Пневматическое устройство для вибрационной разглинизации продуктивных пластов в скважинах большого диаметра

(51) 03 3/00 (2006.01) 21 1/16 (2006.01) 21 4/14 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ диаметра путем уменьшения амплитуды колебаний периферийных кромок мембран вибрационного узла. Это достигается тем, что в пневматическом устройстве для вибрационной разглинизации продуктивных пластов, включающем погружаемый в скважину на бурильных трубах пневмоударник для генерации ударных импульсов и вибрационный узел, состоящий из центральной трубы, жестко соединенной с наковальней пневмоударника,надетых на центральную трубу втулок, между которыми закреплены дисковые мембраны,стержней, посредством которых к корпусу машины присоединено дисковое днище,при этом центральная труба и втулки с мембранами выполнены с возможностью возвратнопоступательного перемещения и подпружинены относительно корпуса машины, вибрационный узел дополнительно снабжен распорными втулками,надеваемыми на стержни между дисковых мембран. Каждая распорная втулка может иметь длину,равную длине втулки, надеваемой на центральную трубу. В этом случае обеспечивается фиксация постоянного расстояния между мембранами. Или распорные втулки могут быть выполнены меньшей длины, чем втулки, надеваемые на центральную трубу. В этом случае сохраняется свобода индивидуальных колебаний мембран,но происходит сокращение амплитуды перемещения их периферийных кромок.(72) Ратов Боранбай Товбасарович Исраилов Керим Товасаров Ирзабек Дадебаевич Тавасаров Куаныш Дадебаевич Ахнуров Марат Абдыхалыкович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 14693, кл. Е 03 В 3/00, 16.08.2004(54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ РАЗГЛИНИЗАЦИИ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНАХ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА(57) Изобретение относится к техническим средствам разглинизации продуктивных пластов,вскрытых вращательным бурением скважин большого диаметра - более 100 мм - с промывкой глинистым раствором и может быть использовано при освоении гидрогеологических и геотехнологических скважин. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разглинизации продуктивных пластов в скважинах большого 22299 Изобретение относится к техническим средствам разглинизации продуктивных пластов, вскрытых вращательным бурением скважин большого диаметра - более 100 мм - с промывкой глинистым раствором и может быть использовано при освоении гидрогеологических и геотехнологических скважин. Известно устройство для вибрационной разглинизации водоносных пластов(предварительный патент 14693, кл. Е 03 В 3/00,2003), включающее погружаемый в скважину на бурильных трубах генератор ударных импульсов пневмоударник или гидроударник - и вибрационный узел, состоящий из центральной трубы, жестко соединенной с наковальней машины, надетых на центральную трубу втулок, между которыми закреплены дисковые мембраны,стержней,посредством которых к корпусу машины присоединено дисковое днище. Центральная труба и втулки с мембранами выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения и подпружинены относительно корпуса машины. Ударные импульсы, передаваемые мембранам,обеспечивают повышение интенсивности гидроволн, воздействующих на скважинный фильтр,в котором размещается устройство для разглинизации, и, соответственно, повышение эффективности его очистки, по сравнению с устройствами,генерирующими безударные колебания. Из погружных машин, заявленных в качестве генераторов ударных импульсов, для скважин большого диаметра более предпочтительными являются пневмоударники, т.к. они обладают более высокой энергией ударов, а сжатый воздух,подаваемый в скважину для обеспечения их работы,кроме того, обеспечивает эрлифтную откачку воды из скважины. В связи с изложенным, в качестве прототипа принято описанное устройство, в котором генератором ударов является пневматическое устройство - пневмоударник. Однако, в скважинах большого диаметра (более 100 мм),оснащенных фильтрами большого диаметра, применение описанного устройства все же недостаточно эффективно в связи с тем, что основной рабочий орган - эластичные мембраны имеют большой диаметр и при возвратнопоступательных перемещениях центральной трубы их периферийные части,непосредственно контактирующие с фильтром,приобретают большую амплитуду перемещений, в связи с чем эти перемещения могут вступать в противофазу с инициирующими импульсами. Это приводит к гашению первичных импульсов и снижению эффективности разглинизации. Задачей изобретения является разработка устройства,обеспечивающего повышение эффективности разглинизации продуктивных пластов в скважинах большого диаметра путем уменьшения амплитуды колебаний периферийных кромок мембран вибрационного узла. Технический результат достигается тем, что в пневматическом устройстве для вибрационной 2 разглинизации продуктивных пластов, включающем погружаемый в скважину на бурильных трубах пневмоударник для генерации ударных импульсов и вибрационный узел, состоящий из центральной трубы, жестко соединенной с наковальней пневмоударника, надетых на центральную трубу втулок, между которыми закреплены дисковые мембраны, стержней, посредством которых к корпусу машины присоединено дисковое днище,при этом центральная труба и втулки с мембранами выполнены с возможностью возвратнопоступательного перемещения и подпружинены относительно корпуса машины, вибрационный узел дополнительно снабжен распорными втулками,надеваемыми на стержни между дисковых мембран. Каждая распорная втулка может иметь длину,равную длине втулки, надеваемой на центральную трубу. В этом случае обеспечивается фиксация постоянного расстояния между мембранами. Или распорные втулки могут быть выполнены меньшей длины, чем втулки, надеваемые на центральную трубу. В этом случае сохраняется свобода индивидуальных колебаний мембран,но происходит сокращение амплитуды перемещения их периферийных кромок. Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство для разглинизации продуктивного пласта. Устройство включает пневмоударник 1,присоединенный к колонне бурильных труб, по которым от компрессора, расположенного на поверхности, в скважину подается сжатый воздух, и вибрационный узел. Пневмоударник известной конструкции содержит боек 2, совершающий возвратно-поступательные перемещения под воздействием сжатого воздуха, наковальню 3, по которой боек наносит удары, и переходник 7. Вибрационный узел располагается с нижнего торца пневмоударника и включает трубу 6,входящую в полость наковальни 3 и снабженную с верхнего торца обратным клапаном 4,предотвращающим попадание жидкости,находящейся в скважине, внутрь пневмоударника при его спуске в скважину. На трубе 6 с помощью плотно надетых втулок 10 закреплены дисковые упругие мембраны 12, зафиксированные снизу резьбовым наконечником 16. Сверху втулки 10 зафиксированы гайкой 8, которая имеет резьбовое соединение с трубой 6 и наковальней 3 и ходовое соединение с переходником 7. К корпусу пневмоударника 1 через переходник 7 присоединены стержни 9, проходящие через мембраны 12. Внизу к стержням 9 закреплено дисковое днище 17, относительно которого подпружинен наконечник 16 трубы 6. А наковальня 3 подпружинена пружиной 5 относительно корпуса пневмоударника. На поверхности трубы 6 выполнены кольцевые проточки 13, а в трубе 6 и втулках 10 - радиальные отверстия 11 и 14, для прохода воздуха из пневмоударника в зоны скважины между мембранами, для их очистки. 22299 На стержни 9 между мембранами 12 надеты распорные втулки 15. Соединенные гайкой 8 труба 6 с мембранами 12 и наковальня 3 образуют подвижный сердечник вибрационного узла, выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса пневмоударника и жестко соединенных с ним стержней 9 и днища 17, образующих неподвижную часть вибрационного узла. Устройство работает следующим образом. В скважину, вскрывшую продуктивный, например,водоносный пласт, перекрытый фильтром большого диаметра, в которой выходы пласта и фильтр покрыты глинистой коркой, спускают на колонне бурильных труб пневмоударник 1, входящий в фильтр вместе с вибрационным узлом. По колонне бурильных труб подают сжатый воздух от компрессора, установленного на поверхности, в пневмоударник. При этом боек 2 начинает наносить удары по наковальне 3,соединенной с подвижным сердечником вибрационного узла, т.е. удары передаются на трубу 6 и упругие мембраны 12. Под действием удара труба 6 и мембраны 12 перемещаются вниз, а пружина 5 и пружина наконечника 16 возвращают их в исходное положение. В результате мембраны,за счет своей упругости, совершают маховые движения. Колебания мембран передаются жидкости, где происходят волновые процессы,разрушающие глинистую корку. Через отверстия 11 и 14, соединенные проточками 13, в скважину поступает отработанный сжатый воздух из пневмоударника, создающий с жидкостью взвесь, удаляемую эрлифтной откачкой. Это повышает эффективность очистки скважины и фильтра от глинистой корки и упрощает откачку жидкости. Распорные втулки 15, размещаемые между мембранами 12 служат для придания синхронности движения гибким мембранам. Они могут жестко фиксировать расстояние между мембранами, или ограничивать амплитуду их размаха в заданных пределах, что достигается выбором длины втулок. Таким образом обеспечивают наиболее эффективное воздействие на глинистую корку в конкретных геологических условиях. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Пневматическое устройство для вибрационной разглинизации продуктивных пластов в скважинах большого диаметра, включающее погружаемый в скважину на бурильных трубах пневмоударник для генерации ударных импульсов и вибрационный узел, состоящий из центральной трубы, жестко соединенной с наковальней пневмоударника,надетых на центральную трубу втулок, между которыми закреплены дисковые мембраны,стержней, посредством которых к корпусу машины присоединено дисковое днище,при этом центральная труба и втулки с мембранами выполнены с возможностью возвратнопоступательного перемещения и подпружинены относительно корпуса машины, отличающееся тем,что вибрационный узел дополнительно снабжен распорными втулками, надеваемые на стержни между дисковых мембран. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая распорная втулка имеет длину, равную длине втулки, надеваемой на центральную трубу. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что распорные втулки могут быть выполнены меньшей длины, чем втулки, надеваемые на центральную трубу.