|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Изобретение относится к области скважинных технологий и предназначено для комплексной обработки продуктивных пластов эксплуатационных скважин путем гидродинамического кавитационного волнового воздействия на прискважинную зону нефтегазовых пластов. Сущность изобретения: устройство содержитполый корпус, присоединяемый к трубопроводу, внутри которого последовательно сверху вниз размещены гидравлически связанные между собой камера предварительного закручивания потока жидкости, камера завихрения и гидродинамический пульсатор-кавитатор, включающий конфузор, резонансную камеру и диффузор. В камере предварительного закручивания потока жидкости устроены механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока, включающие тангенциальные каналы для подвода жидкости в полость камеры, устроенные по боковым краям камеры, крыльчатку с наклонными лопатками, установленную в камере с возможностью осевого вращения под действием давления струй жидкости, исходящих из тангенциальных каналов, шаровые тела качения, расположенные по окружности крыльчатки в выполненных в ней отверстиях и опирающиеся на круговую канавку общей опоры качения. В круговой канавке общей опоры качения выполнены входные отверстия тангенциальных каналов общей опоры качения, гидравлически связанные с расположенной ниже камерой завихрения. В камере завихрения и конфузоре соосно с ними установлен отражатель с коническим шпилем, острием направленным в сторону резонансной камеры. Технический результат заключается в увеличении степени кавитации и повышении надежности конструкции.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула: Изобретение относится к области скважинных технологий и предназначено для комплексной обработки продуктивных пластов эксплуатационных скважин путем гидродинамического кавитационного волнового воздействия на прискважинную зону нефтегазовых пластов. Сущность изобретения: устройство содержитполый корпус, присоединяемый к трубопроводу, внутри которого последовательно сверху вниз размещены гидравлически связанные между собой камера предварительного закручивания потока жидкости, камера завихрения и гидродинамический пульсатор-кавитатор, включающий конфузор, резонансную камеру и диффузор. В камере предварительного закручивания потока жидкости устроены механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока, включающие тангенциальные каналы для подвода жидкости в полость камеры, устроенные по боковым краям камеры, крыльчатку с наклонными лопатками, установленную в камере с возможностью осевого вращения под действием давления струй жидкости, исходящих из тангенциальных каналов, шаровые тела качения, расположенные по окружности крыльчатки в выполненных в ней отверстиях и опирающиеся на круговую канавку общей опоры качения. В круговой канавке общей опоры качения выполнены входные отверстия тангенциальных каналов общей опоры качения, гидравлически связанные с расположенной ниже камерой завихрения. В камере завихрения и конфузоре соосно с ними установлен отражатель с коническим шпилем, острием направленным в сторону резонансной камеры. Технический результат заключается в увеличении степени кавитации и повышении надежности конструкции. Евразийское (21) 201500919 (13) A1 патентное ведомство (12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ (43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. E21B 28/00 (2006.01) 2017.02.28 E21B 43/25 (2006.01) (22) Дата подачи заявки 2015.08.31 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИНЫ (96) 2015/EA/0119 (BY) 2015.08.31 (71) Заявитель: РЕСПУБЛИКАНСКОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "БЕЛОРУСНЕФТЬ" (BY) (72) Изобретатель: Ткачев Дмитрий Викторович, Серебренников Антон Валерьевич, Ткачев Виктор Михайлович, Селютин Александр Михайлович, Столяров Александр Игоревич (BY) (74) Представитель: Громыко С.В. (BY) (57) Изобретение относится к области скважин-ных технологий и предназначено для комплексной обработки продуктивных пластов эксплуатационных скважин путем гидродинамического кавита-ционного волнового воздействия на прискважин-ную зону нефтегазовых пластов. Сущность изобретения: устройство содержитполый корпус, присоединяемый к трубопроводу, внутри которого последовательно сверху вниз размещены гидравлически связанные между собой камера предварительного закручивания потока жидкости, камера завихрения и гидродинамический пульсатор-кави-татор, включающий конфузор, резонансную камеру и диффузор. В камере предварительного закручивания потока жидкости устроены механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока, включающие тангенциальные каналы для подвода жидкости в полость камеры, устроенные по боковым краям камеры, крыльчатку с наклонными лопатками, установленную в камере с возможностью осевого вращения под действием давления струй жидкости, исходящих из тангенциальных каналов, шаровые тела качения, расположенные по окружности крыльчатки в выполненных в ней отверстиях и опирающиеся на круговую канавку общей опоры качения. В круговой канавке общей опоры качения выполнены входные отверстия тангенциальных каналов общей опоры качения, гидравлически связанные с расположенной ниже камерой завихрения. В камере завихрения и конфузоре соосно с ними установлен отражатель с коническим шпилем, острием направленным в сторону резонансной камеры. Технический результат заключается в увеличении степени кавитации и повышении надежности конструкции. 3 _ 20 б у , 18 МПК Е21В43/25 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИНЫ Изобретение относится к области скважинных технологий и предназначено для комплексной обработки продуктивных пластов эксплуатационных скважин путем гидродинамического кавитационного волнового воздействия на прискважинную зону нефтегазовых пластов. Известен скважинный гидроакустический генератор [1], содержащий корпус, вихревую камеру с тангенциальными каналами, камеру предварительного закручивания потока с тангенциальными каналами. Тангенциальные каналы вихревой камеры и камеры предварительного закручивания потока имеют одинаковое вращательное направление. Известно гидрокавитационное устройство [2], содержащее проточный канал и профиль. Последний образован соосно расположенными и последовательно сопряженными друг с другом входным конфузором, цилиндрической и выходной частями. Цилиндрическая часть выполнена в виде резонансной камеры, а выходная часть - в виде упора. Диаметр камеры больше диаметра выходного отверстия конфузора и входного отверстия выходной части. Недостатком таких устройств является низкий уровень амплитуд волнового воздействия. Наиболее близким по технической сущности является устройство для гидродинамического воздействия на стенки скважины [3], принятое за прототип. Устройство включает полый корпус, присоединяемый к трубопроводу, внутри которого размещены гидродинамический пульсатор-кавитатор, включающий диффузор, механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока жидкости, выполненный в виде тел качения, распределенных с помощью крыльчатки и опирающихся на общую опору качения. Ограничением устройства является недостаточная степень кавитации, особенно в глубоких скважинах (более 2000 м) [4, с.128, 130]. В таких случаях зона кавитации находится в пределах внутренней полости устройства, где и происходит схлопывание кавитационных пузырьков, приводящее к разрушению конструктивных элементов генератора [5, с.50] и снижению его надежности. Данный эффект осложняется тем, что механизм кавитации находится до механизма прерывания потока рабочей жидкости. Для обеспечения работоспособности устройства, принятого за прототип необходим расход рабочей жидкости в несколько десятков литров в секунду, что делает невозможным его применение при обработке скважин реагентами (в частности при кислотных обработках) по техническим и экономическим соображениям. При заявленном соотношении 0,98 диаметра шара механизма кавитации к диаметру проходного сечения корпуса работоспособность такого пульсатора будет весьма чувствительна к наличию механических примесей в рабочей жидкости. Задачей, решаемой данным изобретением, является увеличение степени кавитации (количества кавитационных пузырьков за пределами устройства) и повышение надежности конструкции. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для гидродинамической кавитационной обработки скважины, содержащем полый корпус, присоединяемый к трубопроводу, внутри которого размещены гидродинамический пульсатор-кавитатор, включающий диффузор, механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока жидкости, выполненный в виде тел качения, распределенных с помощью крыльчатки и опирающихся на общую опору качения, согласно изобретению, гидродинамический пульсатор-кавитатор включает конфузор и резонансную камеру; механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока устроены в камере предварительного закручивания потока жидкости, по боковым краям которой выполнены тангенциальные каналы для подвода жидкости в полость камеры, в которой с возможностью осевого вращения под действием давления струй жидкости установлена крыльчатка с наклонными лопатками, по окружности которой в отверстиях расположены шаровые тела качения с опорой на круговую канавку с выполненными в ней входными отверстиями тангенциальных каналов общей опоры качения, гидравлически связанных с расположенными ниже и последовательно соединенными камерой завихрения и конфузором, в которых соосно с ними установлен отражатель с коническим шпилем, острием направленным в сторону резонансной камеры. Кроме этого, резонансная камера может иметь в поперечном сечении форму эллипса с предпочтительным соотношением осей 1,45...1,75. Помимо этого, лопатки крыльчатки могут иметь одинаковый наклон с осевым наклоном тангенциальных каналов общей опоры качения. В предпочтительном варианте исполнения шаровые тела качения могут быть установлены в камере предварительного закручивания потока с обеспечением зазора S между ними и круговой канавкой в процессе их перемещения, равным 0,05.. .0,1 диаметра шарового тела качения. Кроме этого, на части отражателя, размещенной в конфузоре, могут быть выполнены наклонные пазы. Устройство для гидродинамической кавитационной обработки скважины поясняется следующими чертежами: на фиг.1 показан вертикальный разрез устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З -разрез Б--Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - вид общей опоры качения в изометрии. Устройство содержит полый корпус 1 (фиг.1), присоединяемый к трубопроводу (на фиг. не показан), внутри которого последовательно сверху вниз размещены гидравлически связанные между собой камера предварительного закручивания потока жидкости 2, в которой устроены механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока, камера завихрения 3 и гидродинамический пульсатор-кавитатор 4, включающий конфузор 5, резонансную камеру 6 и диффузор 7. Механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока рабочей жидкости включает тангенциальные каналы 8 (фиг.З) для подвода рабочей жидкости в полость камеры 2, выполненные по ее боковым краям, крыльчатку 9 с наклонными лопатками 10 (фиг. 1,2), по окружности которой в отверстиях расположены шаровые тела качения 11 с опорой на круговую канавку-беговую дорожку 12 с обеспечением перекрытия шаровыми телами в процессе их перемещения выполненных в канавках входных отверстий 13 тангенциальных каналов 14 общей опоры качения 15. Шаровые тела качения 11 расположены с зазором 6, равным 0,05...0,1 диаметра шарового тела качения, между аналогичной круговой канавкой - беговой дорожкой 16, выполненной в верхней части камеры 2 (фиг.2). Крыльчатка 9 установлена в камере 2 с возможностью осевого вращения, обеспечиваемого действием давления струй рабочей жидкости на наклонные лопатки 10. Тангенциальные каналы 14 обеспечивают гидравлическую связь камеры предварительного закручивания потока жидкости 2 с камерой завихрения 3 и имеют одинаковый осевой наклон с наклоном лопаток 10 крыльчатки 9. В камере завихрения 3 и конфузоре 5 соосно с ними установлен отражатель 17 с коническим шпилем 18, острием направленным в сторону резонансной камеры 6, в предпочтительном варианте исполнения имеющей в поперечном сечении форму эллипса с малой осью а (фиг.4). Отражатель 17 верхней частью устанавливается в камере предварительного закручивания потока жидкости посредством гайки 19, при этом на части отражателя 17, размещенной в конфузоре 5, выполнены наклонные пазы 20. Устройство для гидродинамической кавитационной обработки скважины работает следующим образом. Рабочая жидкость под заданным давлением по трубопроводу через тангенциальные каналы 8 подается в камеру предварительного закручивания 2 и, попадая на наклонные лопатки 10 крыльчатки 9, приводит ее во вращение совместно с шаровыми телами качения 11, которые последовательно перекрывают входные отверстия 13 общей опоры качения 15 и тем самым создают пульсации давления рабочей жидкости, поступающей по тангенциальным каналам 14 в камеру завихрения 3. За счет наклона лопаток 10 крыльчатки 9 создается подъемная сила, что приводит к образованию осевого зазора 8 между шаровыми телами качения 11 и нижней канавкой-беговой дорожкой 12 и тем самым предотвращает возникновение гидроудара и износ беговой дорожки в области расположенных на ней входных отверстий 13. Для предотвращения потери работоспособности устройства при заклинивании крыльчатки шаровое тело 11 перекрывает не более 80% проходного сечения входных отверстий 13. На наклонных пазах 20 отражателя 17 возникают турбулентности течения, повышающие степень кавитации. При попадании рабочей жидкости в конфузор 5 происходит ускорение ее потока, а в области сужения - разрыв сплошности с образованием парогазовых кавитационных пузырьков, переносимых потоком в резонансную камеру 6. В резонансной камере 6 происходит усиление пульсаций давления, эффект которого улучшается за счет эллиптической формы ее поперечного сечения. Парогазовые пузырьки через диффузор 7 выносятся в скважинное пространство, где, попадая в область повышенного давления, схлопываются, создавая импульсы давления, которые воздействуют на стенки скважины. Исследовалось поведение пульсатора-кавитатора при различном соотношении осей эллиптического сечения резонансной камеры 6 путем исследования пульсаций давления (рабочая жидкость - вода) на выходе из устройства на расстоянии 50 мм. Результаты исследований показали, что оптимальным можно считать соотношение осей равным 1,45... 1,75. Реализация программы опытно-промысловых испытаний заявляемого устройства проходила на месторождениях Республики Беларусь в период 2013-2014 гг. Работы по интенсификации притока выполнены на пяти добывающих скважинах, успешность составила 80%, прирост коэффициента продуктивности от 30 до 60%. Наибольший эффект достигнут в низко-продуктивных скважинах (ниже 1 м /(сут-МПа). Зависимость прироста коэффициента продуктивности (в %) от энергетического состояния залежи прямая, что в целом характерно для всех геолого-технических мероприятий по интенсификации. Устройство рекомендовано к промышленному внедрению. Источники информации: 1. RU 2186961, МПК Е21В43/25, опубл. 2002.09.10 2. RU 2123957, МПК В63В59/08, В08ВЗ/02, опубл. 1998.12.27. 3. RU 2224090, МПК Е21В43/00, опубл. 2004.02.20. 4. Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. - М.: Наука. 2000. -414 с. 5. Шамов Н.А., Лягов А.В., Зинатуллина ЭЛ., Асеев Е.Г., БубеловА.В. Технология и технические средства улучшения гидродинамической связи скважины с пластом. // Нефтегазовое дело.- 2006. - Том 4, № 1. -С.47-57. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для гидродинамической кавитационной обработки скважины, содержащее полый корпус, присоединяемый к трубопроводу, внутри которого размещены гидродинамический пульсатор-кавитатор, включающий диффузор, механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока жидкости, выполненный в виде тел качения, распределенных с помощью крыльчатки и опирающихся на общую опору качения, отличающееся тем, что гидродинамический пульсатор-кавитатор включает конфузор и резонансную камеру; механизм направления и разделения потока и механизм прерывания потока устроены в камере предварительного закручивания потока жидкости, по боковым краям которой выполнены тангенциальные каналы для подвода жидкости в полость камеры, в которой с возможностью осевого вращения под действием давления струй жидкости установлена крыльчатка с наклонными лопатками, по окружности которой в отверстиях расположены шаровые тела качения с опорой на круговую канавку с выполненными в ней входными отверстиями тангенциальных каналов общей опоры качения, гидравлически связанных с расположенными ниже и последовательно соединенными камерой завихрения и конфузором, в которых соосно с ними установлен отражатель с коническим шпилем, острием направленным в сторону резонансной камеры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резонансная камера имеет в поперечном сечении форму эллипса с соотношением осей 1,45...1,75. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопатки крыльчатки имеют одинаковый наклон с осевым наклоном тангенциальных каналов общей опоры качения. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шаровые тела качения установлены в камере предварительного закручивания потока с 1. обеспечением зазора д между ними и круговой канавкой в процессе их перемещения, равным 0,05...0,1 диаметра шарового тела качения. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на части отражателя, размещенной в конфузоре, выполнены наклонные пазы. ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ (статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК) Номер евразийской заявки: 201500919 Дата подачи: 31 августа 2015 (31.08.2015) Дата испрашиваемого приоритета Название изобретения: Устройство для гидродинамической кавитационной обработки скважины Заявитель: РЕСПУБЛИКАНСКОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "БЕЛОРУСНЕФТЬ" Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа) Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа) А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ: Е21В28/00 (2006.01) Е21В 43/25 (2006.01) Согласно Международной патентной классификации (МПК) или национальной классификации и МПК Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА: Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) Е21В 28/00, 37/00. 43/00, 43/16, 43/25 Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска: В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ Категория* Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей Относится к пункту № Л А А А RU 2224090 С2 (ИВАННИКОВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ и др.) 20.02.2004 RU 2186961 С2 (МУФАЗАЛОВ РОБЕРТ ШАКУРОВИЧ и др.) 10.08.2002 RU 2047729 С1 (ИБРАГИМОВ ЛЕЧИ ХАМЗАТОВИЧ) 10.11.1995 KZ 27205 В (МАМЫТБЕКОВ ГАЛЫМЖАН КУЛАМКАДЫРОВИЧ) 15.07.2013 1-5 1-5 1-5 1-5 * Особые категории ссылочных документов: "А" документ, определяющий общий уровень техники "Е" более ранний документ, но опубликованный на дату подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д. "Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке "Т" более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения "X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень, взятый в отдельности "Y" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с другими документами той же категории " &" документ, являющийся патентом-аналогом "L" документ, приведенный в других целях Дата действительного завершения патентного поиска: 03 февраля 2016(03.02.2016) Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., д. 30-1.Факс: (499) 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА Уполномоченное лицо : Т. А. Леднева Телефон № (499) 240-25-91 (19)
|