WO2015190944A1

WO2015190944A1 - Скважинный акустический прибор для обработки призабойных зон нефтяных и газовых пластов

Info

Publication number: WO2015190944A1
Application number: PCT/RU2014/000426
Authority: WO
Inventors: Александр Алексеевич САЛТЫКОВ; Юрий Алексеевич САЛТЫКОВ; Дарина Юрьевна САЛТЫКОВА; Сергей Сергеевич ДЕМЕНТЬЕВ
Original assignee: Ilmasonic Science LLC
Current assignee: Ilmasonic Science LLC
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: US20170089181A1; US10253601B2

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи скважинных флюидов. Скважинный акустический прибор содержит верхнюю головку для крепления к геофизическому кабелю или шлангокабелю, акустический излучатель и нижнюю направляющую головку. Излучатель состоит из корпуса с размещенными перпендикулярно его оси пьезопреобразователями из пьезокерамических шайб. Корпуса излучателей выполнены цилиндрической формы из метала с отфрезерованной поверхностью и соединяются между собой посредством резино-пластиковой заливки. Обеспечивается увеличение акустической мощности излучателя в радиальном направлении, возможность обработки горизонтальных и боковых стволов.

Description

СКВАЖИННЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНЫХ ЗОН НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к устройствам для акустической обработки призабойной зоны пласта.

Известен, принятый за прототип, излучатель акустический скважинный (патент RU 2193651, от 23.1 1.2001), содержащий продольно-поляризованные пьезопреобразователи, выполненные из электрически соединенных параллельно пьезокерамических шайб, расположенных перпендикулярно оси корпуса, для увеличения акустической мощности в радиальном направлении. В связи с отмеченными выше особенностями конструктивного исполнения, излучатель может быть реализован только в диаметре порядка 100 мм.

Недостатками этого излучателя являются:

- невозможность обработки горизонтальных и боковых стволов из-за отсутствия НКТ в скважине, что запрещено в соответствии с вопросами безопасной эксплуатации скважин;

- невозможность его работы по эксплуатационной колонне по той же причине;

- небольшая длина излучателя, что многократно увеличивает время обработки горизонтальных участков скважины;

- при увеличении длины излучателя теряется его проходная способность в искривленных участках скважины при переходе в боковой ствол и в горизонтальный участок. Технической задачей изобретения является увеличение акустической мощности излучателя в радиальном направлении, возможность обработки горизонтальных и боковых стволов, работа излучателя в эксплуатационной колонне без спуска НКТ (при работе со шлангокабелем) и увеличение площади излучения.

Задача увеличения воздействия акустической энергии в радиальном направлении решается за счет размещения пьезопреобразователей перпендикулярно оси скважины (на пласт воздействуют продольные волны), использования корпуса в качестве излучающей поверхности, а также за счет формы излучающей поверхности корпуса.

Работа по эксплуатационной колонне (без использования НКТ), в боковом и горизонтальном стволах решается за счет применения шлангокабеля, позволяющего производить промывку и аварийное глушение скважины при спущенном излучающем комплекте.

Увеличение площади излучения происходит вследствие возможности присоединения дополнительных излучателей.

Гибкость и высокая проходимость по искривленным участкам скважины достигается резино-полимерным соединением блоков и нижней конусообразной направляющей головки АСК.

Пьезопреобразователи состоят из параллельных пьезокерамических шайб круглого сечения, которые установлены предварительно напряженными.

На фиг. 1 представлен продольный разрез излучателя и резино- пластикового соединения, показывающий конструкцию пьезопреобразователей, их взаимное пространственное расположение и конструкцию соединения излучателей 5-ти излучателей, где 1 - излучатели, 2 - резино-пластиковые соединения, 3 - узел крепления грузонесущего геофизического кабеля или шлангокабеля.

Акустический излучатель (фиг. 1) состоит из пьезопреобразователей 3, состоящих из пьезокерамических шайб (по 5 шт. в каждом пьезопреобразователе), установленных внутри корпуса 2. Верхний и нижний излучатели 7 соединяются между собой тросиками 9 (4 шт.) и резино-пластиковой заливкой 8, выдерживающими заданное разрывное усилие в осевом направлении. Пьезокерамические шайбы скрепляются вплотную друг к другу с помощью металлических шайб 16, винта 13 и гайки 14. Пьезопреобразователи 3 скрепляются между собой стяжными винтами 4 (4 шт.) и втулками 7. Между пьезопреобразователями устанавливаются резино-металлические прокладки 5. На гирлянду пьезопреобразователей одевается цилиндрический корпус 2. Крепление и герметизация корпуса 2 происходят за счет сжимания и расширения в радиальном направлении резиновой прокладки 6 сжимающими гайками 10. Дополнительная герметизация и крепление корпусов 2 происходит за счет резино- пластиковой заливки 8. Электропитание к пьезопреобразователям подается по проводам 11 , которые проходят через отверстия в деталях 5 и 7. Пьезопреобразователи подсоединяются к проводам по параллельной схеме. Провода между излучателями соединяются при помощи специально разработанных соединительных узлов 12 и заливаются резино-пластиком. Для предотвращения попадания резино-пластика внутрь корпуса 2, в цилиндрические отверстия втулок 7 устанавливаются резиновые пробки 15. Управлять параметрами пьезопреобразователей возможно непосредственно при их работе за счет обработки сигналов, поступающих на блок электроники.

Предварительное напряжение шайб осуществляется с помощью винта 13, гайки 14 и двух металлических шайб 16. С помощью заданного напряжения возможно настроить частоту резонанса и значение импеданса каждого пьезопреобразователя под необходимые значения в момент сборки.

Корпус и его детали выполнены из сталей различных марок. Работа излучателя происходит по следующей схеме. Промышленное напряжение, после преобразований в наземном блоке (частота, напряжение,сила тока, фазовый сдвиг через геофизический кабель (шлангокабель) подается на акустический излучатель в скважине. Напряжение, через блок электроники, подается на пьезопреобразователи, где, за счет пьзоэффекта, возникает акустическая волна, несущая механическую энергию, которая воздействует непосредственно на окружающую излучатель среду.

Claims

Формула изобретения

1. Скважинный акустический прибор, содержащий верхнюю головку для соединения с геофизическим кабелем, акустический излучатель, состоящий из отфрезерованного особым образом корпуса и пьезопреобразователей, размещённых перпендикулярно оси корпуса, обеспечивающие увеличение мощности акустического излучения в радиальном направлении, и направляющую головку, все блоки прибора соединяются тросиками и резинопластиковой заливкой для обеспечения гибкости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вместо геофизического кабеля используется шлангокабель, обеспечивающий применение САП без НКТ в эксплуатационной колонне и в боковых стволах.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используются акустические излучатели большего диаметра для увеличения удельной мощности для обеспечения добычи тяжёлых и высоковязких нефтей.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с помощью резино- пластикового соединения увеличивается общая длина САП с целю увеличения зоны охвата для работы в горизонтальных скважинах.