1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28720
(51) E21B 43/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1103.1
(22) 20.08.2013
(45) 15.07.2014, бюл. №7
(72) Сушко Сергей Михайлович; Бегун Анатолий
Данилович; Повелицын Владимир Михайлович;
Асанов Нуркелды Сатыбалдыулы; Латыпов Авис
Самигуллинович; Омиргали Арманбек Касымулы
(73) Акционерное общество "Волковгеология"
(56) Инновационный патент KZ25885, кл.Е21В
43/00, 16.07.2012, бюл.№7
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ
ГИДРОИМПУЛЬСОВ И СПОСОБ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ
ПЛАСТА
(57) Изобретение относится к области добычи
жидких и газообразных полезных ископаемых.
Техническим результатом изобретения является
повышение эффективности восстановления
продуктивности пласта.
Для этого с целью реализации способа
восстановления, продуктивности пласта используют
устройство для формирования гидроимпульсов,
содержащее установленный на поверхности
гидроударник с трубопроводами подвода и отвода
рабочей жидкости, имеющий опоры, в котором
клапанный узел выполнен в виде легкозаменяемого
элемента со сменными пружинами различной
жесткости, а молоток гидроимпульсатора
установлен с возможностью безударной остановки и
возврата в исходное положение под воздействием
концентрично расположенных пружин на
крестообразной опоре, установленной с
возможностью взаимодействия с верхним торцом
втулки трубопровода отвода рабочей жидкости,
которая выполнена с конусообразным входным
каналом и установлена с возможностью только
продольного перемещения относительно корпуса
посредством клиновой, винтовой или канатно-
натяжной системы.
(19)KZ(13)A4(11)28720
2. 28720
2
Изобретение относится к области добычи
жидких и газообразных полезных ископаемых из
недр земли.
Известно устройство для восстановления
продуктивности пласта (Справочная книга по
добыче нефти. - М.: Недра, 1974, фиг.X. 10),
включающее гидроакустический излучатель,
опускаемый до пласта на колонне труб,
соединенной с насосом.
Основным недостатком известного устройства
является ограничение области применения и
мощности гидроакустического излучателя при
наличии скважин малого диаметра и большой их
глубины, а также ввиду отсутствия возможности
оперативного изменения регулировки рабочих
параметров излучателя.
Известно устройство для формирования
гидроимпульсов (Инновационный патент №25885,
кл. Е21В 43/00, опубл. 16.07.2012г. Бюл. №7),
содержащий установленный на поверхности
гидроударник с трубопроводами подвода и отвода
рабочей жидкости и источник рабочей жидкости.
Основным недостатком известного устройства
является то обстоятельство, что в нем отсутствует
возможность оперативного регулирования величины
поджатия возвратных пружин, а также наблюдается
пескование внутренней полости гидроударника, что
исключает возможность использования энергии
жидкости, изливающейся из скважины.
Известен способ восстановления продуктивности
пласта (Инновационный патент №25885, кл. Е21В
43/00, опубл. 16.07.2012г., бюл. №7), включающий
воздействие па пласт удвоенным числом
гидроимпульсов, создаваемых поверхностным
гидроударником, имеющим насосный привод.
Основным недостатком известного способа
является то обстоятельство, что при его реализации
энергия обратного потока жидкости из скважины не
используется, а при наличии самоизлива из
скважины увеличиваются затраты энергии на
привод насоса. Кроме того, не имеется возможности
оперативного изменения режима работы
гидроударника.
Задачей группы изобретений является
повышение эффективности восстановления
продуктивности пласта за счет использования
энергии изливающейся из скважины жидкости для
создания дополнительных гидроимпульсов,
формируемых на поверхности и передаваемых в
пласт через ноток жидкости.
Для этого, с целью реализации способа
восстановления продуктивности пласта, используют
устройство для формирования гидроимпульсов,
содержащее установленный на поверхности
гидроударник с трубопроводами подвода и отвода
рабочей жидкости, имеющий опоры, в котором
клапанный узел выполнен в виде легкозаменяемого
элемента со сменными пружинами различной
жесткости, а молоток гидроударника установлен с
возможностью безударной остановки и возврата в
исходное положение под воздействием
концентрично расположенных пружин на
крестообразной опоре, установленной с
возможностью взаимодействия с верхним торцом
втулки трубопровода отвода рабочей жидкости,
которая выполнена с конусообразным входным
каналом и установлена с возможностыо только
продольного перемещения относительно корпуса
посредством клиновой, винтовой или канатно-
натяжной конструкции.
В частном случае исполнения винтовая
конструкция регулировки поджатая пружин молотка
выполнена в виде проходной гайки, имеющей две
резьбы противоположной нарезки, одна из которых
взаимодействует с резьбой корпуса, а другая - с
наружной резьбой упомянутой втулки.
Изобретение поясняется графическими
материалами, где на фиг.1 представлена
конструкция гидроударника с резьбовой
регулировкой поджатая пружины молотка; на фиг.2
- конструкция клиновой регулировки поджатая
пружины молотка; на фиг.3 - конструкция канатно-
натяжной конструкции поджатая пружины молотка;
на фиг.4 - схема монтажа устройства при освоении
самоизливающихся скважин.
Гидроударник 1 устройства для формирования
гидроимпульсов (фиг.1), располагается на опоре 2,
укрепленной на корпусе 3 молотка 4, опирающегося
на пружины 5, установленные на крестообразной
опоре 6, имеющей центрирующее кольцо 7 для
хвостовика молотка 4. Опора 6 имеет продольные
пазы 8 и опирается о верхний торец втулки 9
отводного трубопровода 10. Втулка 9 имеет
конусообразный входной канал, а на нижнем конце
имеет наружную резьбу 11 для взаимодействия с
внутренней резьбой 12 проходной гайки 13,
имеющей ступенчатую конструкцию и вторую
внутреннюю резьбу 14, направление нарезки
которой противоположно таковой резьбы 12.
Внутренняя резьба 14 взаимодействует с наружной
резьбой 15 корпуса 3. Втулка 9 имеет на наружной
поверхности продольный паз 16, в который
утапливается фиксатор 17, предотвращающий
проворачивание втулки 9. Проходная гайка 13 имеет
рукоятки 18, а нижний конец втулки 9 имеет
соединительные элементы с отводным
трубопроводом.
На верхнем конце корпуса 3 имеются ответные
элементы быстросъемного соединения
(поворотного, резьбового, натяжного типа).
Молоток 4 имеет седло 19, продольные пазы 20, а с
нижнего торца - опорные уступы 21 для пружин 5.
Клапанных узлов 22 может быть подготовлено
несколько в зависимости от ожидаемого дебита
жидкости. Клапанный узел 22 состоит из корпуса
23, имеющего по торцам ответные элементы
быстросъемных соединений (повторного резьбового
натяжного и т.п.). Клапан 24 может быть с поршнем
увеличенного диаметра 25 или уменьшенного
диаметра 26 поршнем. Соответственно, имеются
сменные цилиндры 27 и 28. В гидроударнике 1
принята трубчатая конструкция клапана 24,
имеющая 3 верхнее 29 и нижнее 30 кольца, между
которыми расположена возвратная пружина 31,
охватывающая втулку 32, ограничивающую ход
клапана 24, а пружинное кольцо 33 фиксирует
3. 28720
3
верхнее кольцо 29. Крышка 34 клапанной коробки
имеет снизу ответные элементы быстросъемного
соединения и элементы для соединения с
трубопроводом 35 подвода рабочей жидкости. В
случае использования клинового регулятора
поджатия пружин (фиг.2), на наружную резьбу 15
корпуса 3 навинчивается опорный элемент 36 с
прорезями 37 для клина 38, имеющего ряд
отверстий 39 под фиксирующий стержень 40. При
использовании в конструкции устройства канатно-
натяжного регулятора поджатия пружин молотка
(фиг.3) на резьбу 15 корпуса 3 устройства
навинчивается трубчатый корпус 41, снабженный с
одной стороны барабаном 42, имеющим канат 43,
охватывающим снизу угольник 44 втулки 9, а
свободный конец 45 каната закреплен зажимом 46.
Барабан 42 имеет вал 47, на котором снаружи
трубчатого корпуса 41 закреплено колесо 48 с
храповыми гнездами 49, взаимодействующими с
поворотным грузовым фиксатором 50,
расположенным на оси 51 в прорези 52 трубчатого
корпуса 41. Для монтажа устройства формирования
гидроимпульсов (фиг.4) над устьем скважины 53 в
оголовок 54 эксплуатационной колонны 55 (в
дальнейшем ЭК) ввинчен сальник 56 с боковым
отводом 57 и центральным каналом для напорного
трубопровода 58 для подачи жидкости, омывающей
фильтр ЭК. На боковом отводе 57 имеется два крана
59 (типа открыто-закрыто), между которыми
расположен трубопровод сброса 60 с краном 59,
который соединен с транспортным средством или
сборной емкостью (не показанными на фиг.4).
Наружный из кранов 59 соединен посредством
гибкого шланга 61 с угольником 62 крышки 34
гидроударника 1, отводной трубопровод 10
которого имеет гибкий шланг 63 для сброса
обратного потока жидкости в транспортное средство
или сборную емкость. По мере установки
уплотнительного сальника 64 и поджатая его внутри
ЭК образуется кольцевой зазор 65, соединяющий
продуктивный пласт с поверхностью.
Эксплуатация устройства происходит
следующим образом при работе с напорной
системой подачи жидкости в соответствии с фиг.4.
При этом в ствол скважины подается вода или
сжатый воздух. В обоих случаях по кольцевому
зазору 65 поднимается жидкость или
газожидкостная смесь, которая поступает в
клапанный узел 22 гидроударника 1 (фиг.1 и 4). При
нижнем положении втулки 9 поток жидкости
свободно протекает между торцом седла молотка 19
и далее по продольным пазам 20 молотка и пазам
крестообразной опоры 6 поступает в
конусообразный канал втулки 9 и далее в отводной
трубопровод 10 и гибкий шланг 63. Воздействуя на
рукоятки 18 начинают вращать проходную гайку 13,
резьбы 12 и 14 которой взаимодействуя с резьбами
11 и 15 перемещают в верхнем направлении втулку
9, которая воздействуя на крестообразную опору 6,
начинает сжимать пружины 5. Последние
воздействуют на опорные уступы 21 молотка 4 и
осуществляют посадку седла 19 молотка на нижний
торец клапана 24, в результате чего происходит
явление гидроудара над седлом 19, гидроимпульс
которого через центральный канал клапана 24
возвращается по потоку жидкости в кольцевом
зазоре к фильтровой части эксплуатационной
колонны и воздействует на породы продуктивного
пласта, повышая его проницаемость.
Эффективность воздействия на пласт может быть
повышена, если при насосной подаче используется
устройство по прототипу, так как на пласт будет
воздействовать утроенное число гидроимпульсов.
Работа устройства при наличии только самоизлива
из скважины (фиг.4) будет идентичной
вышеописанному, только при малых дебитах будет
возникать необходимость в изменении величины
иоджатия возвратной пружины 31 клапана 24 или
изменения диаметра поршня путем замены
клапанного узла 22. Первоначально устанавливают
цилиндр 28 и поршень 25 (левая сторона фиг.1) при
наличии минимальном поджатии пружины 31, а по
мере увеличения дебита устанавливают цилиндр 27
и поршень 28 с увеличенным поджатием пружины
31 клапана 24 и одновременным увеличением
поджатия пружин 5 молотка 4 без разборки
гидроударника идентично описанному 5 выше. При
наличии на гидроимпульсаторе клинового
регулятора (фиг.2) иоджатия пружин 5 молотка 4
легкими ударами молотка перемещают клин 38
вправо до момента начала работы гидроударника и
фиксирующий стержень 40 устанавливают в одно из
отверстий 39 клина 38, расположенное наиболее
близко к наружной поверхности опорного элемента
36. При наличии канатно-натяжной конструкции
(фиг.3) поджатия пружин 5 производят вращение
колеса 48 через вал 47, вследствие чего вращается
барабан 42, на который наматывается канат 43,
вследствие чего угольник 44 с втулкой 9
перемещаются вверх. При этом выступы грузового
фиксатора 50 автоматически фиксируют положение
колеса 48, западая в храповые гнезда 49 колеса 48
под действием силы тяжести груза, расположенного
на противоположном конце рычага грузового
фиксатора, имеющего возможность вращения на оси
51.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для формирования
гидроимпульсов, содержащее установленный на
поверхности гидроударник, трубопроводы подвода
и отвода рабочей жидкости и опоры,
отличающееся тем, что клапанный узел
гидроударника выполнен в виде легкозаменяемого
элемента со сменными пружинами различной
жесткости, а молоток гидроударника установлен с
возможностью безударной остановки и возврата в
исходное положение под воздействием
концентрично расположенных пружин на
крестообразной опоре, установленной с
возможностью взаимодействия с верхним торцом
втулки трубопровода отвода рабочей жидкости,
которая выполнена с конусообразным входным
каналом и установлена с возможностью только
продольного перемещения относительно корпуса
4. 28720
4
посредством клиновой, винтовой или канатно-
натяжной системы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что
винтовая система регулировки поджатия пружин
молотка выполнена в виде проходной гайки,
имеющей две резьбы противоположной нарезки,
одна из которых взаимодействует с резьбой корпуса,
а другая -с наружной резьбой, упомянутой втулки.
3. Способ восстановления продуктивности
пласта, включающий передачу формируемых на
поверхности гидроимпульсов на пласт через прямой
поток жидкости, отличающееся тем, что
изливающуюся из скважины жидкость направляют в
гидроударник, а возникающие гидроимпульсы
возвращаются в пласт, по мере изменения расхода
жидкости из скважины осуществляют замену
клапанных узлов и величину поджатия пружин
молотка в соответствии с изменением упомянутого
расхода.
