вибратор для виброволновой обработки продуктивных пластов и фильтров скважин

Формула изобретения

1. Вибратор для виброволновой обработки продуктивных пластов и фильтров скважин, включающий кавитационный генератор колебаний давления жидкости, выполненный в виде трубки Вентури с диффузором, угол раскрытия которого более 15°, входным соплом и переходной кромкой между ними, и ствол, диаметр внутреннего канала которого превышает диаметр входного сопла кавитационного генератора не менее чем в 4 раза, отличающийся тем, что переходная кромка выполнена по радиусу, не превышающему 200 мкм.

2. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что диаметр внутреннего канала ствола превышает диаметр внутреннего канала входного сопла генератора колебаний не более чем в 4,2 раза.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к импульсной обработке продуктивных пластов и фильтров скважин.

Известен вибратор для виброволновой обработки продуктивных пластов и фильтров скважин, включающий кавитационный генератор колебаний давления жидкости, выполненный в виде трубки Вентури с диффузором, угол раскрытия которого более 15°, входньм соплом и переходной кромкой между ними, и ствол, диаметр внутреннего канала которого превышает диаметр входного сопла кавитационного генератора не менее чем в 4 раза.

Эффективность применения вибратора достигается за счет импульсного воздействия потоком жидкости на фильтр и околоствольную зону продуктивного пласта.

Однако испытания этих устройств показали, что вибраторы неработоспособны при выполнении переходной кромки притупленной (так как в этом случае импульсы давления практически отсутствуют) или обладают низкой эффективностью при выполнении переходной кромки по радиусу, большему 200 мкм (ввиду низких значений амплитуд колебаний давления).

Технический результат, на достижение которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении надежности и эффективности виброволновой обработки продуктивных пластов и фильтров скважин при их реанимации.

Указанный результат достигается тем, что у вибратора для виброволновой обработки продуктивных пластов и фильтров скважин, включающего кавитационный генератор колебаний давления жидкости, выполненный в виде трубки Вентури с диффузором, угол раскрытия которого более 15°, входным соплом и переходной кромкой между ними, и ствол, диаметр внутреннего канала которого превышает диаметр входного сопла кавитационного генератора не менее чем в 4 раза, переходная кромка выполнена по радиусу, не превышающему 200 мкм.

Указанный результат достигается также тем, что диаметр внутреннего канала ствола превышает диаметр внутреннего канала входного сопла генератора колебаний не более чем в 4,2 раза.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство в разрезе, на фиг.2 - вид на переходную кромку.

Вибратор для виброволновой обработки продуктивных пластов и фильтров скважин включает кавитационный генератор колебаний давления жидкости, выполненный в виде трубки Вентури с диффузором 1, угол раскрытия которого более 15°, входным соплом 2 и переходной кромкой 3 между ними, и ствол 4, диаметр внутреннего канала Dств которого превышает диаметр входного сопла dкр кавитационного генератора не менее чем в 4 раза. Переходная кромка 3 выполнена по радиусу, не превышающему 200 мкм.

Диаметр внутреннего канала ствола превышает диаметр внутреннего канала входного сопла генератора колебаний не более чем в 4,2 раза. Для подвода жидкости служит подводящий трубопровод 5.

Работает устройство следующим образом.

Поступающий из подводящего трубопровода 5 во входное сопло 2 рабочий агент вследствие высокой скорости отходит от стенок входного сопла, образуя кольцевую каверну. При соблюдении заданных соотношений подпорного давления и давления перед входным соплом 2 и благодаря выполнению по радиусу, меньшему 200 мкм переходной кромки 3 между входным соплом 2 и диффузором 1, происходит отрыв хвостовой части каверны. Возникает режим периодически срывной кавитации. В этом случае хвостовая часть каверны, образованной в критическом сечении (диаметром dкр) входного сопла 2, сползает по стенке диффузора 1 в ствол 4, где концентрируется в центре потока в виде тора и схлопывается. При этом давление в месте схлопывания каверны достигает четырехкратного значения давления перед входным соплом. Амплитуда давления выходящего из вибратора потока зависит от внутреннего диаметра ствола.

Далее процесс повторяется.

Экспериментально установлено, что максимальное значение амплитуд колебаний давления жидкости соответствует диапазону соотношений Этим значениям соответствует и максимальная эффективность обработки фильтра и приствольной зоны продуктивного пласта. При больших значениях необходимо увеличивать время обработки.

При выполнении переходной кромки притупленной происходит перетекание хвостовой части кольцевой каверны через кромку. При значениях радиуса переходной кромки, больших 200 мкм, также нет резкого отрыва хвостовой части кольцевой каверны, вследствие чего амплитуды колебаний давления высоких значений не достигают.

При больших значениях превышения диаметра внутреннего канала ствола над диаметром внутреннего канала входного сопла генератора колебаний давления амплитуды импульсов давления выходящего из вибратора потока существенно снижаются. Это приводит к уменьшению эффективности и необходимости увеличения времени обработки фильтра и приствольного пространства продуктивного пласта. Установлено, что при значениях названного превышения 4÷4,2 достигается, при прочих равных условиях, максимальный эффект.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит повысить надежность и эффективность виброволновой обработки продуктивных пластов и фильтров скважин при их реанимации.