Скважинный сейсмический пульсатор с независимым гидроуправлением Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 622.235

Е.Н. Чередников, А.В. Савченко ИГД СО РАН, Новосибирск

СКВАЖИННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПУЛЬСАТОР С НЕЗАВИСИМЫМ ГИДРОУПРАВЛЕНИЕМ

E.N. Cherednikov, A.V. Savchenko

Institute of Mining SB RAS, Novosibirsk, 2009

Krasniy prospect 54, Novosibirsk, 630091, Russian Federation

THE BOREHOLED SEISMIC PULSATOR WITH AN INDEPENDENT HYDROMANAGEMENT

The design of a modular type pulsator with the raised technical characteristics has been developed. The way of control by a seismic pulsator work without mechanical communication with a drive is offered.

Известны ударно-сейсмические системы для воздействия на продуктивные пласты скважинными гидравлическими пульсаторами с приводами от поверхностных станков-качалок, основанные на двух принципах управления работой генераторов: работающих в зависимости от положения плунжера и имеющих механическую связь с приводом и в зависимости от перепада давления в камерах, т.е. с гидравлическим приводом.

Для механических систем характерны следующие недостатки:

- Повышенные динамические нагрузки на корпус и привод устройства;

- Необходимость высокой точности настройки оборудования;

- Ограниченная глубина установки (для штанговых насосов до 1400

м).

Особый интерес представляют системы с гидравлической схемой управления, которые в принципе лишены ряда приведенных выше характерных для механических недостатков и обладают особыми достоинствами.

Разработанный генератор импульсов давления выполнен в отдельном блоке, который присоединяется посредством переходника 21 к штанговому насосу со стороны подплунжерной камеры через любую гидравлическую трубопроводную либо шланговую систему и посредством переходника 22 - к системе передачи ударных импульсов в пласт.

Генератор импульсов давления (рис. 1) включает цилиндр 1 с гидравлическими каналами 2, 3 и 4, окнами 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11 на боковой поверхности и внутренними перегородками 12 и 13. Внутри цилиндра 1 размещен с возможностью осевого перемещения ступенчатый распределитель, выполненный в виде двухступенчатого золотника 14 с гидравлическим каналом 15, проточкой 16 на боковой поверхности, окном 17

в зоне проточки 16 и штоком 18 на верхней ступени. В верхней части цилиндра 1 установлен нагнетательный клапан 19, а в нижней его части -перепускной клапан 20. Нагнетательный клапан 19 установлен между штоком 18 и перегородкой 12 в верхней части цилиндра 1, а перепускной клапан 20 -между перегородкой 13 в нижней части цилиндра 1 и нижним торцом

генератора.

Предлагаемый генератор импульсов давления работает следующим образом.

Собранную систему опускают в обсаженную скважину на требуемую глубину на насосно-компрессорных трубах (НКТ). Заполняют скважину и НКТ жидкостью.

В исходном состоянии плунжер штангового глубинного насоса (ШГН) находится в нижнем положении. Давление в подплунжерной камере ШГН и связанной с ней через окна 5, 8, 17 и каналы 2, 15 полости 23, образованной нижним торцом распределителя 14 и перегородкой 13 цилиндра 1, равно Рнкг. Давление в остальных (24, 25, 26, 27) полостях генератора равно Рз, клапаны 19 и 20 закрыты. Так как Рнкт> Pз, то распределитель 14 находится в поднятом положении.

При подъеме плунжера ШГН от привода через насосные штанги нагнетательный клапан насоса закрывается давлением столба жидкости в НКТ и в подплунжерном объеме ШГН и, соответственно, полости 23 генератора создается разряжение, при этом распределитель 14 перемещается вниз, открывая окно 9. Находящееся ранее под давлением Рз жидкость из камер 25, 26, 27 через окна 7, 11, 10, 9, 8, 5 и клапан 20 перетекает в подплунжерную камеру ШГН. Скважинная жидкость отсечена верхним клапаном 19 и внутри полости генератора создается разряжение. Это процесс Рис. 1 Схема генератора продолжается до прихода плунжера ШГН в

крайнее верхнее положение.

При движении плунжера ШГН вниз жидкость, находящаяся под плунжером, сжимается, открывая нагнетательный клапан насоса, а перепускной клапан 20 закрывается. Одновременно жидкость под давлением, большим Рнкт, поступает в камеру 23, обеспечивая перемещение вверх распределителя 14, который штоком 18 открывает нагнетательный клапан 19 генератора, обеспечивая резкое поступление потока жидкости из межтрубного пространства через окна 6, 7, 11 и канал 3 в

полость 27 генератора, образованную нижней частью цилиндра 1 и торцом системы излучателя.

В этой полости происходит остановка потока жидкости, т.е. явление гидравлического удара, резкое повышение давления, создающее силу, действующую на нефтяной пласт через излучатель.

Источник состоит более чем на 90% из деталей, применяемых в серийно выпускаемых штанговых насосах.

Использование предлагаемого генератора импульсов давления, выполненного в виде блока, присоединяемого к любого вида погружному штанговому насосу и излучателю, обеспечит следующие преимущества:

- Исключение сложного процесса настройки оборудования при его монтаже и запуске;

- Исключение динамических воздействий от явлений гидроудара на насосные штанги и привод;

- Сокращение длины комплекта рабочего оборудования;

- Существенное повышение надежности и долговечности комплекта оборудования с учетом использования стандартных деталей и узлов;

- Возможность увеличения глубины спуска устройства (генератора пульсатора) в скважину, что особенно важно для глубокозалегающих пластов.

По материалам разработки подана заявка на полезную модель № 2008125446.

© Е.Н. Чередников, А.В. Савченко, 2009