ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО

Предложение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при освоении и очистке призабойной зоны и пласта скважины.
Известен гидравлический шаровой вибратор, содержащий корпус с посадочным седлом; верхний ограничитель хода с отверстиями, наконечником и внутренним опорным выступом; нижний ограничитель хода с опорным выступом, отверстиями и уплотнителями; цилиндр с шаром (RU 2148148 С1, 27.04.2000).
В указанном гидравлическом вибраторе создание импульсов давления на забое скважины происходит из-за колебания шара под действием энергии потока закачиваемой жидкости. Недостаток вибратора заключается в том, что частота и амплитуда создаваемых импульсов давления становятся нерегулируемыми. Кроме этого, для колебания шара требуются особые условия, которые ограничивают применение данного вибратора.
Задачей полезной модели является расширение арсенала технических средств - гидравлических вибраторов.
Техническим результатом является значительное сокращение времени спускоподъемных операций, возможность проводить операцию виброволнового воздействия на любом интервале фильтра в нужном темпе, а также повышение надежности и долговечности установки.
Технический результат достигается тем, что гидравлическое ударное устройство содержит корпус, с размещенными внутри него пружиной, сменным седлом, дифференциальной втулкой обратного действия, снабженной сферической запорной поверхностью, при этом сферическая запорная поверхность имеет упругое основание и шарнир, установленный в гнезде и фиксируемый специальной гайкой, причем верхняя часть корпуса соединена с гибкой трубой колтюбинговой установки.
Снабжение гидравлического ударного устройства гибкой колтюбинговой трубой позволяет значительно сократить время спускоподъемных операций, а также проводить операцию виброволнового воздействия на любом интервале фильтра в нужном темпе. Благодаря предложенному устройству появляется возможность создания низкочастотных упругих волн, которые могут проникнуть в более глубокие зоны пласта и воздействуя на них приводить в движение ранее неподвижные частицы газожидкостной смеси.
Снабжение сферической запорной поверхности дифференциальной втулки шарниром позволяет совершать ей сферическое движение, которое необходимо для компенсации изношенных участков седла, что предотвращает нарушение ее герметичности.
Благодаря упругому основанию и шарнирному соединению сферической запорной поверхности дифференциальной втулки, герметичность пары седло-шар из-за износа их поверхности не нарушается и улучшается работоспособность и надежность устройства.
Вращением специальной гайки регулируется жесткость уплотнительного основания и, таким образом, предотвращается самовольное сферическое движение запирающего элемента.
Такая конструкция запирающего элемента за счет его гибкости позволяет плотно перекрыть и уплотнить изнашиваемые участки седла в процессе работы устройства и обеспечить более равномерное изнашивание уплотнительной поверхности седла.
Путем выбора седла можно изменить величину некомпенсируемой давлением площади дифференциальной втулки и, тем самым, регулировать мощность и частоту создаваемых ударов в широких пределах.
Предлагаемое устройство можно использовать при освоении и очистке скважин, эксплуатируемых в осложненных условиях, наклонных и наклонно-горизонтальных скважинах.
На чертеже представлено предлагаемое устройство.
Устройство состоит из корпуса 1, верхняя часть которого соединена с гибкой трубой 2. Внутри корпуса 1 размещена дифференциальная втулка 3 обратного действия со сферической запорной поверхностью 4, сменное седло 5 и гайка 6 для регулирования сжатия пружины 7. Герметизацию дифференциальной втулки 3 обратного действия и сменного седла 5 осуществляют уплотнительные кольца 8 и 9. Сферическая запорная поверхность 4 снабжена шарниром 10, установленным в гнезде 11, шайбой 12 и упругим основанием 13. Для регулирования упругого основания 13 и фиксации шарнира 10 установлены специальная гайка 14, фиксатор 15 и винты 16. Корпус 1 соединен опорой 17 для сменного седла 5 с помощью муфты 18.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
При прокачивании жидкости через гидравлическое ударное устройство создается периодические гидравлические удары за счет резкого роста и падения давления. Гидравлический вибратор присоединяют к концу гибкой трубы 2 «Колтюбинг» и спускают в скважину на глубину зоны перфорации колонны.
При спуске гидравлического ударного устройства в скважину давление столба жидкости через отверстие 19, имеющегося в корпусе 1, действуя на верхнюю площадь выступа 20 дифференциальной втулки 3, держит ее в закрытом состоянии. Сжатие пружины 7 осуществляют гайкой 6. Колонна труб при этом остается незаполненной жидкостью. Затем в полость колонны труб закачивают жидкость. При этом давление закачиваемой жидкости, действуя на некомпенсируемую давлением площадь дифференциальной втулки 3, стремится оторвать ее запорную сферическую поверхность 4 от седла 5. Упругая сила пружины 7 препятствует этому. Когда давление жидкости достигает определенной величины, сферическая запорная поверхность 4 отрывается от седла 5 и происходит гидравлический удар и, как следствие, колебание давления в жидкости. В процессе работы устройства, сферическая запорная поверхность 4 за счет гибкости шарнира 10, установленного в гнезде 11 и упругого основания 13, позволяет плотно перекрыть изнашиваемые участки седла 5 и обеспечивает равномерное изнашивание его уплотнительной поверхности. Вращая специальную гайку 14, упирающимся в гнездо 11 шарниром 10 регулируется жесткость основания запорной сферической поверхности 4 и предотвращается его самовольное сферическое движение.
После открытия седла 5 давление жидкости падает и упругая сила пружины 7 возвращает дифференциальную втулку 3 в исходное положение. В дальнейшем цикл повторяется.
Гидравлическое ударное устройство применяется для создания высокочастотных импульсных гидравлических ударов и служит для использования совместно с гибкой трубой колтюбинговой установки в нефтяной и газовой промышленности при бурении, ремонте и эксплуатации скважин.