Стенд для исследования процесса нагнетания скрепляющих растворов в трещиноватые горные породы

1652581 ной скважины и пласта с трещинами и установку для нагнетания СР с гидронасосом 11, цилиндром 14 и поршнем 15, Последний разделяет внутренний обьем цилиндра 14 на поршневую полость 16 и рабочую полость 17, заполненную СР. Полость 17 соединена с моделью 1. Гидроимпульсы генерируются струйным пульсатором, содержащим корпус 18 с сопловой камерой (СК) 24 и сливной линией 25, В корпусе 18 размещены вращающееся питающее сопло 20, соединенное с гидронасосом 11, и приемное сопло 22, соединенное с полостью 16 цилиндра 14. Пульсатор снабжен регулятором давления в виде регулируемого дроссеИзобретение относится к горному делуи может быть использовано для исследования процесса нагнетания скрепляющих растворов в трещины горных пород с целью выбора рациональных конструктивных параметров нагнетательных устройств, технологических режимов нагнетания скрепляющих растворов и их параметров, характеризующих компонентный состав, рецептуру и рабочие свойства растворов,Цель изобретения - расширение технологических воэможностей стенда путем исследования процесса импульсного нагне .тания скрепляющего раствора в трещиныгорных пород.На фиг.1 схематически изОбраженстенд для исследования процесса нагнетания скрепляющих растворов в трещиноватые горные породы, общий вид; на фиг,2 - схема, поясняющая работу пульсатора в скважине; на фиг,3- принципиальная схема системы регулирования давления в сопловой камере пульсатора.Стенд включает модель нагнетательнойскважины, соединенную с ней модель пласта с трещинами и установку для нагнетания скрепляющего раствора в моделируемые трещины.Модель нагнетательной скважинь 1 выполнена в виде трубы 1 с распределенными вдоль нее отверстиями для выхода скрепляющего раствора, а модель пласта с трещинами включает систему моделей 2 трещин, каждая из которых прикреплена к трубе 1 и содержит пластины 3 и 4 иэ прозрачного материала (например, из оргстекла) с установленными между ними прокладками регулируемой толщины, образующими регулируемый по высоте зазор 5, имитирующий трещину, Пластины 3 и 4 фиксируются 5 10 15 20 25 30 35 40 ля 39 и прибором 40 регистрации давления в СК 24.Дроссель 39 имеет приводс системой программного управления, содержащей установленный в СК 24 датчик давления и счетчик жидкости, установленный в сливной линии 25, программное устройство (ПУ) и блок коррекции, Выход ПУ подключен к счетчику, а его выход подключен к входу блока коррекции. Второй вход блока коррекции подключен к датчику, а выход - к приводу. В результате обработки приводом управляющего сигнала, вырабатываемого ПУ, изменяется гидравлическое сечение дросселя 39 и изменяется давление в СК 24 до величины, равной значению, вычисленному ПУ. 3 ил. между жесткими пластинами 6 и 7, в которых выполнены продольные прорези 8 и 9, служащие смотровыми окнами для визуального и инструментального наблюдения за движением скрепляющего раствора по зазору (искусственной трещине) 5 в процессе его нагнетания, На пластине 6 вдоль смотрового окна 8 установлена шкала 10 для отсчета расстояния. на которое продвигается раствор по зазору 5 от трубы 1, моделирующей нагнетательную скважину в массиве.Установка для нагнетания скрепляющего раствора в модель пласта с трещинами содержит гидронасос 11 с гидробаком 12 и нагнетательной линией 13, гидроцилиндр 14 с рабочим поршнем 15, разделяющим его внутренний объем на поршневую полость 16 и рабочую полость 17, заполненную скрепляющим раствором и соединенную с трубой 1, а также генератор гидравлических импульсов, выполненный в виде струйного пульсатора, содержащего корпус 18, внутри которого установлены ротор 19 с питающими соплами 20, снабженный приводом 21, и приемное сопла 22, соединенное с поршневой полостью 16 гидроцилиндра 14. В корпусе 18 над ротором 19 имеется полость 23 высокого давления, соединенная с соплами 20 и нагнетательной линией 13, а между ротором 19 и приемным соплом 22 - сопловая камера 24 низкого давления, снабженная сливной линией 25, соединенной с гидробаком 12. В нагнетательной линии 13 установлены расходометр 26 и манометр 27 для регистрации расхода и давления жидкости на входе в пульсатор, при этом нагнетательная линия 13 сообщается с гидробаком 12 через регулируемый дроссель 28, а бак 12 снабжен терморегулятором 29. обеспечивающим возможность изменения температу 16525815 10 15 20 25 Р, =Ну+АР,35 40 45 50 55 ры рабочей жидкости, циркулирующей через пульсатор стенда. В сопловой камере 24 пульсатора установлен термометр 30 для контроля величины указанной температуры.Стенд снабжен системой датчиков импульсного давления для регистрации параметров импульсного давления в различных точках рабочей системы гидроцилиндр 14 - модель 1 нагнетательной скважины - модели 2 трещин, В указанную систему датчиков входят датчик 31, установленный в поршневой полости 16 гидроцилиндра 14, датчики 32, установленные равномерно вдоль трубы 1, датчики 33,установленные на моделях 2 трещин равномерно по длине зазоров 5. Датчики давления подключены к регистрирующей аппаратуре (например, к многоканальному самописцу, осциллографу и т,п.),При импульсном нагнетании скрепляющих растворов в реальные трещины горных пород через скважину показанный на фиг,1 пульсатор вместе с гидроцилиндром 14, рабочая полость 17 которого заправлена скрепляющим раствором, опускают на колонне 34 бурильных труб в скважину 35 и устанавливают над интервалом трещиноватых пород. подлежащим закреплению тампонажным скрепляющим раствором. Буровая колонна 34 обеспечивает подвод рабочей жидкости от бурового насоса к пульсатору Зб и вращение его ротора с питающими соплами с гюмощью вращателя бурового станка, а нижний конец гидро- цилиндра 14 снабжен пакером, герметизирующим зону нагнетания скрепляющего раствора. Сопловая камера пульсатора Зб соединена с затрубным пространством скважины сливными окнами 37. через которые отработавшая в пульсаторе жидкость сливается в скважину. Над сливными окнами 37 пульсатора в скважине 35 имеется столб промыаочной жидкости 38 высотой й, Ори отсутствии поглощения промывочной жидкости через стенки ствола скважины высота й равна глубине Н, на которую опускают пульсатор 36 в скважину(т.е. вся скважина до устья заполнена жидкостью), а при наличии поглощения промывочной жидкости высота Ь столба жидкости 38 может иметь различное значение в зависимости от степени поглощения промывочной жидкости, причем с увеличением интенсивности поглощения величина Ь уменьшается, а в случае катастрофических поглощений и при небольшой глубине скважины может снижаться до нулевого значения. В процессе нагнетания скрепляющих растворов в трещиноватые породы, поглощающие промывочную жидкость, высота Ь столба жидкости 38 в скважине 35 увеличивается за счет ликвидации поглощения промывочной жидкости путем заполнения трещин скрепляющим раствором, а также эа счет слива в скважину через сливные окна 37 жидкости, отработавшей в пульсаторе. Таким образом, величина высоты Ь столба жидкости 38 в скважине 35 может иметь различное значение и определяется глубиной Н погружения пульсатора Зб в скважину 35, степенью поглощения промывочной жидкости в скважине и временем работы пульсатора, определяющим прирост высоты и за счет слива жидкости через сливные окна 37 пульсатора в скважину, При этом чем больше высота й столба жидкости 38, тем больше гидростатическое давление, передаваемое иэ скважины в сопловую камеру пульсатора Зб через его сливные окна 37. Кроме того, с увеличением и возрастает и величина гидравлического сопротивления кольцевого эатрубного пространства между стенками скважины 35 и буровой колонной 34 в интервале и. В итоге увеличение й вызывает рост давления в скважине в зоне размещения пульсатора 36 по закону где Рс - давление в скважине в зоне размещения пульсатора; у - удельный вес жидкости, заполняющей скважину:Ь Р - гидравлическое сопротивление эатрубного пространства скважины на участке высотой Ь, заполненном жидкостью. Величина гидравлического сопротивления Ь Р рассчитывается по известным формулам и в каждый текущий момент времени определяется: 1) геометрическими параметрами, к которым относятся диаметр О ствола скважины 35, наружный диаметр б бурильных труб в буровой колонне 34, высота и столба 38 жидкости в скважине, а также эксцентриситет С между осью колонны 34 и осью скважины 35, шероховатость К 1 стенок ствола скважины и шероховатость К 2 наружной поверхности бурильных труб колонны 34;2) физико-механическими характеристиками используемой для работы пульсатора рабочей жидкости (воды или глинистого раствора), к которым относятся температура То, удельный вес у, вязкость ц и динамическое напряжение сдвига го;3) величиной расхода 0 сливаемой из сопловой камеры пульсатора в скважину 35 жидкости, определяющего скорость течения последней в кольцевом затрубном устройстве;4) скоростью вращения буровой колонны 34, выраженной через число ее оборотов и в единицу времени и режимом течения жидкости в кольцевом пространстве (ламинарным или турбулентным) зависящим от величины числа Райнольдса Ве потока.В соответствии с этим с учетом формулы (1) давление в скважине в зоне размещения пульсатора можно представить в виде следующей функциональной зависимости:Р, - т (О,бАСМ,3 с 2,Т, у, зу, хО,пЯе) (2)Давление Рс передается в сопловую камеру пульсатора через его сливные окна 37 . и оказывает влияние на условия формирования и гидродинамические характеристики турбулентных затопленных струй, распространяющихся в указанной камере, и, соответственно, на характеристики (амплитуду, форму, крутизну и продолжительность) выходных импульсов давления пульсатора, формируемых в поршневой полости 16 гидроцилиндра 14. В свою очередь, изменение характеристик выходных импульсов давления пульсатора 36 оказывает влияние на эффективность процесса импульсного нагнетания скрепляющего раствора из рабочей полости 17 гидроцилиндра 14 в трещины гарных пород. Указанное влияние может выразиться в изменении формы и энергетических параметров импульсов давления, воздействующих на раствор в интервале трещиноватых горных пород и, соответственно, в изменении разрешающих способностей (пределов рабочих характеристик) метода импульсного нагнетания скрепляющего раствора в трещины горныхпород, к которым относятся величина максимального расстояния от источника гидравлических импульсов давления (пульсатора) до интервала трещиноватых пород в скважине, при котором обеспечивается прохождение вырабатываемых источником импульсов давления до указанного интервала и нагнетание под их воздействием скрепляющего раствора в трещины горных пород на заданное расстояние от стенок ствола скважины, величина максимальной мощности (протяженности вдоль ствола скважины) интервала трещиноватых пород, который может быть с достаточной эффективностью(с обеспечением продвижения раствора на заданное расстояние от стенок ствола скважины . 35) закреплен скрепляющим раствором, величина минимального раскрытия трещин, при которой возможно нагнетание в них раствора на заданную глубину от стенок ствола скважины, величина максимального расетояния продвижения скрепляющего раствора от стенок ствола скважины в тре 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 щины горных пород и величина максимального противодавления пластовой жидкости в трещинах, при которой возможно нагнетание раствора в трещины на заданную глубину от стенок ствола скважины,Для обеспечения возможности изучения на стенде влияния переменного давления Рс, передаваемого из скважины в сопловую камеру 24 пульсатора, на характеристики пульсатора, а также на исследуемый процесс импульсного нагнетания скрепляющих растворов в трещины горньх пород, камера 24 снабжена регулятором давления, выполненным в виде регулируемого дросселя 39, установленного в сливной линии 25, и прибором 40 регистрации давления в указанной камере (например, манометром или электромеханическим датчиком с подключенным к нему дистанционным стрелочным прибором, показывающим давление, или самописцем). Регулируемый дроссель 39 может быть выполнен, например, в виде дроссельной шайбы 41, размещенной в корпусе 42, и конусной регулировочной иглы 43, входящей в отверстие шайбы 41. При такой конструкции регулируемого дросселя давление Рс в сопловой камере 24 пульсатора определяется при прочих равных условиях величиной гидравлического сопротивления регулируемого дросселя, которое зависит о величины кольцевой площади и геометрических параметров (угла конусности иглы 43, углов кромок отверстия в шайбе 41, шероховатости поверхности указанных деталей) проходного отверстия дросселя, В свою очередь. площадь проходного отверстия дросселя определяется величиной осевого хода 3 конусной иглы 43 относительно шайбы 41, Чем больше ход 5, отсчитываемый от положения, при котором отверстие в шайбе 41 полностью перекрыто иглой 43 (соответствует максимальному гидравлическому сопротивлению дросселя), тем больше площадь проходного отверстия дросселя и тем меньше его гидравлическое сопротивление и, соответственно, тем меньше давление Рс в сопловой камере 24 пульсатора. Регулируемый дроссель может быть выполнен также в виде дроссельного отверстия, перекрываемого поворотной заслонкой, в виде золотникового устройства и т.п,Величина рабочего хода Б конусной иглы 43 может регулироваться вручную с контролем регулируемого давления Рс в сопловой камере 24 по манометру 40. В то же время для обеспечения возможности моделирования на стенде реального изменения давления Рс в сопловой камере 24 пульсатора при его работе в скважине регулируемый5 10 15 20 25 30 35 45 50 дроссель 39 снабжен приводом 44 с системой программного автоматического управления, обеспечивающей поддержание давления в сопловой камере 24 пульсатора на уровне, соответствующем реальным условиям работы пульсатора в скважине, Указанная система содержит датчик 45 давления Рс в сопловой камере 24, счетчик 46 объемного расхода проходящей через регулируемый дроссель жидкости (отличается от расходомера тем, что измеряет не расход в единицу времени, а объемное количество протекающей через прибор жидкости), программное устройство 47 и блок 48 коррекции, при этом вход программного устройства 47 подключен через преобразователь 49 к счетчику 46, а его выход подключен к входу блока 48 коррекции, второй вход которого подключен к датчику 45 через преобразователь 50, а выход - к приводу 44 дросселя через преобразователь 51.На гидроцилиндре 14 установлен съемный упор 52, фиксирующий поршень 15 в верхнем положении. Стенд работает следующим образом На первом этапе исследований изучается влияние, которое оказывает изменение давления Рс в сопловой камере 24 пульсатора на изменение параметров гидравлических импульсов давления, формируемых на выходе пульсатора в полости 16, в частности на изменение амплитуды, формы, крутизны и продолжительности указанных импульсов. На данном этапе нагрузкой пульсатора служит глухая камера, образуемая полостью 16 при фиксированном положении поршня 15, опирающегося на упор 52; Для проведения исследований включают двигатель 21, приводящий во вращение ротор 19 с соплами 20, и насос 11, нагнетающий рабочую 40 жидкость в полость 23 высокого давления пульсатора, из которой жидкость поступает в сопла 20, на выходе которых формируются турбулентные напорнье струи, распространяющиеся в сопловой камере 24 и совершающие вращательное движение вместе с ротором 19. В процессе вращения каждое сопло 20 периодически (при каждом обороте ротора 19) совмещается с приемным соплом 22, в результате чего на выходе сопла . 22 в поршневой полости 16 формируется импульсное давление, частота которого определяется числом питающих сопл 20 и числом оборотов ротора 19, а амплитуда -величиной давления в соплах 20, расстоя нием между торцами сопл 20 и 22 и величиной давления Рс в сопловой камере 24. Рабочая жидкость, не попадающая в сопло 22, сливается из сопловой камеры 24 в бак 12 по сливной линии 25. С помощью дросселя 39 регулируют давление Рс в сопловой камере 24 от 0 до верхнего предела, соответствующего максимальной глубине погружения пульсатора в скважину(фиг.2) в реальных условиях нагнетания скрепляющего раствора, В процессе регулировки Рс регистрируют давление в соплах 20 по манометру 27, давление в сопловой камере 24 по манометру 40, температуру рабочей жидкости в пульсаторе по термометру 30, расход рабочей жидкости через сопла 20 с помощью расходомера 26 и формируемое в поршневой полости 16 пульсирующее давление с помощью датчика 31 и подключенной к нему регистрирующей аппаратуры.По данной методике проводят серию экспериментов, в ходе которых регулируют давление в соплах 20 дросселем 28, частоту выходных импульсов давления в полости 16 изменением скорости вращения ротора 19 и числа питающих сопл 20, температуру рабочей жидкости в пульсаторе терморегулятором 29, расход рабочей жидкости через пульсатор регулируемым насосом 11 идросселем 28, диаметр питающих сопл 20 заменой ротора 19 или сопл 20 (в случае, если они выполнены в виде самостоятельных деталей, закрепленных на роторе 19), диаметр приемного сопла 22 заменой данного сопла и расстояние между соплами 20 и 22 осевым перемещением сопла 22 или ротора 19. В результате проведенных исследований устанавливают степень влияния переменного давления в сопловой камере 24 пульсатора на амплитуду, форму, крутизну и продолжительность импульсов давления, формируемых пульсатором в поршневой полости 16. При этом устанавливают, при каких значениях регулируемых параметров характеристики выходных импульсов давления в полости 16 пульсатора наиболее ощутимо зависят от величины давления Рс в сопловой камере 24 и при каких значениях указанных параметров эта зависимость проявляется менее ощутимо.На втором этапе исследований изучают влияние, которое оказывает изменение давления Рс в сопловой камере 16 на процесс импульсного нагнетания скрепляющего раствора, На данном этапе рабочей нагрузкой пульсатора служат труба 1 и соединенные с ней модели 2 трещин, собранные с заданными зазорами 5, имитирующими трещины горных пород, Рабочую полость 17 гидроцилиндра 14 заряжают скрепляющим раствором с заданным компонентным составом,рецептурой и вязкостью, включают насос 11, приводной двигатель 21, регистрирующую аппаратуру, к которой подключены дат 1652581 12чики 31-33 давления, и при необходимости систему регулирования давления в сопловой камере 24, показанную на фиг,З. После включения насоса 11 и двигателя 21 пульсатор формирует в поршневой полости 16 импульсы давления, воздействующие на поршень 15, который находится в верхнемположении без движения до тех пор, покане снят упор 52. С помощью дросселя 39 устанавливают начальное давление Рс в сопловой камере 24 пульсатора, соответствующее реальному давлению в скважине 35 в зоне размещения пульсатора 36, после чегоснимают упор 52 с гидроцилиндра 14. Приэтом формируемое в поршневой полости 16 импульсное давление сообщает поршню 15 пульсирующее движение, в процессе которого поршень вытесняет скрепляющий раствор в зазоры 5 моделей.трещин 2. В соответствии с пульсирующим характером движения поршня 15 давление скрепляющего раствора и его движение па трактугидроцилиндр 14-труба 1 - зазоры 5 имеюттакже пульсирующий характер, За процессом пульсирующего движения раствора позазорам 5 ведут наблюдение через смотровые окна 8, а для документации наблюдаемого процесса в целях обеспечения 10 25 раствора в зазоры 5 на всем пути поршня 15 с помощью датчика 31 регистрируют параметры импульсного давления, формируемого в поршневой полости 16 пульсатора, с помощью датчиков 32 получают информацию о степени затухания амплитуды и изменении формы и продолжительности проходящих по раствору импульсов давления в зависимости от расстояния, проходимого данными импульсами вдоль трубы 1, а также в зависимости от протяженности (вдоль оси трубы 1) модели пласта с трещинами, густоты и величины раскрытия моделируемых трещин, а с помощью датчиков ЗЗ регистрируют распределение пульсирующего давления вдоль зазора 5 в каждой мо 35 40 45 дели 2 и одновременно моменты (время) прохождения раствором участков указанного зазора, на которых установлены датчики 50 33, Регистрацию параметров пульсирующе-,го давления, воспринимаемого системой датчиков 31-33, производят с помощью подключенной к ним регистрирующей аппаратуры. Регистрируют также давление в соплах 20 по манометру 27, давление в сопловой камере 24 по манометру 40, температуру и расход жидкости по термометру 30 и расходомеру 26, Одновременно ведут наблюдение эа пульсирующим движением возможности последующего исследованияпроводят его кино- или фотосъемку. 30В процессе импульсного нагнетания скрепляющего раствора по зазорам 5 через смотровые окна 8. При этом определяют расстояние. на которое продвигается раствор по зазору 5 от трубы 1. При медленном течении раствора указанное расстояние регистрируют по шкале 10, а при быстром течении раствора - с помощью датчиков ЗЗ, Определяют также скорость импульсного движения скрепляющего раствора вдоль зазоров по материалам кино- фотасьемки процесса, наблюдаемого через смотровые окна 8. или по даннь 1 м записи сигналов, поступающих от системы датчиков 33 к регистрирующей аппаратуре, производящей указанную запись,Стенд предусматривает возможностькак ручной, так при необходимости и автоматической регулировки дросселя 39, Ручную регулировку дросселя 39 осуществляютв случае, когда на стенде имитируется процесс импульсного нагнетания скрепляащегараствора в скважины, в которых отсутствует поглощение промывочной жидкости, благодаря чему скважина полностью заполнена жидкостью (высота й столба жидкости 38 в скважине равна глубине Н погружения пульсатара 36, фиг,2). В данном случае давлениеРс в сопловай камере сохраняется постоянным в процессе нагнетания, его легковычисляют по формуле (1) и также легко настраивают ручной регулировкой дросселя 39, В случае имитации на стенде импульсного нагнетания скрепляющего раствора вскважины с трещинаватыми породами, поглощающими промывочную жидкость, в результате чего скважина лишь частично заполнена жидкостью, ручная регулировка дросселя 39 становится малоприемлемой в силу того, чта в данном случае давление Рс в камере 24 пульсатора не постоянно, а увеличивается в соответствии с выражением (1) вследствие увеличения высоты и столба 38 жидкости в скважине 35 в результате слива в нее отработавшей в пульсаторе 36 жидкости через его сливные окна 37,В данном случае регулировку дросселя 39 и, соответственно, давления Р, осуществляют с помощью системы автоматического регулирования (фиг,З), содержащей программное устройство 47, в которое вводят программу, учитывающую влияние на величину Рс всех участвующих в процессе геометрических, механических и физических параметров, приведенных в функциональной зависимости (2), На вход программного устройства 47 через .преобразователь 49 поступает информация ат счетчика 46 жидкости о текущем количестве (абьеме) Рl жидкости, сливаемой в реальных условиях (фиг,2) в скважину 35 через сливные окна 37пульсатора 36 (в условиях стенда в бак 12), что приводит к увеличению высоты и столба жидкости 38 в скважине и, соответственно, давления в сопловой камере пульсатора 36.Счетчик 46 включается сразу после снятия упора 52 с гидроцилиндра 14 и считает сливаемую из пульсатора жидкость от начала и до конца движения поршня 15, т,е. от начала и да конца исследуемого процесса импульского нагнетания скрепляющего раствора.В.программном устройстве 47 информация, поступающая в виде сигнала В/, обрабатывается (преобразуется вначале в прирост высоты й столба жидкости 38 в скважине 35, а затем в прирост давления Л Рс в сопловой камере 24 пульсатора) и после обработки вычисляется значение давления Рс, ко торое должно быть в сопловой камере 24 в текущий момент времени. Блок 48 коррекции получает от датчика 45 через преобразователь 50 сигнал Рс о текущем значении давления в сопловой камере 24, сравнивает его с сигналом Рс, поступающим от программного устройства 47. и вырабатывает управляющий сигнал Я, поступающий через преобразователь 51 на привод 44, перемещающий дроссельную иглу 43 относительно дроссельной шайбы 41 на расстояние Я, соответствующее полученному входному сигналу. В результате отработки приводом 44 управляющего сигнала В изменяется гидравлическое сопротивление дросселя и одновременно с ним изменяется давление Рс в сопловой камере 24 до величины, равной значению Рс, вычисленному программным устройством 47. По данной методике проводят серию экспериментов, в ходе которых регулируют1) основные конструктивные параметры пульсатора:диаметр питающих сопл 20 путем замены ротора 19 или самих сопл (в случае, если они выполнены в виде самостоятельных деталей, закрепляемых на роторе 19),диаметр приемного сопла 22 путем замены данного сопла,расстояние между соплами 20 и 22 осевым перемещением приемного сопла 22 или ротора 19;2) технологические параметры процесса импульсного нагнетания скрепляющих растворов в трещины горных пород:частоту выходн ых им пул ьсов давления в поршневой полости 16 пульсатора изменением числа оборотов приводного двигателя 21 и количества питающих сопел 20,амплитуду выходных импульсов давления в поршневой полости 16 изменением перепада давления на соплах 20 разницы 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 этом величину противодавления регулируют настройкой величины усилия, необходимого для открытия указанных затворов,Укаэанные параметры регулируют в пределах, которые могут встречаться в реаль ных условиях при импульсном нагнетании скрепляющего раствора в трещиноватый интервал пород в скважине с применениемпоказанного на фиг.1 пульсатора. Поскольку в исследуемом процессе участвует большое число регулируемых параметров, повышающее трудоемкость экспериментальных исследований, для упрощения указанных исследований используют математические методы планирования экспериментов и обработки статистических данных, а также теорию подобия и размерностей, позволяющую обьединять характеризующие процесс одиночные параметры в несколько комплексных параметров (критериев подобия), число которых значительно меньше числа одиночных параметров. При этом исследования представляют собой серию экспериментов, в каждой иэ которых варьируют один из критериев подобия при постоянном значении остальных критериев,В результате проведенных исследований устанавливают степень влияния изменяющейся величины давления Рс в сопловой камере 24 пульсатора на амплитуду, форму и продолжительность импульсов давления в поршневой полости 16, воздействующих через поршень 15 на скрепляющий раствор, нагнетаемый в интервал трещиноватых горных пород и, соответственно, на разрешающие способности (рабочие характеристики) метода импульсного нагнетания скрепляющего раствора в трещины горных пород, к которым относятся величина максимального расстояния от источника гидравлических импульсов давления пульсатора) до интервалатрещиноватых пород в скважине, при котором обеспечивается прохождение вырабатываемых источником импульсов давления до укаэанного интервала и нагнетание под их воздействием скрепляющего раствора в трещины горных пород на заданное расстояние от стенок ствола скважины, величина максимальной мощности (протяженности вдоль ствола скважины) интервала трещиноватых пород, который может быть с достаточной эффективностью (с обеспечением продвижения раствора на заданное расстояние от стенок ствола скважины) закреплен скрепляющим раствором, величина минимального раскрытия трещин, при которой возможно нагнетание в них раствора на эаданную глубину от стенок ствола скважины, величина максимального расстояния продвижения скрепляющего раствора от стенок ствола скважины в трещины горных породи 5 величина максимального противодавленияпластовой жидкости в трещинах, при которой возможно нагнетание раствора в трещины на заданную глубину от стенок ствола скважины.10Формула изобретенияСтенд для исследования процесса нагнетания скрепляющих растворов в трещиноватые горные породы, содержащий15 модель нагнетательной скважины и соединенные с ней модель пласта с трещинами,установку для нагнетания скрепляющегораствора с гидронасосом, цилиндром и поршнем, разделяющим его внутренний обьем20 на поршневую полость и рабочую полость соскрепляющим раствором, соединенную смоделью нагнетательной скважины, струйный пульсатор, содержащий корпус с сопловой камерой и сливной линией, размещен 25 ные в корпусе по меньшей мере одно вращающееся питающее сопло, соединенное сгидронасосом, и приемное сопло, соединенное с поршневой полостью гидроцилиндра,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью30 расширения технологических возможностейстенда путем исследования процесса импульсного нагнетания скрепляющего раствора втрещины горных пород, струйный пульсаторснабжен регулятором давления, выполнен 35 ным в виде регулируемого дросселя, и прибором регистрации давления в сопловойкамере пульсатора, причем регулируемыйдроссель имеет привод с системой программного управления, содержащей датчик дав 40 ления, установленный в сопловой камерепульсатора, и счетчик жидкости, установленный в сливной линии сопловой камерыпульсатора, программное устройство и блоккоррекции, при этом вход программного ус 45 трайства подключен к счетчику жидкости, авыход- к одному из входов блока коррекции,второй вход которого подключен к датчикудавления, а выход - к приводу регулируемого дросселя,1652581 гиСоставитель Л.Березкина Редактор А.Огар Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцо Заказ 1756 Тираж 296 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101