі ІДП), що встановлений на зливі свердловини, вищенню коефіцієнта продуктивності і початкової яким проводять депресійний вплив на ПЗП свердпроникності свердловин за рахунок відновлення ловини у два режими: гідродинамічного зв'язку свердловини з продукти- оберненого гідроудару; вним шаром та забезпечили суттєвий вплив на - різкого відкриття попередньо навантаженої більш віддалені зони пласта з найменшими енертиском свердловини. говитратами та максимальною ефективністю. Імпульсно-депресивний пристрій складається Вирішується задача шляхом виконання ГГІ у з корпусу із камерою розрядки, що підключена до вигляді підключеної до затрубного простору камезатрубного простору та має дренажний вільний ри розрядки, яка має дренажний вільний відвід у відвід у зливну ємність. У камері встановлені з зливну ємність та встановлені з можливістю переможливістю переміщення і замкового сполучення міщення і замкового сполучення плунжер і підпруплунжер і підпружинена втулка (це ознаки, що жинену втулку, причому переміщення плунжера співпадають з ознаками заявляемого винаходу). здійснюється гідро циліндром разом з поршнем із Зазначимо, що хід плунжера обмежений попеможливістю гідравлічного замикання поршневої ремінно встановлюваними фіксаторами, а його порожнини гідрозамком та з подачею від гідронапереміщення здійснюється за допомогою гідроцисоса, підключеного до бака, який у відповідності до ліндра з підпружиненим поршнем із можливістю заявленого винаходу: ГГІ містить підпружинену гідравлічного замикання поршневої порожнини втулку яка разом із плунжером розміщена у корпугідрозамком з керуванням від гідророзподільника сі, наприклад, циліндричному. З боку підпружинета з подачею від гідронасоса, підключеного до ної втулки до корпусу прикріплений перехідник із бака. трапецеїдальною різзю, а з другого боку корпуса Недоліки відомого пристрою: встановлена заглушка в якій розташований шток. - неможливе постійне підключення до лінії Заглушка закріплена таким чином, що утворює зливу, що не дозволяє здійснювати ефективну вакуумну камеру у якій шток гідроциліндра закріпциркуляцію. лений на плунжері з можливістю переміщення, - не забезпечується досить висока швидкість причому в корпусі виконані дренажні отвори таким відкриття попередньо навантаженої тиском свердчином, що при одному із положень плунжера і втуловини, яка повинна бути не менше швидкості лки вони будуть максимально відкриті і сполучені з розповсюдження фронту хвилі свердловинної рікамерою розрядки. Камера розрядки виконана дини, тому що у ІДП в момент розвантаження свекоаксиально з корпусом, укріплена упорами по рдловини, під навантаженням (тиском) знаходятькраях та містить, по меншій мірі, два відводи з ся підпружинена втулка і плунжер, які у момент трапецеїдальною різзю. На одному з упорів встарозвантаження (відкриття гідрозамка) починають новлений фіксатор ходу втулки. рух, при цьому у штоковій порожнині гідроциліндра Згідно з винаходом, керування: має місце запізнювання підвищення тиску, що - гідрозамком здійснюється дволінійним розприводить до зниження швидкості спрацьовування подільником, з'єднаним з однієї сторони з гідроліплунжера; нією штокової порожнини, наприклад, через пат- зупинка плунжера здійснюється фіксаторами, рубок, а іншою з порожниною керування які закріплені на корпусі, при цьому відбувається гідрозамком; його ударне гальмування, що приводить до руйну-гідронасосом, дволінійним розподільником вання самого плунжера, фіксаторів, місць кріпленразом з керованим зворотним клапаном, двоходоня штока гідроциліндра і плунжера, усе це привовим розподільником та насосним агрегатом здійсдить до виникнення додаткових навантажень на нює автоматизована система керування. фонтану арматуру, що приводить до її розвороту, Автоматизована система керування містить руйнування. ЕОМ, яка через перетворювачі/виконавчі механіз- неможливо точно та ефективно контролювами з'єднана з гідронасосом, дволінійним розподіти процесом спрацьовування плунжера, що прильником разом з керованим зворотним клапаном, водить не тільки до значних енерговитрат але і до двоходовим розподільником та насосним агреганеефективного впливу на ПЗП свердловини, (притом. ведемо декілька причин: Крім того до: 1. Наявність пружини для підпружиненого по- гідронасоса підключений запобіжний клапан; ршня лише вносить в процес спрацьовування плу- штокової порожнини гідроциліндра приєднанжера імпульсну сталу складову яку неможливо ний гідроакумулятор, по меншій мірі один, який регулювати; приєднаний безпосередньо до гідроциліндра че2. Нагнітання надлишкового тиску насосним рез канал чи до патрубка, що з'єднаний зі штокоагрегатом в свердловині та момент відкриття ІДП вою порожниною; 9 75207 10 - перехідника із трапецеїдальною різзю, який льцями 12, а для утримання вакууму (запобігання прикріплений до затрубного простору свердловини потрапляння повітря) у вакуумній камері 10 - бічна можливо приєднати прилад, наприклад, манометр. поверхня кінців заглушки 5 та плунжера 9 (які фоА шток гідроциліндра в місці закріплення плурмують вакуумну камеру 10), містить ущільнення нжера виконаний у вигляді об'ємної поверхні, на13 (Фіг.7). приклад, сферичної, а як гідрозамок використовуДо другої сторони корпуса 1 ГГІ прикріплений ється зворотній клапан, що виконаний з перехідник із трапецеїдальною різзю 14 до бокової можливістю регулювання. поверхні якого прикріплений манометр 15. Між Заявлена сукупність суттєвих ознак (зазначена плунжером 9 та переходником 14 послідовно раніш) дає можливість зробити висновок, що виковстановлено пружину 16 з втулкою 17. Кінець втуристання: лки 17, зі сторони плунжера 9 містить заглиблення 1. ЕОМ з програмним забезпеченням (продук18 в яке входить (при одному із положень плунжетом), який забезпечує не тільки синхронну роботу ра) ущільнення 19, що закріплене на плунжері 9. групи пристроїв і засобів, а й дає можливість вибКоли втулка 17 і плунжер 9 розімкнені - отвори рати оптимальний режим роботи ГГІ, що в значній 20 (Фіг.2) сполучаються з камерою розрядки 21 мірі спрощує процес обробки ПЗП свердловини, (Фіг.7), що зафіксована упорами 22 та з'єднана із робить його ефективним з найменшими енерговипереходниками з трапецеїдальною різзю 23. Один тратами так як немає необхідності в попередньому із упорів 22 містить фіксатор 24 для фіксування розвідувальному впливові; положення втулки 17. 2. Фіксатора втулки забезпечує надійну роботу Роботою ГГІ 25 управляє автоматизована сисГГІ та фіксації втулки без їх руйнування; тема керування, до складу якої входить: 3. Гідроакумулятор(и) да(є)ють можливість реА. Система обробки, що накопичує, обробляє гулювати частоту спрацьовування поршня. заведені дані (наприклад глибину свердловини) і 4. Виконання ГГІ з вакуумною порожниною знятті з відповідних приладів (наприклад, цифропідвищує довговічність з'єднання плунжера зі штового манометра) по заданій методиці (сформована ком та створює додаткове зусилля, що підвищує у програмному продукті) та видає керуючі сигнали швидкість спрацьовування плунжера; на відповідні пристрої (приводи). 5. Введення у гідравлічну лінію (а): Б. Виконавча система, яка по суті є виконавфільтра - підвищує надійність роботи гідроцичим механізмом, що виконує команди (сприймає і ліндра так як зменшує вірогідність засмічення повиконує керуючі сигнали) надані системою (А). ршневої порожнини та передчасному виходу із Система (А) і (Б) тісно пов'язані між собою, ладу гідроциліндра; тому їх виділення на графічних матеріалах (Фіг.2, запобіжного клапана - запобігає надмірному 4) є умовним. (нерегламентованому для проведення процесу) Так до складу системи (Б) входять пристрої нагнітання тиску гідронасосом, а як наслідок не (приводи, механізми), які безпосередньо керують дає можливість створити непотрібний (незапланороботою ГП в цілому: ваний) депресивний вплив на ПЗП свердловини. Штокова порожнина 26 (Фіг.6) гідроциліндра 2 Приведемо перелік фігур гирлового генераточерез патрубок 27 з'єднана з нагнітальною лінією, ра імпульсів (ГГІ), що пояснюють сутність виа саме з дволінійним розподільником 28, рукавом находу: високого тиску 29, двоходовим розподільником 30 Фіг.1 Загальний вигляд ГГІ; та фільтром 31 з відводом його у бак 32. А поршФіг.2 Перетин А-А ГГІ; нева порожнина 33 (Фіг.5) через канал 4 у заглушці Фіг.3 Перетин Б-Б ГГІ; 3 з'єднана з управляючим дволінійним розподільФіг.4 Схема підключення ГГІ; ником 28 зворотнім клапаном 34, рукавом високого Фіг.5 Положення елементів у момент підвитиску 29 та гідронасосом 35, що разом із з'єднаним щення тиску у свердловині; з ним запобіжним клапаном 36, відведені у бак 32. Фіг.6 Положення елементів після здійснення Що стосується системи (А) то до неї входить: розрядки свердловини; ЕОМ 37 яка постачена разом з необхідним для Фіг.7 Положення елементів після розрядки розрахунків програмним продуктом. Входи і вихосвердловини, при наявності фіксатора, що обмеди ЕОМ 37 підключені до: жує переміщення втулки. 38 - перетворювача (який може бути у вигляді Гирловий генератор імпульсів (ГГІ), у перевацифрового манометра, замість ланцюгажному варіанті виконання, виконаний у вигляді перетворювач 38 і манометр 15); корпусу 1, наприклад, циліндричного, до однієї із 39 - перетворювач/виконавчий механізм для сторін котрого прикріплений гідроциліндр 2 з зауправління гідронасосом 35 та двоходовим розпоглушкою 3, в якій виконано канал 4. дільником 30; Гідроциліндр 2, прикріплюється до корпуса 1 40 - перетворювач/виконавчий механізм для ГГІ заглушкою 5, в якій розташований шток 6. На управління керованим зворотнім клапаном 34 та один кінець штока 5 насаджений поршень 7, а на дволінійним розподільником 28; інший кінець, що виконаний у вигляді об'ємної по41 - перетворювач/виконавчий механізм для верхні, наприклад, сфери 8, прикріплено плунжер управління насосним агрегатом (42). 9, таким чином, що між заглушкою 5 і плунжером 9 До штокової порожнини гідроциліндра приєдутворюється вакуумна камера 10. наний гідроакумулятор (або гідроакумулятори) 43. Для запобігання вириванню чи від'єднанню Приєднати його можна як до патрубка 27 штока 6 гідроциліндра від плунжера 9, об'ємна (Фіг.5) чи безпосередньо до корпусу через канал поверхня закріплена упорним кільцем 11 та півкі44 (Фіг.6). 11 75207 12 Опишемо роботу гирлового генератора імпупереміщує плунжер 9 у робоче положення, при льсів (ГГІ) 25 (Фіг.1) на прикладі одного циклу його якому збільшується об'єм вакуумної порожнини 10 роботи. - плунжер 9 ущільнюючим кінцем (заглушкою) 19 ГГІ 25 (Фіг.1) розміщають на усті свердловини, заходить у втулку 17. Таке положення плунжера а саме на обсадній колоні або на її бічному відвогерметизує отвори 20 (Фіг.2) камери розрядки 21, а ді, що заповнений рідиною. значить і обсадну колону або її бічний відвід Налаштовують ГГІ, а саме його плунжер 9 на (Фіг.5). необхідний (розрахунковий) тиск спрацьовування При величині тиску в усті, у момент максима(необхідний період та кількість циклів роботи), нального стискання рідини, Рнад>Ргідр/2, переключаприклад, який співпадає з тиском спрацьовування ється розподільник 30 керуючим сигналом від клапана насосного агрегату (42, (Фіг.4)) таким чиЕОМ 37, при цьому підвищується тиск в штоковій ном: порожнині 26 гідроциліндра 2, а в гідроакумуляторі 1. Підчас нагнітання насосним агрегатом 42 в 43 накопичується рідина, тоді як у вакуумній пороНКТ тиску до, наприклад, 10 кПа, манометром 15 жнині 10 створюється додаткове зусилля тим сазнімають тиск, а перетворювачем 38 перетворюмим підвищуючи швидкість спрацьовування плунють у доступну форму (у вигляді цифрових даних) жера 9. Далі відбувається відкриття дволінійного та направляють до ЕОМ 37. Слід відмітити, що розподільника 28 подачею керуючого сигналу від замість манометра 15 і перетворювача 38 може ЕОМ 37, при цьому із поршневої порожнини 33 бути цифровий манометр (непоказаний). В цей же рідина різко витікає (спрямовується) в бак 32 чечас, у відповідності до знятих даних тиску, розрарез дволінійний розподільник 28, рукава високого ховується (підбирається) тиск при якому спрацьотиску 29, двоходовий розподільник 30 та фільтр вує ГГІ для створення гідроудару, що руйнує ко31. Після чого конструктивно з'єднані поршень 7 із льматант, очищаючи ПЗП і, в якійсь мірі, колектор, плунжером 9 під дією розтискного зусилля пружиі створює в ньому тріщини. ни 16, свердловинного тиску, а також від зусилля Величину тиску спрацьовування ГГІ підбиравакуумної порожнини 10 та від того, що штокова ють виходячи з того, що: порожнина 26 разом із гідроакумулятором 43 зна- частота власних коливань стовбура свердлоходиться під максимальним робочим тиском - різко винної рідини визначається надлишковим тиском переміщується на деяку відстань (фіг.6) відкривана усті (Рнад), глибиною свердловини (L), модулем ючи на невеликий проміжок часу свердловину. При пружності рідини (Е); цьому рідина з великою швидкістю почне перемі- значення депресії в привибійній зоні свердщуватись в утвореному зазорі між плунжером 9 і ловинної рідини (Р) визначається величиною надвтулкою 17 у камеру розрядки 21 (через отвори 20, лишкового тиску на усті (Рнад): фіг.2) звідки вона направляється до зливної ємноP=2Pнaд; сті (непоказана). - при величенні надлишкового тиску на усті Втулка 17 під дією зусилля пружини і гідравліPнaд>Ргідр/2 (де Ргідр - гідростатичний тиск) в привичного тиску в свердловині також переміститься на бійній зоні, при розвантаженні (спрацьовуванні ГГІ) деяку величину (що забезпечується конструкцією) устя, величина депресії досягає величини гідросі різко зістикується з плунжером 9, а саме з його татичного тиску (Ргідр), що тим самим спричиняє ущільнювачем 19. Різке перекриття потоку рідини утворення розриву суцільності потоку рідини та зі свердловини викликає зворотний гідроудар, що розвантаження свердловини. буде поширюватися в свердловину і гідростатичТому можна з впевненістю сказати, що ефекним імпульсом буде впливати на привибійну зону. тивність впливу ГГІ залежить від величини надлиДругий режим роботи ГГІ (Фіг.7), 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) 2. Розраховуються ЕОМ 37 всі сказані раніш на відстань на яку дозволяє переміститись конспараметри, наприклад, тиск, період та кількість труктивне виконання гідроциліндра 2, а переміциклів спрацьовування плунжера. щення втулки 17 обмежується фіксатором 24 3. Керуючим сигналом від ЕОМ 37, що податобто забезпечується постійний відкритий зв'язок ється на перетворювач/виконавчий механізм 39 свердловини з камерою розрядки 21 і зливною для управління гідронасосом 35 та двоходовим ємністю (не показана). У затрубному просторі розподільником 30 і на перетворювач/виконавчий створюється хвиля пониженого тиску. При досягмеханізм 40 для управління керованим зворотнім ненні хвилі пониженого тиску вибою, тиск рідини клапаном 34, що зв'язаний із дволінійним розподіна вибої виявляється нижче тиску пароутворення льником 28, плунжер 9 приводять у робоче полоробочої рідини тому у цьому місці починається ження (налаштовують на необхідний тиск спрапароутворення: 3 рідини виділяються бульбашки цьовування). При цьому гідронасос 35 через пари, слідом за якими відбувається порушення двоходовий розподільник 30, рукава високого тиссуцільності потоку рідини. ку 29 та керований зворотній клапан 34 нагнітає Виникаючі імпульси тисків розкривають прирідину через канал 4 у поршневу порожнину 33 родні колектора й сприяють виникненню нових гідроциліндра 2, при цьому дволінійний розподільтріщин, які мають підвищену гідропровідність, що ник 28 у закритому положенні. Рідина виштовхує дозволяє піддавати ударним навантаженням поршень гідроциліндра 7 разом з закріпленим на більш віддалені від вибою ділянки пласта. ньому штоком 6, який переміщуючись у заглушці 5 13 75207 14 Накладаючись один на одну ударні хвилі фоПружна енергія передається безпосередньо з рмують у пористому середовищі привибійної зони устя свердловини до ПЗП, по стовбурі бурової свердловини (на вибої) нерівномірне поле тиску, рідини, що є хвильовим каналом з низьким поглипід впливом якого відбувається очищення пор від нанням. Внаслідок цього відсутня необхідність у осаду, розширення й закріплення тріщин. спуско-підйомних операціях, а глибина розташуЗавдяки наявності рідини в порах свердловини вання ПЗП, що підлягають стимуляції, як і кут ната створення керованого імпульсно-депресивного хилу свердловини, значення не мають. навантаження на свердловину, яке змінне як у часі Приведена конструкція і її графічні матеріали так і по величині (з різним нагнітаючим тиском) не є вичерпними, а надані лише для детального виникають (ефективні) механічні зрушення (можна ознайомлення з пристроєм та його роботою і не сказати заданої величини) в пористому середовиявляються обмежуючими. Можлива модернізація щі, які поширюються в привибійній зоні пласта пристрою, яка, проте, не буде виходити за об'єм приводячи до розщільнення кальматуючого матезаявлених домагань, відображена у описі, формулі ріалу і глинистих включень, від стінок порових ката графічних матеріалах. налів, тим самим відокремлюючи забруднюючі їхні Література: частки, котрі внесені в пори як на стадії буріння 1. Кудинов В.Й., Сучков Б.М. Методы повышесвердловини (частки бурового розчину), так і на ния производительности скважин. Самара, 1996. стадії експлуатації свердловини (глушінні сверд2. Устройство УСМД2-114 для создания мноловини й інших операцій). гократных высоких давлений на пласт. ТехничесЗауважимо, що підчас роботи стежать за наякое описание и инструкция к эксплуатации. СКТБ вністю зважених часток у рідкому середовищі, що "НЕДРА", г. Ивано-Франковск, 1988. витягається зі свердловини. 3. Дыбленко В.П.и др. Повышение продуктивВиконання ГГІ з сукупністю суттєвих ознак, що ности й реанимация скважин с применением вибвказані раніш, дозволяє створювати резонансні роволнового воздействия. М., "Недра", 2000 г. коливання стовпа рідини в свердловині, що дозво4. Устройство для воздействия на призабойляє при відносно невеликих витратах енергії збуную зону скважин. Бурнашов Л.Д., Шмырин В.Г. АС джувати досить інтенсивні низькочастотні коли1 615 341. МКИ Е21В43/25. БИ 1990. вання в ПЗП свердловини. 5. Андре Арго. Математика для радиоинженеЧастота власних коливань стовбура рідини в ров. М. Наука. 1965. свердловині глибиною від 1 до 5км знаходиться в 6. Кузнецов О.Л., Ефимова С.А. Применение межах 0,4-0,05Гц, що дає можливість робити знаультразвука в нефтяной промышленности. М. коперемінну імпульсну обробку ПЗП свердловини "Недра". 1983. тим самим забезпечувати відновлення гідродина7. Вакина В.В., Денисенко И.Д., Столяров А.Л. мічного зв'язку свердловини з продуктивним шаМашиностроительная гидравлика. К., 1987. ром і впливати на шар у цілому на відстанях від 8. Балашканд М.И., Чен О.Л., Шевелев В.А. десятків до сотень метрів від ПЗП оброблюваної Невзрывные источники импульсных воздействий в свердловини. геофизике // НТВ «Каратажник». Тверь: Изд АИС. 2003. Вып.106. С.200-213. 15 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 75207 Підписне 16 Тираж 26 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