УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА

Полезная модель относится к области горного дела, а именно к устройствам для гидроударного воздействия на призабойные зоны добывающих и нагнетательных скважин с целью улучшения их коллекторских свойств.
Известно устройство для многократного гидроударного воздействия на призабойную зону скважин, включающее колонну труб с установленным в нижней части ее седлами одного диаметра проходных отверстий и сбрасываемые шаровые клапаны, изготовленные из эластичного материала [А.С., №94007525, кл. Е 21 В 43/26].
Недостатком устройства является то, что при прохождении шаров через верхние седла создаются кратковременные гидравлические импульсы на пласт с незначительным объемом поступления в него жидкости, что недостаточно для гидроразрыва пласта.
Известно устройство для гидроразрыва пласта, включающее колонну труб, в нижней части которой устанавливаются седла, на которые сбрасываются клапаны, причем диаметр вышестоящего седла больше предыдущего [А.С. №956766, кл. Е 21 В 43/26].
Недостатком устройства является сложность его изготовления, т.к. требуется изготовить несколько седел одноразового применения с заданными усилиями разрушения и набор шаров различного диаметра.
Количество предварительно установленных седел лимитирует максимальное количество проводимых в скважине циклов.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является упрощение конструкции устройства, обеспечение проведения им неограниченного количества циклов в скважине и многоразовое применение для обработок нескольких скважин.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для гидроразрыва пласта, содержащее колонну труб с седлом в нижней части и сбрасываемые в колонну труб клапаны, согласно модели, седло выполнено в виде разрезного пружинного металлического кольца, а сбрасываемый клапан выполнен в виде цилиндра, причем внешний диаметр цилиндра больше внутреннего диаметра седла. Для снижения перетока жидкости в зазоре клапана и внутренней поверхности труб на поверхности клапана выполнены кольцевые канавки, а сочленяемые торцы разреза седла по высоте могут быть выполнены ступенчатыми.
Сущность полезной модели заключается в том, что при достижении расчетного давления жидкости в колонне труб над сброшенным на седло клапаном, последний разжимает пружинное седло и проходит через него. Избыточное давление надклапанного столба жидкости мгновенно передается на призабойную зону скважин, образуя трещины в пласте. Повторным сбрасыванием комплектующих установку клапанов неограниченно проводятся циклы воздействия на пласт в скважине. Не разрушаемое в процессе работы устройство позволяет многократно применять его в других скважинах. Исполнение клапана в виде удлиненного
цилиндра с нормированными диаметральными размерами позволяет практически исключить утечки рабочей жидкости в зазоре «клапан - колонна труб». Дополнительно утечки могут быть уменьшены: специальными уплотняющими кольцами или кольцевыми канавками на поверхности клапана, ступенчатым изготовлением торцов разреза клапана.
В кольцевых канавках создаются гидравлические сопротивления, препятствующие интенсивным утечкам жидкости в зазоре. При спуске клапана на седло в канавках собираются механические примеси, чем исключаются его заклинивание.
Выполнением торцов разреза седла ступенчатым по высоте и сочленения их в нахлест, сохраняют сплошность поверхности контакта седла под клапаном, что также снижает утечки при создании избыточного давления над клапаном.
На чертеже схематично представлено устройство для гидроразрыва пласта, спущенное в скважину.
Устройство содержит колонну труб 1, спускаемую в скважину 2 до пласта 3. На заданной глубине в нижней части колонны труб 1 устанавливается разрезное пружинное седло 4 с нормированным усилием разжатия. Напротив пласта колонна труб 1 имеет отверстия и направляющие 5 потока жидкости. Ниже на колонне труб 1 подвешена корзина 6 для накопления падающих клапанов 7. После сброса в колонну труб 1 клапана 7 перекрывают канал в седле 4. Клапан 7 имеет уплотняющие канавки 8. В обрабатываемую скважину 2 спускают колонну труб 1 с седлом 4, направляющими потока жидкости 5 и корзиной 6.
Подачей рабочей жидкости в полость колонны труб 1 и изливом по затрубью между колонной труб 1 и стенкой скважины 2 восстанавливают циркуляцию жидкости. Бросают, например через устьевой лубрикатор, в колонну труб 1 клапан 7. После посадки клапана 7 на седло 4, поверхностным насосом создается с устья в колонне труб избыточное расчетное давление (30,0-45,0 МПа), при котором седло 4 разжимается, пропуская клапан 7. Надклапанный столб жидкости через седло 4 под высоким давлением импульсом поступает в пласт 3 призабойной зоны скважин. Происходит гидроразрыв пласта 3 с образованием трещин. Беспрерывным нагнетанием рабочей жидкости в колонну труб трещины удерживаются «в раскрытом» состоянии. Вновь через лубрикатор в трубы 1 сбрасывается следующий клапан, процесс повторяется. Многократный сброс клапанов и создание гидроимпульсов на пласт усиливают интенсивность и глубину его разрыва. Клапан 7 после прохождения через седло 4 падает в корзину 6. После окончания работ устройство извлекается из скважины, а в нее спускают добывающий насос. Извлекаются из корзины б клапаны 7. Устройство готово для проведения работ в других скважинах. Технико-экономическая или иная эффективность:
1. Устройство позволяет проводить сколь угодно много циклов воздействия на пласт без дополнительного его подъема.
2. Многократное применение устройства в скважинах.
3. Изделие несложно в изготовлении и обслуживании.