Ахметов.Н.Н., Әліханов М.У.

Казахский Национальный Исследовательский Технический Университет имении К.И.Сатпаева. г.Алматы, Республика Казахстан

Nurtan91@mail.ru

 

Разработка погружных технических средств, основанных на акустическом методе разглинизации пластов

 

Разновидностью методов, основанных на использовании гидромеханиче­ских колебаний для освоения скважин, является акустический метод, разрабо­танный под руководством А.Б.Мещенского [1].

Для реализации способа создана установка УЗРС, смонтированная на авто­прицепе грузоподъемностью 4 т. В комплект установки входят генератор тока высокой частоты ВПЧ-30/8000, щит управления и контроля, электролебедка с силовым кабелем типа КРИТ для питания излучателей ультразвукового снаря­да, центробежный насос для водяного охлаждения преобразователя частоты, проволочный ерш для обработки внутренней полости фильтра, два резиновых шланга длиной по 150 м, вентилятор и электронагреватель.

Основным рабочим органом установки является ультразвуковой снаряд. Он состоит из двух магнитострикционных излучателей, соосно закрепленных на стальной опорной трубе. Излучатели представляют собой полые цилиндры, на­бранные из плоских никелевых колец толщиной 0,1-0,2 мм. Внешний диаметр излучателя 220 мм, внутренний 150 мм, высота активной части     250 мм. Резо­нансная частота питающего тока 8 кГц. Обмотка излучателей выполнена в за­крытых вертикальных пазах.

Излучатели сверху и снизу ограничены пневматическими пакерами с резино­выми оболочками, закрепленными на опорной трубе. Между излучателями и тру­бой имеется полость шириной 30 мм. Участок трубы между пакерами перфориро­ван отверстиями диаметром 18 мм. Общая длина снаряда 1500 мм, внешний диа­метр (излучатели и пакеры) - 240 мм. Длина рабочей части 750 мм.

При испытаниях установка дала положительные результаты.

Однако установка имеет высокую стоимость, значительную массу и попе­речные размеры, что ограничивает ее область применения.

Скважинные ультразвуковые аппараты, создающие акустические колеба­ния под действием струи высокой скорости просты по конструкции, де­шевы, компактны, позволяют совместить обработку акустическими колеба­ниями с промывкой. Однако они маломощны и способны создавать амплиту­ду давления всего до 0,01Мпа, что в ряде случаев достаточно для разглини­зации фильтра, но недостаточно для декольметаци и прифильтровой зоны пласта.

Одной из новых разработок, использующих импульсы давления жидкости в качестве энергии разрушения кольматанта является гидравлический генератор импульсов давления (ГИДГ-1), разработанный И.И. Толокновым и др. Принцип действия основан на выхлопе в призабойную зону порции жидкости под высоким давлением с образованием и схлопыванием вакуумной полости.

Генератор предназначен для освоения и восстановления гидрогеологиче­ских и нефтяных скважин. Привод генератора осуществляется буровыми насо­сами, оборудованными бустерами или компрессорами высокого давления, а в качестве рабочей жидкости может служить вода, воздух или двухфазная жид­кость. Гидроимпульсы высокого давления получают посредством продавлива- ния резинового шара через седло клапана.

 Преимуществами ГИДГ-1 являются возможность его применения с предва­рительным насыщением рабочего агента углеводородным газом, двуокисью уг­лерода, азотом или дымными газами с последующей закачкой вместе с раство­ром соляной кислоты или ПАВ, что позволяет увеличить эффективность воз­действия на кольматант буровой скважины. К недостаткам данного способа можно отнести необходимость применения высокоэнергоемкого оборудования и труб, обеспечивающих свободное прохождение резиновых шаров и выдержи­вающих высокое давление.

Освоение скважин при помощи струйных аппаратов частично устраняет не­достатки, присущие способам, перечисленным выше за счет применения в ка­честве привода водоструйного насоса серийных буровых насосов серии НБ-3 и НБ-4, исследования, которые проводили С.Л. Драхлис и В.В, Беретов, показали положительное воздействие жидкости, создаваемое работой поршневого насо­са, на процесс разрушения и удаления кольматанта из призабойной зоны сква­жины.

Положительными факторами, проявляющимися при использовании струй­ных насосов, являются совмещение окончания бурения скважины с началом процесса ее освоения, а также обработка пласта в режиме репрессии пласта и его резкой разгрузки, сочетающаяся с колебаниями давления жидкости, вызы­ваемыми неравномерностью подачи бурового насоса.

К недостаткам данного способа можно отнести необходимость освоения пласта через фильтр, что снижает эффект очистки за счет увеличения сопро­тивлений, а также ограничений по глубине применения (не более 90 м), обу­словленных напорными характеристиками водоструйных насосов.

Проведенный анализ методов и средств разглинизации водоносных пластов позволяет сделать следующие выводы:

1                   Наиболее перспективными для декольматации водоносных пластов и фильтров буровых скважин является гидровибрационный метод, обеспечивающий создание знакопеременных давлений на объекты и сжатые сроки разглинизации.

2                   Существующие устройства для гидровибрационной декольматации либо не обеспечивают эффективную работу при глубине скважин свыше 200 м (при­вод рабочего органа расположен на поверхности), либо сложны по конструкции

и обладают достаточно большими габаритами (погружные вибраторы).

3                   Создание малогабаритных рабочих погружных органов для гидровибра­ционнойразглинизации глубокозалегающих водоносных пластов (до 500 м), обладающих достаточной мощностью и малыми поперечными размерами, яв­ляется актуальной проблемой, ждущей своего решения.

 

                                ЛИТЕРАТУРА

 

1.    Ратов Б.Т Гидровибрационное освоение флюидосодержащих пластов при строительстве скважин.- Алматы :КазНТУ.2015. - 124с.

2.    Патент №22299  Республика Казахстан. Пневматические устройства для вибрационной разглинизации продуктивных пластов в скважинах большого диаметра.   Исраилов К,С., Ахнуров М.А. и.др.  2010. – 1с.