ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР
HYDRAULIC VIBRATOR

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при обработке призабойной зоны скважины.
Известно устройство для закачки жидкости в пласт [1], включающее полый корпус с крышкой, дном и выпускными каналами для сообщения полости корпуса с призабойной зоной скважины, подвижный рабочий орган и каналы подачи рабочего агента, при этом устройство снабжено в верхней части корпуса подвижным соплом с опорными поверхностями и впускным каналом в виде радиального отверстия для инжекции жидкости с призабойной зоны скважины в каналы подачи рабочего агента при уменьшении приемистости скважины, при этом выпускные каналы сообщают одну из полостей корпуса с полостью под опорными поверхностями сопла, а каналы подачи рабочего агента выполнены в виде камеры смешения. Недостатками данного устройства является сложность конструкции, обусловленная значительным количеством узлов и деталей.
Наиболее близким к заявляемому является гидравлический вибратор [2], содержащий корпус, с неподвижно установленным стволом с донным отверстием, и золотник, посаженный шариковыми опорами на ствол, при этом золотник и ствол выполнены с щелевыми прорезями, расположенными под углом к их образующей, причем щелевые прорези золотника расположены в противоположном направлении к щелевым прорезям ствола. Прототип в процессе работы создает гидроимпульсы, но не может преобразовать жидкости, например: воду, растворы кислот и жидкие углеводороды в пену.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения образования пены.
Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом вибраторе, содержащем корпус, с неподвижно установленным стволом с донным отверстием, и золотник, посаженный шариковыми опорами на ствол, при этом золотник и ствол выполнены с щелевыми прорезями, расположенными под углом к их образующей, причем щелевые прорези золотника расположены в противоположном направлении к щелевым прорезям ствола, новым является то, что донное отверстие ствола выполнено глухим с дном в нижней части отверстия, при этом соосно глухому отверстию на стволе выполнена цилиндрическая выборка с внутренней резьбой, причем в стволе между щелевыми прорезями выполнены вертикальные каналы, каждый из которых сообщается посредством горизонтального канала с полостью глухого отверстия ствола, причем с наружной боковой стенки ствола напротив каждого вертикального канала ствола просверлены радиальные отверстия, расположенные напротив щелевых прорезей золотника и сообщающиеся со своими вертикальными каналами, причем на внутреннею резьбу ствола завернут полый нажимной винт со сферической головкой и снабженный ниппелем, причем сферическая стенка головки винта герметично прижата к грани глухого отверстия ствола, причем верхний конец ниппеля соединен с трубкой для подачи газа с устья скважины.
На фиг. 1 схематично изображен гидравлический вибратор в разрезе; на фиг. 2 изображен вид А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 1.
Гидравлический вибратор содержит корпус 1, с неподвижно установленным стволом 2 с донным отверстием 3, и золотник 4, посаженный шариковыми опорами 5 на ствол 2. При этом золотник 4 и ствол 2 выполнены с щелевыми прорезями 6, расположенными под углом к их образующей. Щелевые прорези 6 золотника 4 расположены в противоположном направлении к щелевым прорезям 6 ствола 2. Донное отверстие 3 ствола выполнено глухим с дном в нижней части отверстия. При этом соосно глухому отверстию 7 на стволе 2 выполнена цилиндрическая выборка с внутренней резьбой 8. В стволе между щелевыми прорезями 6 выполнены вертикальные каналы 9, каждый из которых сообщается посредством горизонтального канала 10 с полостью глухого отверстия 7 ствола. С наружной боковой стенки ствола напротив каждого вертикального канала 9 ствола просверлены радиальные отверстия 11. Они расположены напротив щелевых прорезей 6 золотника 4 и сообщаются со своими вертикальными каналами 9. На внутреннею резьбу 8 ствола завернут полый нажимной винт 12 со сферической головкой 13 и снабженный ниппелем 14. Сферическая стенка головки 13 винта герметично прижата к грани 15 глухого отверстия 7 ствола. Герметичность соединения ствола 2 с головкой 13 ниппеля обеспечивается завертыванием винта 12 и выполнением сферической стенки головки 13 винта с шероховатостью не менее Ra2,5 микрон. Верхний конец ниппеля 14 соединен с трубкой 16 для подачи газа с устья скважины.
Принцип работы гидравлического вибратора заключается в следующем. Нагнетаемая по колонне труб и переводнику 17 жидкость, например водный раствор соляной кислоты, вращает золотник 4. Одновременно с этим по трубке 16 нагнетается с устья скважины компрессором газ, например, воздух, азотный или углекислый газы. Газ проходит через ниппель 14, глухое отверстие 7, горизонтальные (10) и вертикальные каналы 9 и попадает в радиальные отверстия 11 ствола 2. Выходя с этих отверстий 11, газ смешивается с потоком жидкости, выходящим с щелевых прорезей 6 ствола 2. Далее смесь жидкости с газом поступает в щелевые прорези 6 вращающегося золотника 4 и жидкость с газом дополнительно смешиваются. С щелевых прорезей 6 золотника смесь жидкости с газом выходит с большой скоростью прерывисто и, ударяясь о внутреннею боковую стенку корпуса 1, превращается в пену. Образованная в гидравлическом вибраторе пена, выходит через отверстие 18 корпуса 1 наружу и может нагнетаться в пласт для обработки скважины. При работе предложенного гидравлического вибратора жидкость, поступающая по колонне труб, интенсивно смешивается с газом, который выходит со множества радиальных отверстий 11 ствола. В результате такого смешивания и удара порций смеси жидкости с газом о внутреннею боковую стенку корпуса 1, жидкость вспенивается, то есть образуется пена.
В предложенном устройстве расширяются функциональные возможности путем обеспечения образования пены. При обработке нефтяных скважин вспененной жидкостью, например, вспененным водным раствором соляной кислоты, увеличивается приток нефти с пластов.
Список использованной информации:
1. Патент RU №2241825, МПК Е21В 43/18, опубл. 10.12.2004, бюл. №34
2. Справочное руководство по проектированию, разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. Под общей редакцией Ш.К. Гиматудинова. М., Недра, 1983, с. 365.