ИМПЛОЗИОННЫЙ ГИДРОГЕНЕРАТОР ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в оборудовании для восстановления/увеличения продуктивности добывающих и нагнетательных скважин при многократном гидроимпульсном воздействии на призабойную зону пласта с использованием эффекта имплозии.
Известны устройства, обеспечивающие многократные гидроимпульсные воздействия на призабойную зону пласта [Попов А.А. «Имплозия в процессах нефтедобычи». М. Недра. 1996 г. с. 106-108, с. 113-114].
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является имплозионный гидрогенератор давления многоразового действия по патенту №2303691, МПК E21B 37/00, содержащий заборный трубопровод с отверстиями для подвода пластового давления скважинной жидкости, цилиндр имплозионной камеры, переводник, соединяющий заборный трубопровод с цилиндром имплозионной камеры, плунжер, соединенный со штангой, муфту, рабочую камеру, состоящую из рабочего цилиндра с окнами и концентраторами давления, запорного клапана, штока, цилиндрической пружины сжатия, при этом рабочая камера снабжена гидравлическим амортизатором.
Принцип работы устройства заключается в том, что при поднятии плунжера в цилиндре имплозионной камеры создается разрежение, а при выходе его в расширенную часть переводника, в имплозионную камеру обрушивается столб скважинной жидкости, создавая гидравлический удар в нижней части имплозионной камеры, открывая, при этом, запорный клапан. Созданный, таким образом, импульс давления в зоне выходных окон рабочей камеры передается в призабойную зону пласта через перфорационные окна в обсадной трубе.
Однако указанный имплозионный гидрогенератор давления, как, впрочем, и все устройства, имеющие в своем составе цилиндр имплозионной камеры, имеют общий конструктивный недостаток, связанный с длиной цилиндра имплозионной камеры, который составляет 5-10 м. [Попов А.А. «Имплозия в процессах нефтедобычи». М.: Недра. 1996 г., с. 179 (таблица п. 23)] и связанные с этим трудности при его транспортировке, сборке и монтаже. Использовать же цилиндр имплозионной камеры, состоящий из 2-х и более частей, соединенных между собой муфтами по типу стандартных, например, по ГОСТ 8966-75 весьма затруднительно в связи с тем, что обеспечить соосность соединяемых частей цилиндра с высокой точностью практически невозможно в то время как плунжер, при прохождении этого стыка, одновременно должен находиться в обеих соединяемых частях цилиндра имплозионной камеры и, при этом, зазор между плунжером и цилиндром имплозионной камеры в обеих его соединяемых частях не должен превышать желаемую величину 0,01 см [Попов А.А. «Имплозия в процессах нефтедобычи». М.: Недра. 1996 г., с. 179, с. 181) т.к. утечки превышающие величину 0,01 см значительно снижают эффект имплозии.
Задачей полезной модели является создание имплозионного гидрогенератора давления с цилиндром имплозионной камеры удобным для транспортировки, сборки и монтажа.
Данный технический результат достигается тем, что в имплозионном гидрогенераторе давления, содержащем заборный трубопровод с отверстиями для подвода пластового давления скважинной жидкости, цилиндр имплозионной камеры, переводник, соединяющий заборный трубопровод с цилиндром имплозионной камеры, плунжер, соединенный со штангой, рабочую камеру состоящую из цилиндра с окнами и концентраторами давления, запорный клапан, соединяющий цилиндр имплозионной камеры с рабочей камерой, согласно заявляемому техническому решению, цилиндр имплозионной камеры выполнен сборно-разборным из нескольких частей (не менее двух), соединенных между собой соединительными муфтами, в верхней и нижней частях которых выполнены отверстия dk, предназначенные для размещения в них соединяемых частей цилиндра имплозионной камеры, между отверстиями dk выполнено отверстие dm, являющееся внутренним диаметром соединительной муфты, и предназначенное для размещения в нем плунжера наружным диаметром dп для прохождения им внутреннего диаметра соединительной муфты, причем
dm - внутренний диаметр соединительной муфты,
dп - наружный диаметр плунжера,
δ - радиальный зазор между наружным диаметром плунжера и внутренним диаметром соединительной муфты менее 0, 01 см, а
Lп - длина плунжера;
Lm -длина внутреннего диаметра соединительной муфты, т.е. расстояние между двумя частями соединяемого цилиндра имплозионной камеры.
Соотношения (1) и (2) обеспечивают свободный проход плунжера через соединительные муфты даже при значительной несоосности обеих частей имплозионного цилиндра, расположенных в отверстиях dк, т.к. длина плунжера Lп меньше длины Lm внутреннего диаметра dm соединительной муфты, а радиальный зазор δ между наружным диаметром прунжера dп и внутренним диаметром dm соединительной муфты менее 0,01 см, что обеспечивает минимальные утечки жидкости, которые существенно не влияют на эффект имплозии [Попов А.А. «Имплозия в процессах нефтедобычи». М.: Недра. 1996 г., стр. 179, с. 180-181)].
На Фиг. 1 схематично изображен имплозионный гидрогенератор давления.
На Фиг. 2 соединительная муфта с расположенным в ней плунжером (выноска А).
Имплозионный гидрогенератор давления, содержащий заборный трубопровод 1 с отверстиями для подвода пластового давления скважинной жидкости, цилиндр имплозионной камеры 2 с внутренним диаметром d, переводник 3, соединяющий заборный трубопровод 1 с цилиндром имплозионной камеры 2, плунжер 4, соединенный с насосной штангой 5, рабочую камеру 6, состоящую из рабочего цилиндра с окнами, концентраторы давления 7, запорный клапан 8, колону насосно-компрессорных труб (НКТ) 9, согласно предложенному техническому решению, цилиндр имплозионной камеры 2 выполнен сборно-разборным из нескольких частей (не менее двух частей), соединенных между собой соединительными муфтами 10 с обеих сторон которых выполнены отверстия dk, предназначенные для размещения в них соединяемых частей цилиндра имплозионной камеры. Между отверстиями dk выполнено отверстие dm, являющееся внутренним диаметром соединительной муфты, и предназначенное для размещения в нем плунжера наружным диаметром dп, причем
dm>dп+2δ, где
dm - внутренний диаметр соединительной муфты,
dп - наружный диаметр плунжера,
δ - радиальный зазор между наружным диаметром плунжера и внутренним диаметром соединительной муфты равный 0, 01 см, а длина внутреннего диаметра соединительной муфты Lm>Lп, где
Lm - длина внутреннего диаметра соединительной муфты, т.е. расстояние между двумя частями соединяемого цилиндра имплозионной камеры,
Lп - длина плунжера.
Сборка и разборка имплозионного гидрогенератора давления осуществляется следующим образом.
До спуска имплозионного гидрогенератора давления в скважину собирают сборно-разборный цилиндр имплозионной камеры, соединяя нужное количество его частей соединительными муфтами 10. Для этого с обеих сторон каждой соединительной муфты 10 в отверстиях dk закрепляют каждую часть цилиндра имплозионной камеры. В скважину, заполненную жидкостью, на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 9 при помощи, например, подъемных агрегатов АПРС-40, УПА-60/80 или других стандартных механизмов, спускают имплозионный гидрогенератор давления, содержащий заборный трубопровод 1 с отверстиями для подвода скважинной жидкости, сборно-разборный цилиндр имплозионной камеры 2, части которого соединены между собой соединительной муфтой 10 и в котором расположен плунжер 4, соединенный с насосной штангой 5. Имплозионный гидрогенератор давления выполнен с рабочей камерой 6 с окнами, концентраторами давления 7 и запорным клапаном 8. При подъеме плунжера 4 диаметром dп, последний свободно проходит через соединительную муфту 10 (по внутреннему диаметру соединительной муфты dm) из одной части цилиндра имплозионной камеры 2 в другую с минимальными утечками, эффект имплозии сохраняется и в дальнейшем традиционно осуществляется работа имплозионного гидрогенератора давления.
Имплозионный гидрогенератор давления может использоваться многократно, предложенная конструкция позволяет разобрать части цилиндра имплозионной камеры, сняв соединительные муфты и транспортировать на другую нефтяную скважину.
Благодаря тому, что цилиндр имплозионной камеры выполнен сборно-разборным, состоящим из нескольких частей и имеет расчетные параметры, позволяющие свободное перемещение плунжера в соединительных муфтах, в предложенном имплозионном гидрогенераторе давления создаются минимальные утечки рабочей (скважинной) жидкости возникающие в соединительных муфтах, существенно не влияющие на эффект имплозии. Предложенный имплозионный гидрогенератор давления удобен для транспортировки, сборки и монтажа при многократном гидроимпульсном воздействии на призабойную зону пласта.