Разработка и исследование малорасходного низкочастотного гидрогенератора с длинной гидравлической линией

• Автор: Корнеев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. Конструкции и область применения гидрогенераторов упругих волн с длинной гидравлической линией

1.1. Существующие способы вибрационной обработки продуктивного нефтяного пласта

1.2. Конструкции существующих источников виброобработки продуктивного нефтяного пласта

1.2.1. Недостатки поверхностных сейсмоисточников

1.3. Классификация подземных источников сейсмических волн

1.4. Описание конструкций подземных сейсмических источников

1.5. Постановка задач исследования

2. Математическое моделирование передачи перепада давления по заполненной жидкостью скважине

2.1. Определение величины максимального воздействия на грунт

2.2. Математическая модель передачи перепада давления по тупиковой гидравлической линии
2.2.1. Определение минимального расхода гидропульсатора
2.2.2. Определение диапазона рабочих частот гидропульсатора
2.3. Математическая модель передачи перепада давления по гидравлической линии с учетом вязкоупругих свойств грунта
2.3.1. Амплитудно-частотные характеристики длинной гидравлической линии
2.3.2. Определение глубины низкочастотных гидрогенераторов упругих волн с длинной гидравлической линией
2.4. Основные результаты и выводы
3. Исследование динамики гидрогенератора упругих волн
3.1. Выбор и описание источника давления

3.2. Анализ динамики низкочастотного гидрогенератора с учётом свойств электрогидравлического преобразователя
3.2.1. Определение передаточной функции преобразователь-усилителя
3.2.2. Амплитудно-частотная характеристика гидрогенератора упругих волн
3.3. Экстремальная система регулирования
3.4. Различные пульсаторные режимы работы гидрогенератора
3.5. Результаты и выводы по главе
4. Экспериментальное исследование модели гидрогенератора с длинной
гидравлической линией
4.1. Общее описание экпериментальной установки
4.1.1. Устройство экспериментальной установки
4.1.2. Настройка и принцип работы экспериментальной установки
4.2. Определение характеристик модели грунта и датчиков
4.2.1 Определение характеристик резиновых шайб
4.2.2. Тарировка датчиков давления
4.3. Расчёт основных параметров экспериментальной установки
4.4. Порядок проведения и обработка данных эксперимента
4.5. Практические рекомендации по построению гидрогенераторов для
повышения нефтеотдачи
Результаты и выводы по главе
Основные результаты и общие выводы
Список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время ни одна из областей жизнедеятельности человека не обходится без использования гидравлических машин и механизмов. Связь между агрегатами систем осуществляется, как известно, посредством трубопроводов, особое место среди которых занимают длинные гидравлические линии. В процессе работы в них возникают волновые процессы, вызываемые рядом причин. Влияние волновых процессов следует учитывать при расчёте гидравлических систем, так как их появление может привести к возникновению гидравлических ударов, колебанию усилий на механизмы, что снижает эффективность их действия и может привести к разрушению самих трубопроводов, а также мест их соединения.
Вместе с тем, волновые процессы в длинных гидравлических линиях могут использоваться при создании вибрационных машин различного назначения. Одним из примеров таких машин являются заглубленные сейсмические источники, предназначенные для повышения нефтеотдачи пластов. При существующей технологии разработки месторождений объем извлекаемой нефти оценивается 30...50% [26,50,112,118], т.е. 50...70% её объёма остается в пластах. Прирост добычи нефти происходит за счет ввода в эксплуатацию новых месторождений (на больших глубинах и в новых малообжитых районах). Как показала практика, повышение нефтеотдачи уже обустроенных месторождений становится экономически все более выгодным, даже при существенных дополнительных затратах.
В последние годы много внимания уделяется методу повышения нефтеотдачи путем сейсмоакустического (волнового) воздействия на продуктивные пласты с помощью сейсмоисточников, расположенных на земной поверхности в зоне эксплуатируемого месторождения [5,47,102]. Низкочастотное вибросейс-мическое воздействие порождает вторичное ультразвуковое излучение непосредственно в каждом пространственном элементе пласта, обладающем блочной структурой. Это приводит к разрушению существующих пленок, препягст-

Исходя из специфики решаемой проблемы1, примем, что в устье скважины динамическая составляющая давления меняется по гармоническому закону синуса:
(/) = Р зт(ш/), (2.10)
где Р - амплитуда давления, со — циклическая частота.
Пользуясь линейностью системы соотношений (2.4), (2.6), (2.8), (2.9), решение рассматриваемой задачи можно представить в виде суммы двух слагаемых у(*,х) = у'(г,х)+у"(*,х), рк,х) = р',х)+р”Ь,х). (2.11)
Первые два слагаемых у'(/,х), /?'(/, х) удовлетворяют системе уравнений
гЭу'(*,х)_ 1 ф'(/,х) 21¥ ,(
3/ р дх р г
ор%х) _ _в Зу'(;,х)
(2.12)

однородным граничным условиям
у'(г,х = Ь) = 0, р',х = 0) = 0 (2.13)
и ненулевым начальным условиям
у'(г = 0,х) = -у0(х), р'(/ = 0,х) = -р0(х), (2.14)
где у0(х), Ро(х) - некоторые функции, подлежащие дальнейшему определению, Вторые два слагаемых у"(/,х), р"(/,х) удовлетворяют такой же системе
уравнений
ду%х)= 1 др"{г,х) , ч
3/ р дх р г ’ ’
др"{і,х) _ Зу"(ґ,х) ді тр Эх ’
неоднородным граничным условиям
у"(?,х = £) = 0, р"(і,х = 0) = Р] зіп(шґ)
(2.15)
(2.16)
1 Необходимое давление в начале скважины создаётся гидравлическим пульсатором.