УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКРАТНОЙ ИМПЛОЗИИ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для повышения нефтеотдачи добывающих и увеличения приемистости нагнетательных скважин, при многократном гидроимпульсном воздействии на пласт методом депрессии.
Известны имплозионные устройства, обеспечивающие многократные гидроимпульсные воздействия на призабойную зону пласта [Попов А.А. «Имплозия в процессах нефтедобычи». М.: Недра. 1996 г. с.68-71, 106-108, 115-116, патент №2303691 МПК Е21В 37/00],
Наиболее близким к заявляемому изобретению по своей технической сущности является устройство для многократной имплозии [Попов А.А, «Имплозия в процессах нефтедобычи». М.: Недра. 1996 г. с.113-115], содержащее имплозионную камеру с расширенным участком с окнами, канат (штанги), соединенный с плунжером, клапанное седло, клапан с пружиной, а все устройство спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ).
Принцип работы устройства заключается в том, что при поднятии штанг с плунжером, клапан с пружиной закрывается и в имплозионной камере создается разрежение. С момента достижения нижним концом плунжера расширенного участка с окнами имплозионной камеры, скважинная жидкость как из колонны НКТ, так и из затрубного пространства устремляется в нижнюю часть имплозионной камеры, создавая сначала в зоне окон расширенного участка имплозионной камеры импульс депрессии, а затем гидравлический удар в нижней части имплозионной камеры. Под действием потока жидкости подпружиненный клапан открывается, раскрывая имплозионную камеру, и импульс давления воздействует на обрабатываемый интервал пласта, через перфорационные отверстия обсадной трубы.
Недостатком такой конструкции устройства для многократной имплозии является невозможность его использования в качестве устройства для депрессионного воздействия на пласт, например, для очистки призабойной зоны скважины (в этом случае, расширенный участок с окнами имплозионной камеры располагается напротив перфорационных отверстий обсадной трубы), т.е. в этом устройстве используется только энергия гидравлического удара и не используется зона, где возникает импульс депрессии. Это связано с тем, что при подъеме плунжера и входе его в расширенный участок с окнами, скважинная жидкость поступает в имплозионную камеру не только и не столько из обрабатываемого участка пласта, т.е. из пространства между перфорационными отверстиями обсадной трубы и расширенным участком с окнами имплозионной камеры, а большей частью из колонны НКТ, расположенной выше расширенной части имплозионной камеры, обтекая при этом, плунжер, находящийся в это время в расширенном участке. Это обстоятельство существенно снижает эффект депрессии в зоне, примыкающей к перфорационным отверстиям обсадной трубы. Т.е. эффект от депрессии на пласт становится менее значительным.
Задачей полезной модели является усовершенствование конструкции для расширения функциональных возможностей устройства для многократной имплозии, обеспечивающей эффективную очистку призабойной зоны методом депрессии.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для многократной имплозии, содержащим имплозионную камеру с расширенным участком с окнами, штанги, соединенные с плунжером, седло клапана, клапан с пружиной, между имплозионной камерой с расширенным участком с окнами и нижней частью колонны насосно-компрессорных труб установлен цилиндр, с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру имплозионной камеры, а длина плунжера превышает всю длину расширенного участка, от его нижней части до нижней части цилиндра, а скважинная жидкость, после прохождения имплозионной камеры, клапанного седла и клапана с пружиной, направляется вниз, в ту часть скважины, которая находится ниже обрабатываемого интервала. При этом, расширенный участок с окнами выполнен с максимально допустимым диаметром, обеспечивающим минимально допустимый радиальный зазор между внутренним диаметром обсадной трубы и наружным диаметром расширенного участка с окнами.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет использовать эффект депрессии в зоне обрабатываемого пласта, создаваемый в расширенном участке имплозионной камеры, за счет исключения поступления скважинной жидкости из колонны НКТ в момент возникновения импульса депрессии, путем перекрытия плунжером цилиндра, расположенного между расширенным участком имплозионной камеры и колонной НКТ. Это обуславливает поступление флюида исключительно из пласта через перфорационные отверстия обсадной трубы и, частично, скважинной жидкости находящейся выше устройства, в зазоры между расширенным участком с окнами и обсадной трубой.
На Фиг.1 схематично изображено устройство для многократной имплозии.
Устройство для многократной имплозии состоит из имплозионной камеры 1 с расширенным участком 2 с окнами 3, штанг 4, плунжера 5, клапанного седла 6, клапана 7 с пружиной 8, цилиндра 9, установленного между имплозионной камерой 1 с расширенным участком 2 с окнами 3 и нижней частью колонны насосно-компрессорных труб, при этом, длина плунжера 5 превышает всю длину расширенного участка 2 имплозионной камеры 1, от его нижней части до нижней части установленного цилиндра 9. Цилиндр 9 соединен переводником с колонной насосно-компрессионных труб (НКТ) 10. Устройство для многократной имплозионной обработки скважин расположено в обсадной трубе 11.
Устройство для многократной имплозии работает следующим образом.
В скважину, заполненную жидкостью, на насосно-компрессорных трубах 10 спускают устройство так, чтобы окна 3 расширенного участка 2 имплозионноьй камеры 1 располагались на уровне заданного интервала обработки пласта (условно не показан), напротив перфорационных отверстий обсадной трубы 11. Затем, с помощью штанг 4 плунжер 5 спускается вниз до упора в клапанное седло 6. При подъеме штанги 4 с плунжером 5 со скоростью 0,7÷1 м/с в имплозионной камере 1, закрытой снизу клапаном 7 с пружиной 8, создается разрежение под плунжером. При дальнейшем подъеме, верхняя часть плунжера 5 проходит расширенный участок 2 имплозионной камеры 1 и входит в цилиндр 9, установленный между имплозионной камерой 1 с расширенным участком 2 с окнами 3 и нижней частью колонны насосно-компрессорных труб. Учитывая, что длина плунжера 5 превышает всю длину расширенного участка 2 имплозионной камеры 1, от его нижней части до нижней части установленного цилиндра 9, нижняя часть плунжера 5 будет все еще находиться в имплозионной камере 1. При достижении нижней частью плунжера 5 расширенного участка 2 имплозионной камеры 1, скважинная жидкость из внутрискважинного пространства, непосредственно примыкающего к обрабатываемой зоне пласта и частично из затрубного пространства (в зазоры между расширенным участком 2 и обсадной трубой 11), со скоростью 120÷150 м/с устремляется в имплозионную камеру 1, создавая в нижней части гидравлический удар с продолжительностью 0,05÷0,1 сек, а в расширенном участке 2 имплозионной камеры 1 импульс депрессии с такой же продолжительностью. Далее поток жидкости открывает клапан 7 с пружиной 8 и жидкость поступает в ту часть скважины, которая находится ниже обрабатываемого интервала пласта.
Одновременно с этим, в расширенный участок 2 имплозионной камеры 1, за счет создания высокоамплитудного импульса депрессии (перепада давления между пластом и зоной окон 3), импульсно поступает порция флюида из пласта, т.е. происходит очистка обрабатываемой зоны пласта от кольматантов депрессионным методом..
Затем цикл повторяется, что позволяет за одну спускоподъемную операцию осуществить многократные импульсы депрессии в призабойной зоне скважины.