Генератори коливань тиску та механізми виникнення імпульсно-хвильових процесів у свердловинних умовах і можливість їх практичного використання
Ключові слова:
класифікація генераторів, імпульсно-хвильові процеси, кавітаційні явища, параметри роботи генераторів, зниження в’язкості нафти, збільшення дебіту.Анотація
Наведено класифікацію генераторів гідродинамічних коливань тиску, представлено схеми будови генераторів різних модифікацій і принципи їх роботи, розглянуто механізм виникнення імпульсно-хвильових процесів у свердловинних умовах та можливість їх практичного використання з метою інтенсифікації видобування високов’язких нафт. Описано ефекти, які виникають у пористому середовищі продуктивних пластів внаслідок роботи генераторів ультразвукових коливань. Наголошується, що вони будуть ефективними лише тоді, коли інтенсивність коливань достатня і основним у цьому є розробка, випробування та впровадження потужних і довговічних генераторів акустичного поля. Наведено формули, за якими можуть бути розраховані такі параметри оцінки роботи генераторів, як частота коливань, доза ультразвуку, тиск у кавітаційній бульбашці тощо.
Встановлено, що у пульсаторах при визначених умовах під час руху робочої рідини можуть виникати кавітаційні процеси. У рідині і на поверхні твердого тіла у випадку, якщо тиск підтримується нижче деякого критичного тиску, що визначається фізичними властивостями і станом рідини, виникають бульбашки пари або парогазових сумішей, які лускають, потрапивши у зону з підвищеним тиском. Кавітація полягає
в утворенні розривів суцільності на деяких ділянках потоку рухомої крапельної рідини. Розриви виникають у тих ділянках рухомого потоку, де у результаті перерозподілу тиску, зумовленого рухом рідини, відбувається значне місцеве зниження тиску. Основні результати свідчать, що вплив кавітації на зменшення в’язкості важких вуглеводнів є істотним і тому, враховуючи ці обставини, необхідно удосконалити технологію видобування високов’язкої нафти, що у поєднанні з використанням дії пульсуючих потоків дозволить наблизити вирішення складної задачі
з інтенсифікації видобутку високов’язкої нафти.
Завантаження
Посилання
важких нафт зниженням їх в’язкості за
допомогою гідродинамічного кавітатора
[Текст] / Я.Я. Якимечко, Р.С. Яремійчук,
Т.Р. Шандровський, О.Ю. Витязь, Я.М. Фем’як
// Нафтова і газова промисловість. – 2005. –
№ 6. – С. 24-26.
2 Сургучев М. Л. Гидродинамическое, акустическое,
тепловое циклические воздействия
на нефтяные пласты [Текст] / М. Л. Сургучев,
О. Л. Кузнецов, Э. М. Симкин. – М: Недра,
1975. – 185 с.
3 Федоткин И. М. Исследование кавитации
в технологических процессах [Текст] /
И. М. Федоткин, А. Ф. Немчин. – К.: Вища
школа, 1984. – 175 с.
4 Фридман В. М. Ультразвуковая химическая
апаратура [Текст] / Фридман В.М. – М.:
Машиностроение. – 1967. – 300 с.
5 Ультразвуковая технология [Текст] / Под
ред. Б.А. Аграната. – М.: Металлургия, 1974. –
505 с.
6 Основы физики и техники ультразвука.
[Текст] : учеб, пособие / Б. А. Агранат,
М. Н. Дубровин, Н.Н. Хавский, Г.И. Эскин. –
М.: Высшая школа, 1987. – 352 с.
7 Вахитов Г.Г. Использование физических
полей для извлечения нефти из пластов [Текст]/
Г.Г. Вахитов, Э.М. Симкин. - М.: Недра, 1985. –
231 с.
8 United States Patent 4,702,315, Int. Cl. Е
21В 43/25. Method and apparatus for sonically
stimulating oil wells to increase the production
thereof / Albert G. Bodine.; appl. № 900,587;
filed: Aug. 26, 1986; date of Patent: Oct. 27, 1987.
9 А.с. 479498 СССР, МКИ В 06b 1/18.
Вихревой акустический излучатель [Текст] /
О.Е. Цок, Я.Д. Климишин (СССР). –
1884638/18-10; заявл. 20.02.73; опубл. 05.08.75,
Бюл. № 29.
10 United States Patent 3,911,858, Int. Cl.
F15C 1/16; В06B 3/00; G10K 10/00. Vortex
acoustic oscillator / R. Wendell Goodwin.;
Assignee: United Technologies Corporation,
Hartford, Conn. – appl. № 475б090 ; filed: May
31, 1974; date of Patent: Oct. 14, 1975.
11 А.с. 645713 СССР, МКИ В 06 В 1/20.
Вихревой генератор [Текст] / Я.Д. Климишин,
А.И. Михельман (СССР). - 2495488/18-28; заявл.
01.06.77; опубл. 05.02.79, Бюл. № 5.
12. А.с. 354903 СССР, МКИ В 06b 1/18.
Ультразвуковой гидродинамический излучатель
[Текст] / А.А. Байшулаков, В.Г. Варламов,
Д.Г. Ефремушкин, Г.П. Коновалов, Ю.В. Малахов,
М.А. Соколов (СССР). – 1450089/18-10;
заявл. 18.06.1970; опубл. 16.10.1972, Бюл. № 31.
13 А.с. 817219 СССР, МКИ Е 21 В 43/00.
Гидравлический вибратор [Текст] / И.Ф. Гайденко,
В.В. Калашнев, Б.З. Сергеев, Р.Г. Ходжаев,
Е.В. Демиденко, И.Я. Марченко (СССР). –
2635839/22-03; заявл. 29.06.78; опубл. 30.03.81,
Бюл. №12.
14 Труды ЦАГИ [Текст]. Рассекречено акт
МК № 4/54с от 01. 11. 1958 г.
15 Rayleigh. On pressure developed in a
liguid during the collapse of a spherical cavity.
Phil. Mag. 34, 94 (1917).
16 Иванников В.И. Кавитация и возможности
ее применения при бурении, освоении и
эксплуатации скважин [Текст] / В.И. Иванников,
И.В. Иванников // Строительство нефтяных
и газовых скважин на суше и на море. –
2002. – № 12. – С. 5 – 11.
17 Перник А.Д. Проблемы кавитации /
Перник А.Д. – Л.: Судостроение, 1966. – 439 с.
18 Яремійчук Р.С. Руйнування гірських
порід при кавітаційному бурінні свердловин
[Текст]/ Р.С. Яремійчук, Я.М. Фем’як,
Я.Я. Якимечко // Тези науково-технічної конференції
професорсько-викладацького складу
ІФНТУНГ “Секція ГНПФ та ФНГП”. – ІваноФранківськ,
1999. – С. 111–112.
19 Plesset M., Chapman R. Collapse of an
initially spherical vaper caviti in the neighbourhood
of solid boundary / M. Plesset, R. Chapman.
– J. Fluid Mechanic, 1971, 47,2. – p. 238 – 290.
20 Ибрагимов Л.Х. Теория и практика
применения затопленных скоростных турбулентных
струй и вскипающих адиабатных потоков
для воздействия на призабойные зоны
скважин [Текст] / Л.Х. Ибрагимов. – М.:
ВНИИОЭНГ, 1997. – 112 с.
21 Паневник О.В Дослідження кавітаційних
характеристик струминних свердловинних
апаратів [Текст] / О.В. Паневник, Р.С. Яремійчук
// Розвідка та розробка нафтових і газових
свердловин. – Вип. 32. – Івано-Франківськ. –
1995. – С. 80 – 85.
26 Паневник О.В. Використання ежекційно-хвильових
процесів для ліквідації ускладнень
при бурінні [Текст] / О.В Паневник,
Р.С. Яремійчук, А.Г. Чернобильський. – Київ:
Українська книга, 1998. – 211с.
27 Гогиш Л.В. Отрывные и кавитационные
течения [Текст] / Л.В. Гогиш, Г.Ю. Степанов. –
М: Наука, 1979. – 536 с.
28 Абрамович Г.Н. Прикладная газовая
динамика [Текст] / Г.Н. Абрамович. – М.: Наука,
1969. – 824 с.
29 Белоцерковский С.М. Моделирование
турбулентных струй и следов на основе метода
дискретных вихрей [Текст]/ С.М. Белоцерковский,
А.С. Гиневский. – М.: Физматлит, 1995. –
368 с.
30 Гиневский А.С. Теория турбулентных
струй и следов [Текст] / Гиневский А.С. – М.:
Машиностроение, 1969. – 400 с.
31 Антонов А.Н. Пульсации давления при
струйных и отрывных течениях [Текст] / Антонов
А.Н., Купцов В.М., Комаров В.В. – М.:
Машиностроение, 1990. – 272 с.
32 Kermeen R.W., Mac Graw Y.T., Parkin
B.R. Mechanism of Cavitation Inception and the
Related Scale Effects Problem / Kermeen R.W.,
Mac Graw Y.T., Parkin B.R., Transactions of the
ASME, 77, 1955.
33 Зарембо Л.К. Введение в нелинейную
акустику [Текст] / Л.К. Зарембо, В.А. Красильников.
– М., 1966. – 519 с.
34 Леонов Е.Г. Гидромеханика в бурении
[Текст] / Е.Г. Леонов, В.И. Исаев. – М.: Недра,
1987. – 304 с.
35 Ландау Л.Д. Гидродинамика [Текст]/
Л.Д. Ландау, Е.М. Лившиц. – М.: Наука, 1986. –
733 с.
36 Дин Р. Образование пузырей [Текст]/
Вопросы физики кипения / Дин Р. – М.: Мир,
1964. – 188 с.
37 Несик Е.И. Кипение жидкости [Текст]/
Несик Е.И. - М.: Наука, 1978. – 154 с.
38 Френкель Я.И. Кинетическая теория
жидкостей [Текст]/ Френкель Я.И. – М. - Л.:
Издательство АН СССР (Сб. избр. тр / т.3),
1959. – 359 с.
39 Рахматулин Ш.И. Кавитация в гидравлических
системах магистральных нефтепроводов
[Текст] / Рахматулин Ш.И. – М.: Недра,
1986. – 123 с.
.png)
