Устройство для гидроразрыва пласта

 

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности при воздействии на нефтегазоносные и водоносные пласты. Обеспечивает повышение эффективности воздействия на пласт за счет создания мощных ударных импульсов и снижения затрат на ввод пласта в рабочий режим. Сущность изобретения: устройство включает обсадную колонну со сквозными продольными каналами. На обсадной колонне установлены направляющие кожухи,выполненные с радиальными окнами. В направляющих кожухах помещены призмы,которые перекрывают радиальные окна. Призмы подпружинены друг относительно друга и образуют между собой полости, сообщенные с полостью обсадной колонны. Устройство снабжено источником возбуждения колебаний, выполненным в виде кавитационного генератора. Последний имеет диффузор, радиальные сквозные пазы ниже диффузора и обратный клапан. Этот клапан помещен под радиальными сквозными пазами. Кавитационный генератор выполнен вставным с возможностью его помещения в обсадной колонне и совмещения его радиальных сквозных пазов со сквозными продольными каналами обсадной колонны.1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазовододобывающей промышленности и может быть использовано для воздействия на нефтегазоносные и водоносные пласты.

Известно устройство для гидроразрыва пласта, содержащее герметичный корпус с соплом и размещенный в полости корпуса пороховой заряд с воспламенителем.

Недостатком устройства является его низкая надежность.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для гидроразрыва пласта, включающее обсадную колонну со сквозными продольными каналами, направляющие кожухи с радиальными окнами, установленные на обсадной колонне, призмы, помещенные в направляющих кожуха, перекрывающие их радиальные окна, подпружиненные друг относительно друга и образующие между собой полости, сообщенные с полостью обсадной колонны.

К недостаткам данного устройства относятся незначительная глубина образующихся трещин и необходимость проведения дополнительных работ по вскрытию пласта после проведения гидроразрыва. Малый радиус трещин связан с незначительными ударными нагрузками на пласт, а проведение дополнительных работ с перекрытием радиальных направляющих кожухов после снятия давления на пласт.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности воздействия на пласт за счет создания мощных ударных импульсов и снижение затрат на ввод пласта в рабочий режим.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для гидроразрыва пласта, включающее обсадную колонну со сквозными продольными каналами, направляющие кожухи с радиальными окнами, установленные на обсадной колонне, призмы, помещенные в направляющих кожухах, перекрывающие их радиальные окна, подпружиненные друг относительно друга и образующие между собой полости, сообщенные с полостью обсадной колонны, снабжено источником возбуждения колебаний в виде кавитационного генератора с диффузором, радиальными сквозными пазами ниже диффузора и обратным клапаном под радиальными сквозными пазами, при этом кавитационный генератор выполнен вставным с возможностью его помещения в обсадной колонне и совмещения его радиальных сквозных пазов со сквозными продольными каналами обсадной колонны.

Кроме того, обратный клапан помещен в нижней части кавитационного генератора соосно с его продольной осью.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство,продольный разрез; на фиг. 2 сечение по А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение по А-А в момент разрыва пласта.

Предлагаемое устройство включает обсадную колонну 1 со сквозными каналами 2, установленные на ней направляющие кожухи 3 с радиальными окнами 4, размещенные в кожухе 3 подпружиненные в горизонтальной плоскости пружинами 5 призмы 6 и кавитационный генератор колебаний 7 с продольными сквозными пазами 8 и осевым обратным клапаном 9. Сквозные каналы 2, пазы 8 и полость 10, образованная призмами 6,выполнены в виде продольных прорезей, высоты которых выбирают в зависимости от мощности пласта. В рабочем положении каналы 2, пазы 8 и полости 10 располагают в одной вертикальной плоскости.

Устройство работает следующим образом. Обсадную колонну 1 совместно с направляющими кожухами 3 с установленными призмами 6 спускают в необсаженную скважину и после установки в заданном интервале производят цементирование раствором 11. После этого в обсадную колонну 1 спускают на колонне труб 13 кавитационный генератор колебаний 7, совмещают любым известным способом его выхлопные окна 8 с продольными каналами 2 обсадной колонны 1 и начинают прокачивать через генератор колебаний жидкость разрыва /например, воду с песком определенного размера/. При спуске кавитационного генератора 7 жидкость, находящаяся в скважине, свободно поступает в полость генератора 7 и труб через открытый обратный клапан 9, благодаря чему уменьшается эффект поршневания, а следовательно,уменьшается и воздействие на стенки скважины - ускоряется процесс спуска устройства в скважине. Жидкость разрыва через сквозные пазы 8 и каналы 2 попадает в полость 10, где под действием избыточного давления, создаваемого ударной волной, возбуждаемой схлопыванием кавитационных полостей в диффузоре кавитационного генератора колебаний,сжимает пружину 5 и открывает радиальные окна 4. Жидкость под высоким давлением поступает в продуктивный пласт 12 и образует трещины 13. При этом благодаря оснащению кавитационного генератора обратным клапаном 9 вся жидкость направляется через радиальные пазы 8 в пласт 12. С целью расширения трещины в жидкости разрыва размер частиц песка /зернистость/ постепенно увеличивают. После закачки определенного объема жидкости давление в генераторе 7 сбрасывают и призмы 6 под действием пружины 5 перекрывают радиальное окно 4 и не дают жидкости разрыва влиться из трещины 13 в полость обсадной колонны 1. Благодаря этому предотвращается выдавливание жидкости разрыва из образовавшихся трещин. Эффективность этого явления увеличивается благодаря использованию кавитационного генератора, рабочая характеристика которого может регулироваться в широких пределах.

После окончания работ по гидроразрыву пласта попавший на забой скважины песок может быть извлечен путем проведения откачки из колонны с генератором колебаний при одновременной подаче воды в межтрубное пространство.

Формула изобретения

1. Устройство для гидроразрыва пласта, включающее обсадную колонну со сквозными продольными каналами, направляющие кожухи с радиальными окнами, установленные на обсадной колонне, призмы, помещенные в направляющих кожухах, перекрывающие их радиальные окна, подпружиненные друг относительно друга и образующие между собой полости, сообщенные с полостью обсадной колонны, отличающееся тем, что оно снабжено источником возбуждения колебаний в виде кавитационного генератора с диффузором, радиальными сквозными пазами ниже диффузора и обратным клапаном под радиальными сквозными пазами, при этом кавитационный генератор выполнен вставным с возможностью его помещения в обсадной колонне и совмещения его радиальных сквозных пазов со сквозными продольными каналами обсадной колонны.

2. Устройство для гидроразрыва пласта по п.1, отличающееся тем, что обратный клапан помещен в нижней части кавитационного генератора соосно с его продольной осью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3