ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к добыче нефти и может быть использована на добычных, а также выведенных из эксплуатации и малодебетных скважинах.
Известна установка для импульсного воздействия на залежь по патенту РФ №2140533 (МПК 6 Е21В 43/25, опубл. 27.10.1999), включающая установленную в скважине колонну насосно-компрессорных труб с цилиндром, размещенный в цилиндре плунжер с обратным клапаном, связанный через тягу с плунжером станка-качалки. На цилиндре или в его полости установлена с возможностью возвратно-поступательного движения заглушка, выполненная, например, в виде стакана.
Недостатком известного устройства является сложность настройки определенного режима работы, обусловленная большой разницей динамического изменения перемещения колонны насосных штанг (сотни мм) и малыми размерами (десятки мм) окон гидравлических каналов. Кроме того, в известном устройстве ограничена конструктивная прочность вследствие возникновения ударно-динамических нагрузок на тягу и привод
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для волнового воздействия на продуктивный пласт (патент на полезную модель №62658, МПК Е21В 43/25, опубл. 27.04.2007), включающее установленный в скважине цилиндр и размещенный внутри цилиндра с возможностью осевого перемещения плунжер и установленный на нижней части цилиндра с образованием замкнутой всасывающей камеры закрытый снизу кожух. Цилиндр снабжен установленным в нижней части всасывающим клапаном, а на его боковой поверхности выполнены разнесенные по оси радиальные окна. Плунжер выполнен ступенчатым со сквозным внутренним каналом и снабжен нагнетательным клапаном, причем, диаметр средней ступени плунжера меньше диаметров его верхних ступеней. При этом нижние окна цилиндра расположены выше верхней кромки нижней ступени плунжера при крайнем нижнем положении плунжера.
Недостатком устройства по патенту №62658, так же, как и установки для импульсного воздействия на залежь, является сложность настройки определенного режима работы, а также невысокая конструктивная прочность.
Техническая задача, решаемая в предлагаемой полезной модели, заключается в упрощении процесса настройки генератора при повышении надежности и долговечности устройства.
Поставленная задача решается тем, что генератор импульсов давления, включает цилиндр с гидравлическими каналами, двумя клапанами и окнами на боковой поверхности и размещенный внутри цилиндра с возможностью осевого перемещения ступенчатый распределитель. При этом, в отличие от прототипа, цилиндр выполнен с внутренними перегородками, распределитель выполнен в виде двухступенчатого золотника с проточкой на боковой поверхности, внутренней полостью, окном в зоне проточки и штоком на верхней ступени, нагнетательный клапан установлен между штоком распределителя и перегородкой в верхней части цилиндра, а перепускной клапан установлен между перегородкой в нижней части цилиндра и нижним торцом генератора.
Такая совокупность существенных признаков позволяет упростить процесс настройки оборудования при его монтаже и запуске за счет исключения механической связи с приводом штангового глубинного насоса (ШГН), т.к. положение распределителя генератора определяется только давлением в подплунжерной камере ШГН, с которой генератор связан гидравлическим каналом. При этом исключаются динамические воздействия от явлений гидроудара на привод и насосные штанги, что обеспечивает повышение надежности и долговечности генератора и всего комплекта оборудования. Предлагаемая конструкция также обеспечивает сокращение линейных размеров комплекта рабочего оборудования, что особенно важно при его транспортировке.
Предлагаемая полезная модель поясняется представленным на фиг.1 чертежом общего вида генератора импульсов давления, продольный разрез.
Генератор импульсов давления 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.
Генератор импульсов давления посредством переходника 21 в верхней части присоединяют к штанговому насосу со стороны подплунжерной камеры и посредством переходника 22 - к системе передачи ударных импульсов в пласт. Затем опускают собранную систему в обсаженную скважину на требуемую глубину на насосно-компрессорных трубах (НКТ). Заполняют скважину и НКТ жидкостью.
нкт
3
нкт
3
В исходном состоянии плунжер 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 торцем распределителя 14 и перегородкой 13 цилиндра 1, равно Р. Давление в остальных (24, 25, 26, 27) полостях генератора равно Р, клапаны 19 и 20 закрыты. Так как Р>Р, то распределитель 14 находится в поднятом положении.
3
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. Находящаяся ранее под давлением Р 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 продолжается до прихода плунжера ШГН в крайнее верхнее положение.
нкт
При движении плунжера ШГН вниз жидкость, находящаяся под плунжером, сжимается, открывая нагнетательный клапан насоса, а перепускной клапан 20 закрывается. Одновременно жидкость под давлением, большим Р, 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 торцем системы излучателя. В этой полости происходит остановка потока жидкости, то есть явление гидравлического удара, резкое повышение давления, создающее силу, действующую на нефтяной пласт через излучатель.
Использование предлагаемого генератора импульсов давления, выполненного в виде отдельного блока, присоединяемому к любого вида погружному штанговому насосу и излучателю, обеспечит следующие преимущества:
1) Исключение сложного процесса настройки оборудования при его монтаже и запуске;
2) Исключение динамических воздействий от явлений гидроудара на насосные штанги и привод:
3) Сокращение длины комплекта рабочего оборудования;
4) Существенное повышение надежности и долговечности комплекта оборудования.