многоимпульсный источник для воздействия на стенки жидкозаполненных скважин

Формула изобретения

Многоимпульсный источник для воздействия на стенки жидкозаполненных скважин, содержащий герметичные рабочие камеры, разделенные между собой клапанами, выполненными в виде цилиндров с окнами и дифференциальными поршнями в них, затворные устройства с фиксатором и двигателем в камере, отличающийся тем, что затворные устройства выполнены шариковыми, а каждая последующая камера содержит клапан с поршнем и фиксатор с пружиной, соединенный с дифференциальным поршнем, количество камер в источнике определяет количество импульсов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для возбуждения импульсов в скважинах, заполненных жидкостью, и может быть использовано при добыче нефти и газа для повышения отдачи скважин, а также для прикладной геофизики.

Известно устройство для создания импульса на пласт в скважине, содержащее цилиндр с окнами и дифференциальный поршень в нем. Стопорная втулка жестко связана с дифференциальным поршнем и стопорится на шариках, расположенных в пазах крышки и опирающихся на фиксатор. Последний связан через пружину с регулировочным винтом. Герметичная камера связана с цилиндром. В камере атмосферное давление. Источник перемещают в скважине с помощью троса (патент RU № 2133326, опуб. 20.07.1999).

Основным недостатком данного устройства является затрата большого времени на создание повторного импульса в скважине, связанное с возможностью создавать только один импульс за один спуск устройства в скважину.

Близким по конструкции и принципу работы является скважинный импульсный источник для воздействия на стенки скважины, включающий рабочие камеры, затворные устройства, промежуточную камеру, жестко соединенную с двумя цилиндрами, в которых выполнены окна. Скважинный источник снабжен двумя отражателями, дифференциальными поршнями, установленными в цилиндрах, и двигателем с двумя выходными валами, расположенным в промежуточной камере. Затворные устройства выполнены шариковыми. Выходные валы через муфты соединены с винтами, имеющими различное направление шага резьбы и связанными через фиксаторы с шариковыми затворными устройствами. Длина рабочих камер и расстояние между отражателями выбраны для обеспечения возможности возбуждения полуволны давления с отрицательным импульсом, воздействующей на призабойную зону скважины (патент RU № 2184207, опуб. 14.07.2000).

Основным недостатком данного устройства является длительный промежуток времени на создание повторного импульса в скважине, так как устройство создает только один импульс за один спуск устройства в скважину.

Задача изобретения - повышение дебита скважин при воздействии на продуктивный пласт серией импульсов.

Поставленная задача достигается тем, что многоимпульсный источник для воздействия на стенки жидкозаполненных скважин содержит герметичные рабочие камеры, разделенные между собой клапанами, выполненными в виде цилиндров с окнами и дифференциальными поршнями в них, затворные устройства с фиксатором и двигателем в камере. Затворные устройства выполнены шариковыми. Каждая последующая камера содержит клапан с поршнем и фиксатор с пружиной, соединенный с дифференциальным поршнем. Количество камер в источнике определяет количество импульсов.

На фиг.1 (верхняя часть) и фиг.2 (нижняя часть) представлен многоимпульсный источник для воздействия на стенки скважины, заполненной жидкостью.

Многоимпульсный источник для воздействия на стенки жидкозаполненных скважин (фиг.1) состоит из рабочих камер 1, с одной стороны соединенных с цилиндром 2, в стенках которого выполнены окна 3. В цилиндре расположен дифференциальный поршень 4 со стопорной втулкой 5. На стопорную втулку 5 опираются шарики 6 с возможностью перемещения в пазах крышки 7 первого клапана. В клапане шарики 6 опираются на фиксатор 8, приводимый в движение винтом 9, который соединен муфтой 10 с двигателем 11. В последующих клапанах (фиг.2) шарики 12 опираются на фиксатор 13, который имеет две рабочие поверхности: цилиндрическую и коническую. Когда клапан находится в застопоренном положении, шарики 12 опираются на цилиндрическую поверхность фиксатора 13. Фиксатор 13 прижат пружиной 14 к поршню 15 посредствам ограничительной шайбы 16 и гайки 17. С другой стороны пружина 14 опирается на шайбу 18, которая, в свою очередь, опирается на промежуточную крышку 19. Поршень 15 сообщен с предыдущей камерой. Фиксатор 13 с помощью шариков 12 и втулки 20 фиксирует дифференциальный поршень 21 в цилиндре 22, связанный с рабочей камерой 23. Рабочая камера 23 закрыта крышкой 24. Устройство через наконечник 25 и каротажный кабель 26 соединено с подъемником на поверхности скважины. Таких рабочих камер 23 с фиксирующим устройством и дифференциальным поршнем может быть N>1, где N - количество камер.

Устройство работает следующим образом.

Перед опусканием в скважину шарики 6 и 12 каждого клапана стопорят соответствующие стопорные втулки 5 и 20, связанные с ними дифференциальные поршни 4 и 21, которые перекрывают окна 3 цилиндров 2 и 22. При этом имеются рабочие камеры 1 и 23 с атмосферным давлением газа. Каждая последующая рабочая камера 23, которая может быть последней, соединена с предыдущей камерой, и также с помощью фиксирующего устройства и дифференциального поршня образует последующий источник импульсов. С помощью каротажного кабеля 26, присоединенного к наконечнику 25, устройство опускают внутрь скважины на глубину, где необходимо вырабатывать импульсы. После этого в скважину подают рабочую жидкость. Давление, определяемое гидростатическим давлением столба жидкости в скважине, и, при необходимости, дополнительным давлением от внешнего источника, через окна 3 действует на больший буртик дифференциального поршня 4, который через стопорную втулку 5 опирается на шарики 6 запорного устройства. На двигатель 11 первого клапана подают управляющий сигнал по каротажному кабелю 26. Двигатель 11 передает вращение через муфту 10 на винт 9. Винт 9 смещает в осевом направлении фиксатор 8, в результате происходит расфиксация стопорной втулки 5. Дифференциальный поршень 4 под действием давления среды перемещается по цилиндру 2, открывая окна 3. Среда соединяется с первой рабочей камерой 1. При заполнении рабочей камеры 1 в зоне, расположенной на уровне окон 3, резко падает давление и создается гидравлический импульс с отрицательным фронтом. Каждый последующий клапан срабатывает в результате воздействия жидкости, заполняющей вышерасположенную рабочую камеру 1, на фиксатор 13 через поршень 15. В результате этого фиксатор 13, преодолевая усилие пружины 14, перемещается в промежуточной крышке 19. При перемещении фиксатора 13 шарики 12 сходят с цилиндрической поверхности фиксатора, происходит расфиксация стопорной втулки 20, и дифференциальный поршень 21, под действием давления среды, перемещается по цилиндру 22, открывая окна 3 цилиндра 22. Происходит заполнение герметичной рабочей камеры 23, создавая повторный импульс на стенки скважины. Последняя рабочая камера 23 закрыта крышкой 24. Для повторения серии импульсов источник с помощью каротажного кабеля 26 поднимается на поверхность и дифференциальные поршни снова стопорятся на стопорной втулке. Устройство готово для обеспечения следующей серии импульсов.

Технический результат заключается в снижении затрат на создание повторного импульса за счет возможности создавать серию импульсов за один спуск устройства в скважину, повышая дебит скважины.