Способ очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов

Изобретение относится к области эксплуатации буровых скважин и предназначено для восстановления их работоспособности и дебитов, а также может быть использовано для очистки трубопроводов. При осуществлении способа воздействие осуществляют с учетом видов отложений на очищаемой поверхности путем задания соответствующих значений физических параметров воздействующей рабочей среды, геометрии кавитатора и его положения по отношению к очищаемой поверхности: $$\overline{x}$$ , P_o и Pc, где $$\overline{x}$$ - относительное расстояние от выхода кавитатора до очищаемой поверхности, P_o - динамическое давление на выходе кавитатора, Pc - статическое давление в затопленной полости. Значения параметров $$\overline{x}$$ и P_o задают в пределах: $$\overline{x}=5-50$$ , P_o=5-45 МПа. Статическое давление P_c в затопленной полости задают в соответствии с условием $$P_c=\mathrm{0,075}{P}_o\exp (-\mathrm{0,4}\sqrt{\overline{x})}$$ с обеспечением пульсации струйного кавитирующего потока с переменной частотой и достижением резонанса слоев отложений. При этом пульсацию струйного кавитирующего потока обеспечивают с использованием генератора качающейся частоты. Возникновение резонанса слоев отложений устанавливают по повышению концентрации загрязнений разрушенных слоев в отводимом потоке, при этом фиксируют частоту пульсации струйного кавитирующего потока, на которой осуществляют дальнейшее воздействие на очищаемую поверхность. Повышается эффективность очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области эксплуатации буровых скважин и предназначено для восстановления работоспособности и дебитов водозаборных и добывающих нефтегазовых скважин, а также может быть использовано для очистки трубопроводов.

Изобретение позволяет настраивать гидродинамическое оборудование с оптимизацией гидродинамических параметров струйных суперкавитационных потоков с использованием возбудителей кавитации для достижения суперэрозионного разрушения различных материалов в виде слоистых отложений, загрязнений и наростов в скважинах и трубопроводах.

Известен способ очистки фильтровых труб скважин (патент РФ №2061844, МПК 37/08 от 05.08.1998), включающий многократное гидродинамическое воздействие на фильтровую трубу импульсами жидкости, создаваемыми путем прокачки жидкости через кавитационный генератор, причем регулирование параметров создаваемых гидродинамических импульсов осуществляют путем одновременного прерывания потока жидкости и/или изменением его скорости, и/или изменением конфигурации потока.

Известен также способ интенсификации притока углеводородов из продуктивных пластов скважин (патент РФ №2448242, МПК 43/18 от 07.12.2010), включающий оснащение низа колонны труб кавитирующим устройством, спуск колонны труб в ствол скважины с установкой кавитирующего устройства в перфорированной части ствола и нагнетание в условиях депрессии на пласт рабочей жидкости через колонну труб в кавитирующее устройство с выбросом высокоскоростных струй рабочей жидкости из равномерно распределенных по окружности выходных отверстий его каналов, перпендикулярных оси ствола скважины, для осуществления кавитационно-волнового воздействия на перфорированную толщу пласта при поступательном перемещении колонны труб, причем кавитирующее устройство оборудуют, по меньшей мере, одним многоканальным струйным аппаратом, обеспечивающим формирование криволинейных потоков рабочей жидкости с выбросом струй в радиальных направлениях к стенкам ствола скважины с шагом выходных отверстий их каналов, как минимум не превышающим диаметра перфорационных каналов, при этом при оборудовании кавитирующего устройства соосно размещаемыми N многоканальными струйными аппаратами выходные отверстия каналов каждого из них смещают относительно друг друга в радиальных плоскостях стволах скважины на 1/N их шага.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известный способ гидрокавитационного эрозионного разрушения наростов и отложений, а также горной породы в водной среде (патент РФ №2315848, МПК E21B 7/18; E21C 37/00 от 28.12.2005), включающий подачу на вход гидрокавитационного устройства воды под давлением, активизацию внутри этого устройства гидрокавитационного процесса с помощью находящегося там тела кавитации и направление кавитирующей струи воды с выхода этого устройства на разрушаемую поверхность, причем на входе устройства обеспечивают давление от 90 до 200 атмосфер, на первоначальном этапе искусственно заполняют водой пространство перед разрушаемой поверхностью на высоту от 300 мм водяного столба, затем расстояние от среза выхода устройства до разрушаемой поверхности обеспечивают в пределах от 20 до 1500 мм, причем формируют гидрокавитационный процесс максимальной мощности и представляющий собой вибрационную суперкавитацию с локальным нагреванием среды, ионизацией воды и кавитационной эрозией разрушаемой поверхности, что обеспечивают за счет искусственного формирования вынужденных колебаний водного потока, для чего его направляют внутри гидрокавитационного устройства двумя различными путями, первым - через двухступенчатые камеры с разным поперечным сечением этих ступеней, а вторым - через полое тело кавитации в форме конфузора, закрепленное в этой камере, затем обе указанных водных струи смешивают в сопле на выходе устройства, при этом существование вибрационной суперкавитации определяют согласно формуле

(P_n/P_o)(l_o/d_o)≤0,8,

где P_n/P_o - число кавитации, определяемое как отношение гидростатического давления вокруг истекающей водной струи на разрушаемую поверхность (Pn) к полному давлению на выходе гидрокавитационного устройства (Po);

l_o - расстояние от среза выхода устройства до поверхности разрушения;

d_o - наименьший диаметр сечения гидрокавитационного устройства.

Однако известные способы очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов обладают недостаточной эффективностью, поскольку при их осуществлении не учитывается совокупность физических параметров конкретных видов материалов слоистых отложений и загрязнений и не осуществляется оптимальный выбор параметров рабочего процесса воздействия на очищаемую поверхность.

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов, достигается в предлагаемом способе, основанном на воздействии на очищаемую поверхность жидкой рабочей средой, находящейся в состоянии кавитирующего вибрирующего потока, создаваемого кавитатором, тем, что воздействие на различные виды слоев отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности осуществляют с учетом видов отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности путем задания соответствующих значений физических параметров воздействующей рабочей среды, геометрии кавитатора и его положения по отношению к очищаемой поверхности:

$$\overline{x}$$ , P_o и Pc, где $$\overline{x}$$ - относительное расстояние от выхода кавитатора до очищаемой поверхности, P_o - динамическое давление на выходе кавитатора, Pc - статическое давление в затопленной полости, при этом $$\overline{x}=\raisebox{1ex}{$l$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$d_0$}\right.$$ , где l - расстояние от выхода кавитатора до очищаемой поверхности, d_o - диаметр проходного рабочего сечения кавитатора, причем значения параметров $$\overline{x}$$ и P_o задают в пределах:

$$\overline{x}=5-50$$ , P_o=(5-45) МПа,

а статическое давление Pc в затопленной полости задают в соответствии с условием $$P_c=\mathrm{0,075}{P}_o\exp (-\mathrm{0,4}\sqrt{\overline{x})}$$ с обеспечением пульсации струйного кавитирующего потока с переменной частотой и достижением резонанса слоев отложений.

При этом для отложений в виде рыхлых ржавчины и накипи задают $$\overline{x}=40-50$$ , P_o=(12-20) МПа, для наростов в виде известняка задают $$\overline{x}=10-40$$ , P_o=(5-15) МПа, для глинистых наслоений задают $$\overline{x}=5-10$$ , P_o=(10-15) МПа, для песчаных наслоений задают $$\overline{x}=40-50$$ , P_o=(5-10) МПа, для отложений в виде стойких ржавчины и накипи задают $$\overline{x}=10-40$$ , P_o=(30-45) МПа. для цемента с песком задают $$\overline{x}=25-40$$ , P_o=(10-20) МПа.

Указанный технический результат достигается также тем, что пульсацию струйного кавитирующего потока обеспечивают с использованием генератора качающейся частоты, причем устанавливают возникновение резонанса слоев отложений по повышению концентрации загрязнений разрушенных слоев в отводимом потоке, при этом фиксируют частоту пульсации струйного кавитирующего потока, на которой осуществляют дальнейшее воздействие на очищаемую поверхность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлен график зависимости относительной скорости интенсивности $$\overline{{\nu }_{э}}$$ проникновения эрозии вглубь наслоений на очищаемой поверхности от относительного расстояния $$\overline{X}$$ от выхода кавитатора до очищаемой поверхности;

на фиг.2 представлена относительная зависимость интенсивности зоны расширения эрозии наслоений Sэ от относительного расстояния $$\overline{X}$$ до поверхности воздействия струйного потока;

на фиг.3 представлена относительная зависимость интенсивности массового эрозионного выноса Gэ материала с поверхности очистки от относительного расстояния до поверхности воздействия струйного потока;

на фиг.4 представлен график совмещенных зависимостей $$\overline{{\nu }_{э}}$$ , Sэ, Gэ от относительного расстояния $$\overline{X}$$ (соответственно кривые 1, 2, 3) при определении оптимальных параметров и выборе зоны максимального эрозионного воздействия суперкавитационного струйного потока, истекающего из возбудителя кавитации, для получения максимального эффекта суперкавитации;

на фиг.5 представлен схематический рисунок воздействия струйного кавитационного потока на очищаемую поверхность при постоянных значениях параметров входного давления P₀, относительного расстояния до поверхности образца, $$\overline{X}$$ и переменном противодавлении от 0 до 1,8 МПа с эпюрой скорости потока.

В основе предлагаемого способа лежит принцип выбора оптимальных параметров струйного суперкавитационного истечения жидкости из возбудителя кавитации с влиянием на эффективность эрозионного воздействия, от которой зависит производительность и качество процесса очистки поверхности от наслоений.

Эффективность эрозионного воздействия затопленной суперкавитационной струи зависит от подведенного давления к отверстию возбудителя кавитации (кавитатора), противодавления в затопленной полости, расстояния от среза сопла, а также конструкции элементов кавитатора.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

На очищаемую поверхность воздействуют жидкой рабочей средой, находящейся в состоянии кавитирующего вибрирующего потока, создаваемого кавитатором. При этом воздействие на различные виды слоев отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности осуществляют с учетом видов отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности путем задания соответствующих значений физических параметров воздействующей рабочей среды, геометрии кавитатора и его положения по отношению к очищаемой поверхности: $$\overline{x}$$ , P_o и Pc, где $$\overline{x}$$ - относительное расстояние от выхода кавитатора до очищаемой поверхности, P_o - динамическое давление на выходе кавитатора, Pc - статическое давление в затопленной полости, при этом $$\overline{x}=\raisebox{1ex}{$l$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$d_0$}\right.$$ , где l - расстояние от выхода кавитатора до очищаемой поверхности, d_o - диаметр проходного рабочего сечения кавитатора, причем значения параметров $$\overline{x}$$ и P_o задают в пределах:

$$\overline{x}=5-50$$ , P_o=(5-45) МПа,

а статическое давление Pc в затопленной полости задают в соответствии с условием $$P_c=\mathrm{0,075}{P}_o\exp (-\mathrm{0,4}\sqrt{\overline{x})}$$ с обеспечением пульсации струйного кавитирующего потока с переменной частотой и достижением резонанса слоев отложений.

При осуществлении предлагаемого способа используют явление резонанса слоев отложений на очищаемой поверхности. Частота резонанса зависит от физических свойств материала отложений и толщины слоя, который приводят в принудительную вибрацию пульсирующим струйным потоком.

При этом используют генератор качающейся частоты и устанавливают возникновение резонанса слоев отложений по повышению концентрации загрязнений разрушенных слоев в отводимом потоке, фиксируют резонансную частоту, на которой осуществляют дальнейшее воздействие на очищаемую поверхность.

Для теоретического обоснования предлагаемого способа используются следующие обозначения:

П - производительность очистки, м²/с;

ν_n - скорость перемещения суперкавитационной струи по очищаемой поверхности, м/с, ;

ν_э - скорость интенсивности проникновения эрозии вглубь наслоений на очищаемой поверхности, м/с;

Sn - ширина полосы удаления наслоений, м, ;

S_э - интенсивности зоны расширения эрозии наслоений, м;

Gм - масса вынесенного материала наслоений, кг, ;

Gэ - интенсивность массового эрозионного выноса материала с поверхности очистки, кг/с;

K - опытная постоянная ;

I_эр - интенсивность эрозионного воздействия струйного суперкавитационного потока.

С достаточной для практики точностью производительность эрозионного разрушения и удаления наслоений путем воздействия суперкавитационного потока жидкости на поверхность струйного растекания с учетом интенсивности параметров эрозионного воздействия можно определить из выражения:

В свою очередь, интенсивность эрозионного воздействия струйного суперкавитационного потока однозначно зависит от прочностных характеристик материала наслоений и его толщины, а также динамических и кавитационных параметров струйного суперкавитационного потока. Функциональная зависимость интенсивности эрозионного воздействия струйного суперкавитационного потока на поверхность материала наслоений, от различных параметров процесса воздействия, может быть представлена в общем виде:

где М - эрозионная стойкость материала наслоений к суперкавитационному разрушению с учетом адгезионных характеристик наслоений; δ - толщина материала наслоений, м; d₀ - диаметр проходного рабочего сечения кавитатора, м; P₀ - динамическое давление на выходе кавитатора, МПа; Pc - статическое давление в затопленной полости, МПа; $$\overline{X}$$ - относительное расстояние l от выхода кавитатора до поверхности воздействия струйного суперкавитационного потока $$\raisebox{1ex}{$l$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$d_0$}\right.$$ .

Все входящие в зависимость (2) факторы могут быть разделены на две группы.

К первой группе относятся те, которые являются переменными, но нерегулируемыми при выборе параметров процесса эрозии.

В эту группу входят: эрозионная стойкость материала покрытия поверхности кавитационному разрушению, толщина материала наслоений.

Ко второй группе факторов, которые поддаются регулированию, относятся диаметр рабочего проходного сечения возбудителя кавитации-кавитатора, динамическое давление на выходе кавитатора, статическое давление в затопленной полости, расстояние от выхода кавитатора до поверхности струйного суперкавитационного воздействия, время воздействия суперкавитационной струи на поверхность материала наслоений.

В предлагаемом способе процесс очистки определяется выбором регулируемых параметров, а именно динамического давления на выходе кавитатора P₀, относительного расстояния $$\overline{X}$$ от выхода кавитатора до очищаемой поверхности и статического давления в затопленной полости Pc.

После выбора рабочих параметров гидродинамической высоконапорной установки переходят к определению и выбору значений оптимального статического давления в затопленной полости Pc, вычисляемого по формуле:

Если изменять статическое давление в затопленной области истечения струйного суперкавитационного потока от 0 до 2 МПа при постоянном входном давлении в кавитатор P₀=20 МПа и относительном расстоянии $$\overline{X}=50$$ , то при воздействии на поверхность из какого-либо хрупкого, но прочного материала можно увидеть кратеры эрозионного разрушения (фиг.5).

Как видно из фиг.5, с увеличением P_c от 0 до 1,2 МПа эрозионная зона разрушения материала увеличивается, с 1,2 до 1,5 МПf она максимальна, а с 1,5 и до 2 МПа она уменьшается.

Для получения максимальной или необходимой производительности процесса очистки и подтверждения правомерности выбранных исходных параметров необходимо выполнить соответствующие технологические расчеты.

Если, например, прочностные характеристики наслоений (которые необходимо удалить с поверхности материала) близки к прочности цемента марки 500, то в качестве примера можно воспользоваться полученными автором формулами.

1. Скорости проникновения эрозии вглубь очищаемой поверхности νэ, м/с, определяемой по формуле (4) путем подстановки в нее соответствующих значений P₀ и $$\overline{X}$$ или по представленному графику относительной зависимости $${\overline{\nu }}_{э}={\nu }_{э}/\nu {э}_{MAX}$$ примера одного значения P_0, представленного на фиг.1:

где C₁=-0,0136exp(-0,17P₀); C₂=-0,044(0,064P₀-1);

К¹ - постоянный коэффициент.

Из анализа зависимостей, изображенных на фиг. 1, следует, что процесс скорости проникновения эрозии вглубь, наслоений можно разделить по времени на три периода.

В первом периоде, исчисляемом несколькими секундами, с увеличением $$\overline{X}$$ величина $$\overline{{\nu }_{э}}$$ резко снижается на 50%, а затем с ростом величины $$\overline{X}$$ увеличивается на 20% и постепенно падает. Это объясняется тем, что при близком расстоянии от среза кавитатора до очищаемой поверхности на обрастания воздействуют как динамическим максимальным струйным давлением, так и кавитационным эрозионным эффектом. С увеличением $$\overline{X}$$ динамический эффект резко уменьшается, а кавитационный эффект увеличивается за счет расширения зоны кавитационной каверны G_э. (фиг.2).

Сопоставление зависимостей $$\overline{\nu }э=f\left(\overline{X}\right)$$ , полученных по экспериментальным данным для кавитаторов с различными диаметрами проходного сечения, позволяет заключить, что увеличение диаметра сопровождается ростом νэ.

2. Интенсивность зоны расширения эрозии наслоений S_э определяется по формуле путем подстановки в нее соответствующих значений P₀ и $$\overline{X}$$ или по представленному графику относительной зависимости $$\overline{S}э=Sэ/S{э}_{MAX}$$ для примера одного значения P₀, представленного на фиг.2:

где

С₁=-7,510^-4ехр(-0,046P₀), C₂=0,3P₀+4,5.

Анализ графика на фиг. 2 показывает, что с увеличением $$\overline{X}$$ ширина очага эрозии изменяется по кривой с максимумом. С увеличением P_o положение максимума может смещаться в сторону увеличения $$\overline{X}$$ .

3. Интенсивность массового эрозионного выноса материала с поверхности очистки G_э может быть рассчитана по формуле путем подстановки в нее соответствующих значений P₀ и $$\overline{X}$$ или по представленному графику относительной зависимости $$\overline{Gэ}=Gэ/G{э}_{MAX}$$ для примера одного значения P₀, представленного на фиг.3

A=190,35P₀ ²+7,9P₀; B=1,21P₀+0,009.

Из анализа зависимостей, изображенных на фиг. 3, следует, что весь процесс интенсивности массового эрозионного выноса материала с поверхности очистки $$\overline{G_{э}}$$ можно (как и на фиг. 1) разделить по времени на три периода. В первом, исчисляемом несколькими секундами, с увеличением $$\overline{X}$$ величина $$\overline{G_{э}}$$ резко снижается на 40%, а затем с ростом величины $$\overline{X}$$ увеличивается на 20% и затем постепенно падает.

Это объясняется тем, что величина $$\overline{G_{э}}$$ прямо пропорционально зависит от величины $$\overline{{\nu }_{э}}$$ .

Для наглядности выбора оптимальных режимных параметров струйного суперкавитационного истечения жидкости результаты экспериментальных исследований, представленные на фиг.1-3, сведены в совмещенный график на фиг. 4, на котором цифрами обозначены:

1 - относительной нтенсивности зоны расширения эрозии наслоений $$\overline{S}э=Sэ/S{э}_{MAX}$$ ,

2 - относительной скорости интенсивности проникновения эрозии вглубь наслоений на очищаемой поверхности $${\overline{\nu }}_{э}={\nu }_{э}/\nu {э}_{MAX}$$ ,

3 - относительной интенсивности массового эрозионного выноса материала с поверхности очистки $$\overline{Gэ}=Gэ/G{э}_{MAX}$$ от относительного расстояния $$\overline{X}=l/d_o$$ от среза кавитатора до поверхности растекания суперкавитационной струи.

Из фиг. 4 следует, что оптимальное расстояние для максимальной зоны суперэрозии от поверхности до среза кавитатора находится в диапазоне $$\overline{X}=\left(40-60\right)$$ (заштрихованный участок).

Для получения максимального эффекта суперкавитации при работе с высоконапорной насосной установкой необходимо выбирать и рассчитать по вышеприведенным формулам такие рабочие параметры струйного суперкавитационного потока, истекающего из возбудителя кавитации, чтобы все они находились в зоне максимального эрозионного воздействия суперкавитационного струйного потока истекающего из возбудителя кавитации, к примеру в зоне $$\overline{X}=\left(40-60\right)$$ , как показано на фиг.4.

Экспериментальные исследования показали, что, изменяя параметры кавитации, можно получать различную интенсивность эрозионного разрушения материала.

Это обеспечивает эффективную очистку поверхностей от наслоений, имеющих различную стойкость при кавитационно-эрозионном воздействии, и восстановление работоспособности и дебитов водозаборных и добывающих нефтегазовых скважин.

Подставляя найденные значения в формулу (1) и формулу (2), можно с достаточной для практики точностью определить оптимальную производительность очистки при соблюдении выбранных значений параметров.

Пример технической реализации предлагаемого способа поясняется рисунком на фиг.5.

Высоконапорный поток жидкости 1, поступающий из насоса высокого давления (на схеме не показан), проходит через генератор качающейся частоты 2, управление которым осуществляется блоком управления 3, и поступает к кавитатору 4. Кавитатор 4 при этом вводится в зону воздействия (скважину или трубу) с помощью соответствующих технических средств (на фиг.5 не показаны).

В кавитаторе 4 (см. например, конструкцию кавитатора по патенту РФ №2315848) возбуждается кавитация, благодаря которой из потока жидкости выделяются газопаровые пузырьки, которые, истекая вместе с потоком в окружающую поток жидкость, образуют каверну с тороидальными сечениями по ее длине. Скорость потока вначале увеличивается, но за счет части схлопывающихся газопаровых пузырьков резко тормозится и за счет их схлопывания в дальнейшем увеличивается. Происходит динамическая пульсация потока с изменением частоты и амплитуды. При растекании струйного пульсационного потока по поверхности с отложениями эта пульсация оказывает переменное гидродинамическое давление на отложения.

Если частота пульсации в растекающемся струйном кавитационном потоке достигает значения резонансной частоты слоев отложений, то они разрушаются и уносятся отводимым потоком.

Генератор 2 качающейся частоты, управляемый блоком 3, осуществляет воздействие на поток жидкости, увеличивая или уменьшая частоту пульсации гидродинамического давления в струйном потоке до тех пор, пока не произойдет резонанс слоев отложений, который контролируется по повышению концентрации загрязнений, выходящих из скважины и трубопровода. Контроль может осуществляться визуально оператором (водолазом) или автоматически (с помощью оптических датчиков загрязненности потока). При этом блок 3 формирует управляющий сигнал на генератор 4 для фиксации частоты, на которой осуществляется пульсация потока жидкости, поступающей на кавитатор 4, который формирует струйный кавитирующий поток 5.

При изменении противодавления Pк в окружающей струйный поток жидкости производится перенастройка блоком управления 3 генератора качающейся частоты 2 на новое значение при достижении резонанса слоев отложений.

С увеличением противодавления в окружающей струйный поток жидкости до 1.2 МПа происходит увеличение разрушающей способности кавитации в струйном потоке (см. увеличение размеров кратеров 6 эрозии на фиг.5). Это объясняется тем, что противодавление влияет на эффективность взрывного действия газопаровых пузырьков. Дальнейшее увеличение противодавления Pк (более 1.2 МПа) в окружающем потоке жидкости снижает эффективность за счет «задавливания» кавитации.

На основе проведенных экспериментов с различными видами отложений были получены оптимальные значения параметров очистки, которые необходимо поддерживать для обеспечения эффективной очистки для конкретных видов отложений, загрязнений и наростов, представленные в таблице.

Таким образом, предложенный способ очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов позволяет настраивать параметры воздействия на обрабатываемую поверхность струйным кавитирующим вибрирующим потоком, достигать максимальной степени воздействия и тем самым повышать эффективность очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов.

Проведенные испытания показали высокую эффективность очистки скважин и трубопроводов, поскольку в нем осуществляется подстройка физических параметров гидрокавитационного воздействия на конкретные виды слоистых отложений, загрязнений и наростов с учетом резонансных свойств этих слоев на внутренних поверхностях.

Предложенный способ соответствует условиям новизны и промышленной применимости и может быть неоднократно воспроизведен.

Для осуществления предлагаемого способа используется стандартное оборудование для создания высоконапорных струй жидкости, кавитатор с определенными требованиями к конструкции, средства для обеспечения введения кавитатора в трубопровод или скважину на определенную глубину, а также средства управления процессом, например генератор качающейся частоты («свип-генератор»), блок управления и датчики, позволяющие осуществлять контроль за процессом.

1. Способ очистки и восстановления работоспособности скважин и трубопроводов, основанный на воздействии на очищаемую поверхность жидкой рабочей средой, находящейся в состоянии кавитирующего вибрирующего потока, создаваемого кавитатором, отличающийся тем, что воздействие на различные виды слоев отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности осуществляют с учетом видов отложений, загрязнений и наростов на очищаемой поверхности путем задания соответствующих значений физических параметров воздействующей рабочей среды, геометрии кавитатора и его положения по отношению к очищаемой поверхности: $$\overline{x}$$ , P_o и Pc, где $$\overline{x}$$ - относительное расстояние от выхода кавитатора до очищаемой поверхности, P_o - динамическое давление на выходе кавитатора, Pc - статическое давление в затопленной полости, при этом $$\overline{x}=\raisebox{1ex}{$l$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$d_0$}\right.$$ , где l - расстояние от выхода кавитатора до очищаемой поверхности, d_o - диаметр проходного рабочего сечения кавитатора, причем значения параметров $$\overline{x}$$ и P_o задают в пределах:
$$\overline{x}=5-50$$ , P_o=(5-45) МПа,
а статическое давление Pc в затопленной полости задают в соответствии с условием P_c=0,075 $$P_o\exp (-\mathrm{0,4}\sqrt{\overline{x})}$$ с обеспечением пульсации струйного кавитирующего потока с переменной частотой и достижением резонанса слоев отложений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для отложений в виде рыхлых ржавчины и накипи задают $$\overline{x}=40-50$$ , P_o=(12-20) МПа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для наростов в виде известняка задают $$\overline{x}=10-40$$ , P_o=(5-15) МПа.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для глинистых наслоений задают $$\overline{x}=5-10$$ , P_o=(10-15) МПа.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для песчаных наслоений задают $$\overline{x}=40-50$$ , P_o=(5-10) МПа.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для отложений в виде стойких ржавчины и накипи задают $$\overline{x}=10-40$$ , P_o=(30-45) МПа.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что для цемента с песком задают $$\overline{x}=25-40$$ , P_o=(10-20) МПа.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что пульсацию струйного кавитирующего потока обеспечивают с использованием генератора качающейся частоты.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают возникновение резонанса слоев отложений по повышению концентрации загрязнений разрушенных слоев в отводимом потоке, при этом фиксируют частоту пульсации струйного кавитирующего потока, на которой осуществляют дальнейшее воздействие на очищаемую поверхность.