автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.07, диссертация на тему:Совершенствование конструкции и исследование эффективностигидромеханических вибраторов с перекидным клапаном

На правах рукописи Для служебного пользования . №

О и I.' и и, А

ГЛБДРАХИМОВ НАИЛЬ МАВЛИТЗЯНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ВИБРАТОРОВ

С ПЕРЕКИДНЫМ КЛАПАНОМ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.04.07 -Машины и агрегаты нефтяной и газовой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа - 1999

Работа иыполнена на кафедре нефтепромысловой механики Уфимского государственного нефтяного технического университета и ИГДУ «Туймазанефть» '

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, Заслуженный изобретатель РБ Заслуженный деятель науки и техники РФ, Султанов Б.З.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор, Уразаков К.Р.

кандидат технических наук, доцент. Зубаиров С.Г.

Недушее предприятие: НГДУ «Октябрьсмшфть»

Защита состоится " _14_" мая___________1999 ¡ода в 10 часов на заседании

диссертационного совета Д 063.09.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете ( УГНТУ ) по адресу: 45106?., Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимскою государственного нефтяного технического университета

Авторефератразослан "£¿2 апреля 1*л)9г.

Ученый секретарь

диссертационного совет, . Ибрш нмои И 1'

доктор технических наук Д- '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важной научно-технической проблемой эксплуатации нефтяных месторождений на поздней стадии разработки является одновременное обеспечение высоких уровней добычи нефти при наиболее полном извлечении нефти из недр при высоких техника-экономических показателях.

Известно, что в ходе разработки нефтегазовых месторождений наблюдается процесс постепенного ухудшения фильтрационных характеристик призабойной юны, особенно в осложненных геологических условиях. Различные процессы, происходящие п призабойной зоне скважин, приводят к образованию твердых отложений, высоковязких водонефтяных эмульсий, поведение которых резко изменяется под действием импульсного воздействия.

Существуют различные методы вторичного воздействия на призабойную зону скважин: это закачка кислоты, обработка поверхностно-активными веществами и растворителями, создание депрессии, гидроразрыв пласта и другие. Эти методы требуют больших материальных и энергетических затрат, и не всегда безопасны сточки зрения экологии и техники безопасности, а шкже не в полной мере дают ожидаемый результат. Поэтому всегда стояла задача но разработке методов одновременного воздействия как на реологические, так и на другие характеристики пластовых жидкостей, улучшения фильтрационных характеристик поровых каналов пласта.

Одним из экономичных и эффективных методов улучшения филырационных характеристик призабойной зоны является метод импульсного воздействия за счет вибрацнонно-ударных колебаний.

Метод импульсного воздействия на призабойную зону скважин как самостоятельный метод применяется с 1960 года и показал свою высокую эффективность. Существуют множество конструкций вибраторов, но все они имеют недостатки, не удовлетворяют по долговечности, сложны по конструкции, создающих малую амплитуду давления при больших частотах, одностороннего действия. Вследствие отсутствия оптимальных конструкций источников возбуждений колебаний сдерживается широкое применение импульсного воздействия на призабойную зону скважин.

В результате теоретических и экспериментальных исследований по импульсному воздействию на призабойную зону эксплуатационных и нагнетательных скважин на Туимазинском месторождении совместно УГНТУ и НГДУ «Туймазансфть» была разработана конструкция гидромеханического вибратора-пульсатора

комплексного действия.

создающего гидравлические и механические удары бойком в обрабатываемой зоне по твердым отложениям возникшим в процессе ■эксплуатации скважин.

Цель работы. Совершенствование консгрукции для повышения надежности и эффективности работы вибраторов с перекидным клапаном при производстве скважинных работ.

Основные задачи работы

- Аналитические и экспериментальные исследования работы вибратора с перекидным клапаном, оснащенного боковым ударником, для определения оптимальных параметров рабочих элементов;

- Разработка конструкции скважашюго гидромеханического вибратора, оснащенного ударным механизмом, для разрушения твердых механических образований путем создания радиальных ударов на стенки обсадных труб в зоне перфорацж нных отверстий;

Исследование . закономерностей применения

гидромеханического вибратора и вибратора, создающего боковые удары, для восстановления профиля приемистости нагнетательных скважин н очистки прнзабойной зоны эксплуатационных скважин.

Научная новизна, Разработана теория работы гидромеханического вибратора, на основе которого создана конструкция пульсатора-вибратора, создающего боковые удары на стенки обсадных труб.

Получены формулы для расчета импульса силы боковых ударов вибратора, на основании которых была разработана конструкция, пульсатора-вибратора.

Исследованы особенности применения гидромеханического вибратора, и пульсатора-вибратора, создающего боковые удары для восстановления профиля приемист ости нагнетательных скважин.

Методы исследования. Теоретические исследования боковых ударов пульсатора-вибратора и моделирование стенки скважины на стенде.

Оценка эффективности применения вибраторов для восстановления профили • приемистости скважин и приемистости пластов в промысловых условиях.

Практическая ценность работы. Получены аналитические зависимости импульса силы от массы клапана, расхода промывочной жидкости, момента инерции, длины клапана для вибраторов, оснащенных перекидным клапаном. На основе сюпдовых испытании определена форма наконечники бойка. Промысловыми исследованиями установлены замчишерности увеличения приемистости при ноздсистнпи на н.икч в н>н ноатс.чмюп скважине вибратором, создающим боьоьые удары на сичип и-тыжшпл' 1Нк:к-пмпу.'п,спо| о воздействия приемш I ос I I.

пласта увеличивается за счет восстановления профиля приемистости или без изменения профиля приемистости.

Вибраторы внедрены в НГДУ "Туймазанефть" для восстановления приемистости нагнетательных скважин, а также для увеличения притока в добывающих скважинах за счет пульсированной промывки. Фактический экономический эффект при восстановлении приемистости одной скважины предложенным вибратором составляет 39,12 тыс. рублей в ценах на 1 ячиаря 1999 года.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались:

- па XVI научно-технической конференции молодых ученых и специалистов АНК «Башнефть» г.Уфа, 1995 г.

- на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса России», г.Уфа, 1995 г.

- на 48-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г.Уфа ,1997 г.

- на XX Межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов н преподавателей, г. СалаЕат, 1998 г.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 15 печатных работах, в том числе отражены в двух авторских свидетельствах и одном патенте.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех основных глав, выводов и рекомендаций, включает список литературы из 123 наименований и бприложенин.

Объем работы составляет 122 страниц машинописного текста. 18 рисунков и 8 таблиц.

Автор выражает большую благодарность главному инженеру НГДУ «Туймазанефть» к л. и, Габдрахманову Н.Х., д.т.н. профессору Габдрахимову М.С., за оказанную помощь и содействие при выполнении диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности исследований эффективности работы и необходимости разработки гидромеханических вибраторов с перекидным клапаном и их конструктивным особенностям.

В первой главе показана необходимость применения вибраторов, рассмотрены существующие конструкции вибраторов н результаты и\ при ненения для выполнения скважинных работ.

Разработка нефтяных месторождений во многих случаях осложняется снижением естественной проницаемости призабойной зоны эксплуатационных и нагнетательных скважин. Уже в процессе разбуривания продуктивные • пласты подвергаются воздействию различных факторов, вызывающих ухудшение первоначальной

проницаемости. При этом проницаемость может ухудшыься до полного закупоривания призабойной зоны и может носить временный или постоянный, а иногда необратимый характер.

Причины, вызывающие ухудшение проницаемости коллектора при бурении скважин различны: проникновение фильтрата из раствора в пласт, набухания глинистых частиц в пласте, внутрипластовое эмульгирование, выпадение твердых осадков, самопроизвольный гидроразрыв пласта ( ГРП).

Ухудшение проницаемости призабойной зоны скважины может происходить ь процессе перфорации пласта, так как обычно скважина остается заполненной раствором глушения.

В процессе эксплуатации нефтяных и нагнетательных скважин из-за интенсивного выделения растворенного газа, а также под действием давления и температуры в призабой.юй зоне выпадают твердые частицы карбоната кальция, сульфата кальция и сульфита железа.

При решении задач по подбору метода воздействия на призабойную зону осложненной скважины с целью восстановления ее фильтрационных характеристик, необходимо подобрать метод, включающий в себя одновременное воздействие на физико-химические свойства пород нродукгивного пласта, на перфорационную зону, на характеристику пластовой жидкости.

При разработке нефтяных месторождений широкое распространение получили различные способы воздействия на призабойную зону скважин: гидравлический разрыв пласта, гидропескоструйные перфорации, кислотные обработки, закачка поверхностно-активных веществ, тепловые воздействия. Одним из эффективных методов воздействия на призабойную зону осложненных скважин является создание вибрационных и внброударных колебаний.

На нефтяных промыслах первые опытно-промышленные испытания по воздействию на призабойную зону проводились в i960 г. С.М.Гадиевым, которые были успешны и показали его перспективность. В результате проведенных виброобработок 69 % из общего числа обработанных скважин дали положительный эффект. Давление обработки призабойной зоны ск.ьажин значительно ниже, чем давление при гидроразрыве пласта.

В скважину, выше или в чину перфорации, на насоспо-компрессорных трубах опускается забойный вибратор, через которой ведется прокачка рабочей жидкости. Для нефтяных скважин в качестве рабочей жидкости используется нефн,, в

нагнетательных скважинах техническая iu.ii пластовая вода. В некоторых случаях используют peaieitixi, повсрхносп'о-аынвные вещества, кислоты и другие добавки дтя .мосшжгння максимально возможно! о эффекта .

При работе забойных вибраторов создаются импульсы различной частоты, которые передаются продуктивному горизонту. В процессе действия ударных колебаний в продуктивном пласте возбуждаются интенсивные волны растя* ення-сжатня, образующие в нефтяном коллекторе сеть новых трещин и восстанавливающие старые, что в целом веде г к улучшению фильтрационных характеристик продуктивного пласта. При пульсированном нагнетании происходят скачки давления закачки рабочей жидкости, в результате происходит раскрытие трещин в глубину породы по всей мощности залегания продуктивного пласта. Одновременно импульсы влияют и на свойства пластовой жидкости, уменьшая ее вязкость, поверхностное натяжение и тем самым облегчается процесс перемещения ее го продуктивного пласта в скважину. За счет виброударных волн происходит разрушение глинипых и цементных корок, других твердых отложений против продуктивного пласта в перфорационной зоне, включение в работу новых пропластков и частичное выравнивание профилей приемистости или продуктивности скважин, происходит увеличение объема отдачи или закачки, увеличение охвата мощности пласта, происходят также изменения структурных свойств нефтяных эмульсий, находящихся в продуктивном пласте .

В основе вибровоздействия на призабойную зону скважин лежит соз-дание больших перепадов давления как для очистки призабойной зоны, так н для расклинивания трещин, создания новых. При таких перепадах давлений получают отраженные волны, интерференция которых формирует мощные гидравлические удары, способствующие образованию сети микротрещин, причем пластовые давления превышают гидростатические.

В нефтепромысловых управлениях увеличение

производительности эксплуатационных и приемистости нагнетательных скважин достигается сочетанием виброобрабогки с ГРП, кислотной обработкой и закачкой растворителей в пласт или раздельным применением виброобработок.

Разнообразие геологических условий нефтяных месторождений создает некоторые трудности для обобщения накопившегося опыта по вибровоздействию на призабойную зоны скважин. При проведении обработок эффективность операции зависит в первую очередь от правильного выбора технологии обработки. Технология обработки, в свою очередь, зависит от состояния обсадной колонны и устьевого оборудования, качества цементации скважины, расстояния до водонефтеного контакта, величины водонефтяного и газового фактора, степени насыщенности, дренирования и глинизации пласта, наличия глинистых пропластков, каверн и др.

Для широкого внедрения виброударного метода ьоздсйстеш! необходимо совершенствовать конструкции вибраторов и отработать технологию их применения.

Во второй главе приводятся результаты разработки и исследований работы скважинных вибраторов.

Для проведения наиболее эффективных обработок нризабойной зоны скважин разработан гидромеханический вибратор-пульсатор комплексного действия.

Гидромеханический вибратор-пульсатор состоит из корпуса, который в нижней и верхней части снабжен переводниками. Внутри корпуса установлена калиброванная вгулка, имеющая проходной канал прямоугольного сечения. На калиброванной втулке при помощи пальца установлен кривошип. Кривошип в верхней части снабжен ударником и соединяется с перекидным клапаном при помощи оси.

В радиальных отверстиях корпуса и втулки установлен боек, наковальня и прижимная пружина. Над вгулкой установлено седло, при помощи втулки и пружины, наружная поверхность сопла имеет в нижней части коническую форму. Сопло конической частью взаимодействует с радиальным прижимом, для предотвращения поворота втулки установлен фиксатор.

Устройство спускается в скважину и устанавливается против перфорационной зоны скважины, при восстановлении циркуляции сопло за счет гидравлических сил совершает поступательное движение, при этом прижим выдвигается и пульсатор-вибратор прижимается к стенке скважины. Одновременно перекидной клапан за счет гидравлических сил открывается и закрывается в обоих направлениях. При этом ударник наносит периодические удары через наковальню на боек, который в свою очередь наносит удары в перфорационную зону. Эффективность воздействия достигается при многократном перемещении по обрабатываемому участку.

Частота и величина ударов на обрабатываемую поверхность зависят от сечения канала вибратора, длины кривошипа, формы и длины аерекидного клапана. Оптимальные параметры определяются аналитическими расчетами, стендовыми и промысловыми исследованиями.

Из закона сохранения импульса следует, что при соударении клапана с корпусом выполняется следующее сои ношение

Мкор Укор = (Муд + Мкл) \'цеп, (1)

|де Мкор - масса корпуса;

Муд - масса ударника;

Мкл - масса перекидного клапана;

Укор - скорость корпуса;

Уцен - скорое 1Ь цешра масс снс 1 •■ лы клапан-ударник.

Из соотношения определяется скорость корпуса после соударения.

(Муд + Мкл)

Укор =------------------Уцен (2)

Мкор

Поскольку масса корпуса примерно в двадцать раз больше массы ударника с перекидным клапаном, то происходит уменьшение импульса силы, передаваемого на стенки скважины в двадцать раз

Практически импульс от ударника передается бойком непосредственно на стенку скважины, минуя корпус вибратора.

Средня!- скорость верхнего конца ударника составит

2Буд

Ууд.ср =..........(3)

Твиб

где Твиб - период колебания вибратора;

Б уд - амплитуда удара.

Так как скорость ударника изменяется, то можно принять, "то скорость клапана в момент соударения примерно в два раза выше средней скорости ударника

Укл = 2 Ууд.ср , (4)

4 Зуд

^уд".....:.........• (5)

1 Вибр

Импульс удара определяется массой и скоростью центра масс ударника

МудУуд

К -................................................(6)

2

Максимальная энергия, передаваемая бойку, будет равна энергии самого ударника

] 1Г 1

Тбк шах ^ - ......= 0.333 М Р ( У/Л3 —- = 0.166 Муд У2уд, (7)

2 2

где 3 - момент инерции относительно осп симметрии.

Это возможно только при определенных условиях. Чтобы энергия б;йка равнялась энергии ударника необходимо, чтобы после соударения ударник остановился, а это может быть выполнено только при выполнении условий законы сохранения энергии и количество движения:

Мбк У2бк

Туд =................= 0,166 МудУ*уд ; (8)

2

Куд = Мбк Убк = 0,5 Муд-Ууд (9)

Возведя второе уравнение в квадрат и разделив на первое определяем необходимую массу байка

Мбк = Муд 0,125/0,166 (10)

Усиления ударов можно добиться за счет переноса бойка с ударника на перекидной клапан. Дело в том, что клапан совершает движение с большей амплитудой и следовательно с большой скоростью. Масса перекидного клапана так же превышает массу ударника. Клапан совершает плоское движение, которое, как известно, в любой момент можно рассматривать как вращение вокруг мгновенного центра скоростей. В момент удара по бойку мгновенный центр скоростей клапана находится в самом низу клапана. Можно принять, что мгновенный центр скоростей расположен в точке, совпадающей с осью перекидного клапана. Движение ударника в момент удара совпадает с движением ударника, поэтому можно воспользоваться теми же соотношениями. Но при эюм надо уточнить эту скорость при соударении. За один цикл клапан делает четыре поворота, вместо дву\ поворотов ударника. Поэтому при чех же размерах скорость его с два раза больше

Яш

Укл =

Кинетическая энергия и импульс составляет соответственно

Ткл'= Мбк У2бк/2 - 0,166 Мкл У3кл ; (12)

Ккл — Мбк Убк = 0,5 Мкл Укл . (13)

При массе бойка, равной

Мбк = Мкл 0,125 / 0,166 (14)

Дальнейшее усиление ударов может быть осуществлено за как счет увеличения давления промывочной жидкости так и от площади поперечного сечения бойка.

Также в работе приводятся исследования устойчивости работы приводного механизма вибратора, создающего боковые удары на стенки скважины.

Из расчетной схемы (рис. 1) получены соотношения:

БСК.) = Мувшп/сова ; (15)

- + 8(Я)8т(а + в)

5(Ы2) =(-МУ.соз в + 8(Я) яш а + ........................) / (1 +а/Ь) ; (16)

Всоэ в

3(М|) = - МУ соэ в + 8(И2) + 8(11) Б1П а . (17)

Результаты решения (15), (16 £(N1), S(N2), при различных значениях р. Ь. I и М приведены па рисунках 2-5.

Импульс силы реакции стенки • 5(М|) в зависимости от параметров вибратора, как показывают расчеты, может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Но отрицательные значения импульса невозможны. Поэтому клапан при с-ударении с корпусом не остановится, а будет продолжать движение, открывая ирохо щое сечение. Боек по получит импульса и удара не произойдет

(только плавное нажатие), ударный режим работы ударника определяется условием • •

81 = (-МУЬ соь(в)2 со5(а)+ МУ Ь соб (в) Б1п(в) + +М V бит (в) 5ш(а+ в )а + 1н> со5(о))/(со5(в)(Ь со5(а))>0 (18)

Величина импульса силы реакции во многом определяется моментом инерции перекидного клапана (рис2). Увеличение момента инерции ведет к увеличению импульса силы. Но увеличение момента инерции желательно достичь без увеличения массы перекидного клапана, так как увеличение массы клапана ведет к относительному увеличению импульса верхней точки контакта (рнс.З). Увеличение расхода прокачиваемой жидкости ведет к линейному увеличению ударных импульсов (рис.4). Увеличение длины клапана ведет к уменьшению силы импульса (рис.5).

В третьей главе приведены ' результаты исследования работоспособности и определения эффективности боковых ударов, создающих гидромеханическим пульсатором -вибратором. Для этого определялись размеры рабочих элементов устройства на лабораторном стенде кафедры НПМ ОФ УГНТУ .

Стенд состоит из насоса для прокачивания рабочей жидкости и емкости, предназначенной для замкнутой циркуляции потока. Контроль за процессом работы насоса и гидромеханического вибратора-пульсатора вело* при помощи манометра, установленного на трубопроводе нагнетания. Исследуемый гидромеханический вибратор-пульсатор устанавливался на нагнетательной линии насоса в вертикальном положении над рабочей емкостью С целью выбора оптимальной формы и размера наконечника бойка, для определения эффективности ударного воздействия проводились лабораторные испытания различных образцов.

Были выбраны наконечники игольчатой, конической, сферической, клиновидной формы и другие.

В качестве модели обсадной колонны скважины были выбраны .образцы из различных материал! и: алюминиевые, стальные, лагунные. Критерием для оценки силы удара в зависимости от размеров наконечника был выбран обьем пупки, образуемый на модели обсадной колонны за единицу времени.

Рисунок!.Расчетная схема

Исследовании различных образцов на сюндс показали, " :о оптимальной формой наконечника бойка является коническая. В начальный период интенсивность образования лунки больше, через 5...6 минут происходит снижение. Результаты получены при расходе жидкости 0,014...0,015 мЗ 1ч, при перепаде давления в вибраторе 0,60...0,75 МПа.

' В четвертой главе приводятся результаты опышо-иромышлен'ного внедрения вибраторов на Туймачинском нефтяном месторождении в НГДУ «Туймазанефть». Виброударное воздействие на призабойную зону скважин производились на нагнетательных и экегтлутационных скважинах.

Производство работ по виброударному воздействию на призабойную зону скважин проводили при нроведсиш капитального ремонта нагнетательных скважин цеха поддержания пластового давления НГДУ «Туймазанефгь» с целью восстановления-приемистости и выравнивания профиля приемистости. На зкеплутационных сквакииах цехов добычи № 1, 3, 5 НГДУ «Туймазанефть» импульсное воздействие проводили при очередном подземном ремонте с целью восстановления фильтрационных характеристик скважин И очищения зоны перфорации от твердых отложений солей, сульфидов железа, окалины железа, которые откладываются в процессе эксплуатации скважины в результате необратимых физико-химических процессов, происходящих в лризабойной зоне скважины.

Для проведения работ по виброударному воздействию па призабойною зону скважин применялась два вида различных компоновок, в зависимости от запланированной технологии и геологических условий.При воздействии на призабойную зону скважины путем иульсированной закачки рабочего агента в продуктивный пласт применялась следующая компоновка. В скважину опускали на насосио-компргссорных трубач вибратор к которому енчзу присоединен перфорированной патрубок при помощи переводника. Над вибратором через 2-4 насоспо-компрессорныс трубы спускали пакер для изоляции затрубного.пространства с целью достижения максимального эффекта после восстановления циркуляции сажали пакер на запланированную по глубину выше перфорированной зоны. За1см собирается усгьспос оборудование. С .фнменением выше изложенной компоновки скважипного оборудования в основном производили импульсное воздействие на призабойную зону нагнетательных екг-ажин, р'^жс на добывающих скважинах.

13 зависимости от характера екпажнп п НГ'ДУ «Туймазанефгь» проводились два варианта технологии вкброуднрпого воздействия на при 'пГчи'шую чону скважин.

"£ó"05 0,01 0,015 0,02 0,025 0,0j 0,035 I.KTM2

Рисунок 2. Зависимость силы импульса от инерции кланана

РисунокЗ. Зависимость силы импульса от массы клапана

Рисунок 4. Зависимость силы импульса от расхода жидкости

Рисунок 5.Зависимость силы импульса от длины клапана

Первый вариант технологии применяется в основном для нагнетательных скважин. реже для добывающих. После подготовительно-заключительных работ приступали к обраб^ке призабойной зоны скважин. Обработка призабойной зоны скважин заключалась в пульснрованной закачке рабочего агента в продуктивный пласт. В нагнетательных скважинах в качестве рабочего агента используется «чистая» вода с плотностью р~ 1,17-1,19 г/смЗ, в нефтяных скважинах использовали в качестве рабочей жидкости нефть или раствори гели.

Обработка производилась в несколько этапов. Па первоначальном згапе закачка ведется при давлении в 1,3-1,5 раза выше давления нагнетания сточной воды в продуктивный пласт или давления приемистости нефтяной скважины и при этом давлении ведется закачка до падения давления. После падения давления, напор вновь увеличивается в 1,3-1,5 раза и продолжается закачка рабочей жидкости до следующего падения. Цикл повторяется 3-4 раза в зависимости характеристик скважины.

Во втором варианте предлагается обработка с применением вибратора с воздействием на перфорационную зону. После подготовительно-заключительных работ производится обработка призабойной зоны скважины, которая представляет собой пульсированно-ударную промывку по замкнутой системе "желобна'я емкость-агрегат-скважина-желобная емкость'. В процессе пульсированно-уда[Яюн промывки производится перемещение инструмента по обрабатываемой зоне при помощи подъемного механизма агрегата А-50. В качестве рабочей жидкости применяется пластовая вода /3=1,17-1,19 г/смЗ. При необходимости, если скважина сильно запарафинена, в рабочую жидкость добавляется реагент-растворитель.

Давление жидкости на нагнетательной линии насоса при обработке скважнны меняется следующим образом: после пульснрованной закачки жидкости в пласт от 60 до 90 мин происходит снижение сопротивления пласта, т.е. пласт начинает принимать жидкость при меньших давлениях, восстанавливается приемистоль пласта. Исследованиями установлено, что увеличение приемистости происходит за счет восстановления профиля приемистости (рис.6 а) или без изменения профиля приемистости за счет очистки старых и образования новых каналов (рис.6 б).

Н,м 1860 • 1ввг

1В64-1066 1868 1870 1872 1874

скв. №3186

Оп1=275м3/с Нп1=2 и

Оп2=538 м3/с Нп2=7,2 и

Н.м 1692 1694

169Б

1698

1700 1702

скв. №2032

0п1=250 м3/с Нп1=1,2м

Оп2=596 нэ/с Нп2=1.2 и

<2п1 - приемистость до обработки; С)п2 - приемистость после обработки; Нп1 - зона приемистость до обработки; Нп2 - зона приемистости после обработки.

Рисунок 6. Изменение приемистости скважин после виброобработки

основный ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. На основании анализа литературных источников м.\«4зано, что для повышения эффективности волновых технологии при производстве скважинпых работ необходимо создавать более совершенные конструкции низкочастотных i пдромеханическнх вибраторов.

2. Аналитические исследования позволили разработать теорию работы и получить формулы для расчета импульса силы бойка гидромеханического вибратора, создающего боковые удары на стенки обсад .ыхтруб.

Установлено, что импульс силы бойка гидромеханическою вибратора, создающего боковые удары, зависит от массы, инерции н длины клапан.ч, а также от расхода жидкости. Увеличение момента инерции за счет массы и расхода жидкости, т^дет к увеличению импульса силы. При увеличении длины клапана от 0,05 до 0,09 м импульса сила бойка снижается с 38 до 14 Н-с , увеличение расхода жидкости ог 0,005 до 0,030 mVc приводит к увеличению импульса силы от 1 до 25 Pi c.

3. Разработана конструкция гидромеханическою низкочастотного вибратора, эффективно разрушающего тверды* механические образования на внутренних стенках обсъчных труб и перфорационных ° отверстиях, одновременно позволяющая осуществлять пулиснрованную закачку жидкости

4. Лабораторными и промысловыми исследованиями показано, что оптимальной формой наконечника бойка для бокового ударника является боек коническая форма.

5. После вибровоздействия гидромеханическим низкочастотным вибратором в течение 90 мин приемистость нагнетательных скважин повышается до 200% и более. Приемистость растет как за счет восстановления профиля приемистости, так и без изменения профиля приемистости.

6.Испытания показали, ' что гидромеханический вибратор, создающий боковые' удары, эффективен для восстановления профиля приемистости нагнетательных скважин.

»

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. A.C. 1810455 СССР, МКИ5 Е 21 В/14. Пульсатор-вибратор / Габдрахимов М.С., Султанов Б.З., Фаррахов Г.И.. Гараев Ф.Г., Габдрахимов Н.М.-№4769758/03, Заявлено 14.12.89, Опубл. 23.04.93. Бюл.№15.

2. A.C. 1837653, МКИ5 Е 21 В 43/00, 43/25. Устройство для воздействия на призабойнуго зону скважины. Габдрахимов М.С., Габдрахимов Н.М.-№ 4429497/03, Заявлено 03.05.90; не публикуется в открытой печати. 1993.

3. Габдрахимов Н.М., Габдрахимов М.С. Вибратор для производства скважинных работ. - Материа."! XV[ научно-технической конференции молодых ученых и специрлистов АНК «Башнефть», Уфа, 1995.-С.45.

4. Султанов Б.З., Габдрахимов Н.М. Выбор оптимальных параметров гидроударника. - Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса России»: Уфа изд-во УГНТУ, 1995.

5. Габдрахимов М.С., Габдрахимов Н.М. Влияние вибратора на приемистость нагнетательных скважин // Проблемы нефтегазового комплекса России: Тез. докл. Всероссийской науч.-технич. конф.- Уфа изд-во УГНТУ 1995.

6. Габдрахимов М.С., Галеев А.С . Хузина Л.Б., Габдрахимов Н.М. Регулирование колебательных процессов в нефтепромысловом деле II Экология, разработка нефтяны:< и газовых месторождений, бурение скважин и скважинная добыча нефти: Межвузов, научно-тематич. сб. к 40-летию ОФ УГНТУ.- Октябрьский, 1996.-С.42-56.

7. Габдрахимов М.С., Габдрахманив Н.Х., Габдрахимов Н.М. Восстановление профиля приемистости нагнетательных скважин низкочастотным вибратором-пульсатором. - Материалы 48-й научно-технической конференции студентов, г• пирантов и молодых ученых.-Уфа, УГНТУ, 1997.-С 67. 1

8. Патент РФ № 2117748. Пульсатор- вибратор. Султанов Б.З., Габдрахимов М.С., Габдрахимов Н.М., Магасумова JI.P. Опубл. Бюл. №23,1998.

9. Габдрахимов М.С., Габдрахимов Н.М., Галиушшн Т.С. Результаты пульсированной промывки эксплуатационных скважин низкочастотным вибратором. - Ма1ериалы XX Межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и преподователей. Тез. докл.- Салавлт, '99S.

10. Габдрахимов М С., Габдрахимов U.M., С}лейманов P.P. Стендовые испытания низкочастотного впбраюра-пульсатора.

предназначенного для очистки скважин. - Материалы XX Межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и преподавателей. Тез. докл.-Салават, 1998.

11. Габдрахимов М.С., Габдрахимов Н.М., Хузина Л.Б. Динамика гидроударннка, оснащенного перекидным клапаном // Современные проблемы оуровой и нефтепромысловой механики: Межвузов. тематич. сб. науч. тр. УГНТУ- Уфа; изд-во УГНТУ, 1996.-С. 35-39.

¡2. Габдрахимов Н.М Влияние пульсированной закачки воды на приемистость нагнетательных скважин // Современные проблемы буровой и нефтепромысловой механики: Межвузов, научно- тематич. сб. тр. УГНТУ - Уфа, изд-во УГНТУ 1996. С. 39-41.

13. Султанов Б.З., Габдрахимов М.С., Габдрахманов Н.Х., Габдрахимов Н.М. Повышение приемистости нагнетательных скважин с помощью гидравлического вибратора.-М.: Горный весгник, 1998. С. 18-20.

14. Габдрахимов М.С., Султанов Б.З., Габдрахманов Н.Х., Габдрахимов Н.М. Восстановление профиля приемистости нагнетательных скважин пульсированной закачкой жидкости // Нефть и газ. Проблемы добычи, транспорта, хранения и переработки: Межвузов, тематич. сб. научн. тр. УГНТУ - Уфа: изд-во УГНТУ, 1998.

15. Габдрахимов М.С., Галеев A.C., Габдрахимов Н.М. Определение динамических параметров вибратора, создающего удары на стенкЯ скважин II Нефть и газ. Проблемы добычи, транспорта, хранения и перерабо пси: Межв^ов. тематич. сб. научн. тр. УГНТУ - Уфа: изд-во УГНТУ, 1998.

Соискатель: у' "'"" Габдрахимов Н.М.