Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗАЛЕЖЬ

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вибросейсмическом ударном воздействии для повышения нефтеотдачи пластов.

Известна установка, содержащая забойный снаряд для нанесения ударов, расположенное в стволе скважины подъемное устройство, связанное с забойным снарядом, и наковальню, причем подъемное устройство выполнено в виде корпуса, в котором находятся поршень с проходным каналом, клапан и верхний ограничитель подъема поршня, при этом пространство между внешней поверхностью корпуса подъемного устройства и внутренней поверхностью скважины перекрыто пакером, а пространство над поршнем подъемного устройства имеет гидравлическую связь с всасывающей линией скважинного насоса (патент РФ №2164287, кл. Е 21 В 28/00, 43/25, 2001). Известное устройство, как показали экспериментальные стендовые испытания, имеет низкую надежность и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является установка для вибросейсмического воздействия, содержащая забойный снаряд для нанесения ударов, расположенное в стволе скважины подъемное устройство, связанное с забойным снарядом, и наковальню, причем подъемное устройство выполнено в виде корпуса, в котором находятся поршень с проходным каналом, клапан и верхний ограничитель подъема поршня, при этом клапан соединен с забойным снарядом посредством штока и является нижним ограничителем падения поршня, а забойный снаряд со штоком и клапаном служат для передачи энергии ударов падающего поршня на наковальню (патент РФ №2206729, кл. Е 21 В 43/25, 28/00, 2003). Известное устройство имеет низкую эффективность из-за ограничений при монтаже установки в скважине, связанных с большими габаритами штока и, соединенного с ним забойного снаряда. Как показали экспериментальные исследования, данное устройство имеет низкую эффективность из-за того, что клапан, имеющий угол конусности внешней поверхности, рычаги для создания дополнительного усилия, расцепляется с поршнем при повышенном усилии.

Задачей изобретения является повышение эффективности воздействия на залежь путем совершенствования устройства, которое позволит повысить работоспособность и межремонтный период.

Повышение эффективности в установке для вибросейсмического воздействия на залежь достигается тем, что забойный снаряд размещен в установленном с опорой на наковальню контейнере, соединенном с корпусом подъемного устройства, причем контейнер снабжен отверстиями для прохода жидкости, а дно контейнера является наковальней в одном из вариантов.

В варианте выполнения установки клапан соединен с забойным снарядом посредством трубы, причем внутренняя полость трубы может быть заполнена веществом, имеющим плотность выше, чем плотность скважинной жидкости. Это условие позволяет при ударах предотвратить изгибы и разрушения в элементах соединения забойного снаряда с клапаном и обеспечивает эффективную передачу энергии воздействия на пласт.

В другом варианте выполнения установки клапан снабжен сепаратором с шариками и толкателем, а нижняя часть поршня является седлом клапана. Это условие позволяет осуществить надежное сцепление и расцепление поршня с клапаном, при различных усилиях и противодавлениях, создаваемых на устройство в скважинных условиях.

Указанная совокупность отличительных признаков заявляемого изобретения дает возможность существенно увеличить работоспособность и межремонтный период устройства, что повышает эффективность воздействия.

На фиг.1 представлена схема установки для вибросейсмического воздействия на залежь контейнерного типа, на фиг.2 - вариант установки контейнерного типа с соединением клапана и забойного снаряда посредством трубы, на фиг.3 - вариант установки контейнерного типа с соединением клапана и забойного снаряда посредством трубы, заполненной веществом, имеющим плотность выше, чем плотность скважинной жидкости, на фиг.4 - схема захвата клапана и поршня установки.

Установка для вибросейсмического воздействия на залежь контейнерного типа (см. фиг.1) содержит забойный снаряд 1 для нанесения ударов, расположенное в стволе скважины 2 подъемное устройство 3, связанное с забойным снарядом 1, и наковальню 4. Подъемное устройство 3 выполнено в виде корпуса 5, в котором находятся поршень 6 с проходным каналом 7, клапан 8 и верхний ограничитель 9 подъема поршня 6. Корпус 5 подъемного устройства 3 соединен с контейнером 13, который снабжен отверстиями 17 для прохода жидкости. Клапан 8 соединен с забойным снарядом 1 посредством штока 10 и является нижним ограничителем падения поршня 6, а забойный снаряд 1 со штоком 10 и клапаном 8 служат для передачи энергии ударов падающего поршня 6 на наковальню 4. Наковальня 4 является дном контейнера 13 и соединена с помощью элемента 11 (например, цементного моста) с пластом 12. Пространство между внешней поверхностью корпуса 5 подъемного устройства 3 и внутренней поверхностью скважины 2 перекрыто пакером 14. В скважине 2 над подъемным устройством 3 расположен погружной насос 16.

На фиг.2 представлена схема установки контейнерного типа с соединением клапана и забойного снаряда посредством трубы 15, которая может быть заполнена веществом, имеющим плотность выше, чем плотность скважинной жидкости (см. фиг.3).

На фиг.4 представлена схема захвата клапана 8 и поршня 6. Нижняя часть поршня 6 состоит из проставка 18, в котором встроены седло 19 и узел манжетного уплотнения 20. Клапан 8 состоит из корпуса 21, в котором при помощи наконечника 6 и пружин 23, 24 установлены сепаратор 25 с тремя шариками 26 и толкатель 27.

Установка для вибросейсмического воздействия на залежь работает следующим образом.

Подъем забойного снаряда 1 осуществляется путем использования скважинной среды, добываемой из скважины 2 на поверхность при помощи погружного насоса 16. Скважинная среда поступает в установку через отверстия 17 контейнера 13 (см. фиг.1, 2, 3).

Так как пространство между внешней поверхностью корпуса 5 подъемного устройства 3 и внутренней поверхностью скважины 2 перекрыто пакером 14, то над поршнем 6, имеющем гидравлическую связь со всасывающей линией погружного насоса 16, создается разрежение. Клапан 8 прижимается давлением скважинной жидкости к поршню 6 и перекрывает проходной канал 7. Поршень 6 с клапаном 8 под воздействием скважинной среды начинает двигаться вверх и поднимает забойный снаряд 1, соединенный с клапаном 8 через шток 10 (см. фиг.1) или через трубу 15 (см. фиг.2, 3).

При подъеме поршня 6 с забойным снарядом 1 до крайнего верхнего положения происходит расцепление захвата поршня 6 с клапаном 8 из-за того, что толкатель 27 упирается в верхний ограничитель 9 и в момент достижения усилия 30-35 кГс, толкатель 27 сжимается, преодолевая усилие пружины 24. При перемещении толкателя 27 относительно сепаратора 25, расстоянием 10 мм, что соответствует усилию 40-55 кГс, шарики 26 проваливаются в верхнюю канавку толкателя 27 (см. фиг.4), освобождая клапан 8 от поршня 6 и происходит падение забойного снаряда 1 на наковальню 4. Поршень 6 падает вниз вслед за компоновкой, включающей в себя забойный снаряд 1, шток 10 или, в зависимости от варианта установки, трубу 15 и клапан 8. В этот момент седло 19 заходит на шарики 26 и отжимает сепаратор 25, преодолевая усилие пружины 23 (8-14 кГс). Шарики проваливаются в нижнюю канавку толкателя 27, обеспечивая посадку манжеты 20 на уплотнительный поясок корпуса 21, а сепаратор под действием усилия пружины 23 возвращает шарики 26 в исходное положение (см. фиг.4). Скважинная продукция при этом свободно протекает через проходной канал 7 вверх. После нанесения удара по наковальне 4 и пласту 12 забойным снарядом 1 поршень 6 падает на клапан 8. При этом поршень наносит дополнительный удар по пласту 12 через клапан 8, шток 10 или в зависимости от варианта установки трубу 15, забойный снаряд 1, наковальню 4, являющейся дном контейнера 13 и жестко связанный с пластом элемент 11. Проходной канал 7 при этом перекрывается. Затем под давлением скважинной жидкости поршень 6 и клапан 8 движутся вверх, поднимая за шток 10 или, в зависимости от варианта установки трубу 15, забойный снаряд 1 до крайнего верхнего положения и т.д.

Такие повторяющиеся циклы подъема, падения и нанесения ударов забойным снарядом 1 и поршнем 6 позволяют поддерживать в пласте 12 высокие частоту и энергию ударов за счет высокой скорости падения забойного снаряда 1. Колебательные процессы в пласте способствуют снижению обводненности добываемой нефти и повышению конечной нефтеотдачи. При этом добыча нефти из скважины 2 во время осуществления воздействия на залежь не прекращается.

Установка с размещением забойного снаряда 1 в контейнере 13 (см. фиг.1) позволяет упростить монтаж установки в скважину.

В варианте установки, в которой клапан соединен с забойным снарядом посредством трубы 15, которая может быть заполнена веществом, имеющим плотность выше, чем плотность скважинной жидкости (см. фиг.3), позволяет при ударах предотвратить изгибы и разрушения в элементах соединения забойного снаряда с клапаном и обеспечивает эффективную передачу энергии воздействия на пласт.

В варианте выполнения установки, в которой клапан 8 снабжен сепаратором 25 с шариками 26 и толкателем 27, а нижняя часть поршня 6 является седлом клапана 8. Это условие позволяет осуществить надежное сцепление и расцепление поршня 6 с клапаном 8, при различных усилиях и противодавлениях, создаваемых на устройство в скважинных условиях.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет существенно повысить надежность и расширить функциональные возможности вибросейсмического воздействия на залежь по сравнению с известными изобретениями.