Устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водозаборной скважины

 

Предлагаемое устройство содержит вибратор, состоящий из корпуса 1, ТОЛКателя 2 с пружиной 3 и задним упором 4, взаимодействующим с кулачком 5, который соединен с электродвигателем 6 посредством передачи 7. Опорная рама 11 вибратора с помощью фланцев с уплотнителем соединена с переходником 13, имеющим отвод 14 и крышку 16, на которой установлены стойки 17 с двумя направляющими роликами 18 и стойка 19с направляющей 20 для стержня 21 с пружиной 22, роликом 23 и упором 24. На гибком грузонёсущем органе 27 подвешена труба 28, оборудованная перфорированными дисками 29 с кольцами 31, вмещающими порошкообразный реагент 32, Для возбуждения в зоне фильтра 33 циркуляции реагентного раствора эрлифтным способом через крышку 16 пропущен воздухоподающий шланг 34. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 03 В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Boo О

СО 0

1 леЯюи туще и лруе ееееани и а! (21) 4774173/23 (22) 26.12.89 (46) 23.04,92. Бюл. bL 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарнотехнических и специальных строительных работ (72) B.В. Верстов и В.В, Топчин (53) 628.112.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1375750, кл. E 03 D 3/15, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОРЕАГЕНТНОЙ ОБРАБОТКИ ФИЛЬТРА И ПРИФИЛЬТРОВОЙ ЗОНЫ ВОДОЗАБОРНОЙ СКВАЖИНЫ (57) Предлагаемое устройство содержит вибратор, состоящий из корпуса 1, толкатеЯ 1у

„„. Ж„„1728396 Al ля 2 с пружиной 3 и задним упором 4, взаимодействующим с кулачком 5, который соединен с электродвигателем 6 посредством передачи 7. Опорная рама 11 вибратора с помощью фланцев с уплотнителем 12 соединена с переходником 13, имеющим отвод 14 и крышку 16, на которой установлены стойки

17 с двумя направляющими роликами 18 и стойка 19 с направляющей 20 для стержня

21 с пружиной 22, роликом 23 и упором 24.

На гибком грузонесущем органе 27 подвешена труба 28, оборудованная перфорированными дисками 29 с кольцами 31, вмещающими порошкообразный реагент

32, Для возбуждения в зоне фильтра 33 циркуляции реагентного раствора эрлифтным способом через крышку 16 пропущен воздухоподающий шланг 34. 2 ил.

1728396

Изобретение относится к водозаборным сооружениям, предназначенным для забора воды иэ подземных источников, а более конкретно к устройствам для обработки фильтра и прифильтровой зоны водозаборных скважин при их кольматации в процессе эксплуатации осадками химического происхождения.

Известны устройства для виброреагентной обработки водозаборных скважин, содержащее вибратор, герметизатор устья скважины и рабочий орган, представляющий собой колонну насосно-компрессорных труб, в нижней части которой закрепляются диски.

Опыт использования виброреагентной обработки скважин, который показал, что способ комбинированного воздействия вибрационного гидродинамического давления и реагента на фильтр и прифильтровую зону позволяет эффективно восстанавливать производительность скважин при их кольматации как глинистым раствором, так и осадками химического происхождения.

Известные устройства для виброреагентной обработки, в основе которых лежат вибраторы продольных колебаний с дебалансными инерционными вибровозбудителями, требуют использования достаточно громоздкого оборудования, поскольку для передачи колебаний располагаемым в зоне фильтра дискам используется колонна насосно-компрессорных труб; велики также затраты времени на монтаж устройств, связанные в основном с необходимостью свинчивания (развинчивания) спускаемой (поднимаемой) колонны насосно-компрессорных труб.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водозаборной скважины, содержащее вибратор с опорной рамой и центральнойтрубой,герметизатор, переходник и рабочий орган-колонну насосно-компрессорных труб с дисками в нижней части.

Центральное проходное отверстие в корпусе вибратора позволяет несколько облегчить процесс монтажно-демонтажных работ.

Недостатками известного устройства являются значительная суммарная и существенная мощность, зависящая в основном от длины вибрируемой колонны насоснокомпрессорных труб, определяемая,в свою очередь, глубиной скважины; повышенные трудозатраты при монтажно-демонтажных работах и транспортных операциях; необходимость проведения при спуске в скважину

40 колонны насосно-компрессорных труб специальных мероприятий по предотвращению разворачивания их резьб при вибрировании; существенные затруднения с доставкой порошкообразного реагента в зону фильтра, так как наиболее простой из известных способ доставки порошка в зону обработки на дисках в этом случае нерационален из-за того, что значительные затраты времени на свинчивание колонны насосно-компрессорных труб приводят к растворению реагента в стволе скважины в интервалах выше фильтра, а это вследствие уменьшения концентрации раствора снижает эффективность виброреагентной регенерации фильтра и прифильтровой зоны.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса очистки скважин при одновременном снижении материальных и трудовых затрат.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водозаборной скважины, содержащее установленный на устье скважины вибратор с толкателем и опорной рамой, грузонесущий орган и рабочий орган в виде трубы с дисками, снабжено перфорированными кольцами, установленными в дисках, выполненных с перфорацией, при этом грузонесущий орган выполнен гибким, а толкатель вибратора установлен перпендикулярно к оси скважины и выполнен подвижно взаимодействующим с грузонесущим органом.

При этом выполнение на дисках рабочего органа перфорации и установки на них перфорированных колец, спуск трубы с дисками в скважины на гибком грузонесущем органе позволяют произвести доставку и последующее растворение реагента в зоне фильтра достаточно просто и без снижения концентрации раствора.

При этом вместо вибратора с дебалансным инерционным вибровозбудителем применен вибратор с кинематическим возбуждением колебаний, который обладает конструктивной простотой и эффективен в тех случаях, когда масса вибрируемого рабочего органа незначительна.

Кроме того, целесообразность использования вибратора такого типа объясняется тем, что дебалансные инерционные вибровозбудители продольного действия при приемлемой для условий производства работ мощности могут сообщать насосно-компрессорной трубе рабочего органа колебания с амплитудой до 20 мм. При таком уровне колебаний применение в качест= ве передающего звена гибкого грузонесущего органа, обеспечивающего значи1728396 тельные технологические преимущества, нерационально, так как вследствие его упругости происходит существенное сниже-. ние амплитуды колебаний трубы с дисками и, как следствие, понижение эффекта вибрационного гидродинамического воздействия на фильтр и прифильтровую зону.

Предлагаемый в устройстве вибратор с вибровозбудителем кинематического типа, выполненный, например, в виде кулачкового механизма, способен генерировать колебания с амплитудой до 100-120 мм при частоте 5-8 Гц. В связи с тем, что эти колебания предлагается передавать гибкому грузонесущему органу в плоскости, перпендикулярной оси скважины, обеспечиваются следующие преимущества: элементы вибратора не воспринимают реактивной динамической нагрузки от колебаний гибкого грузонесущего органа; конструктивная простота устройства и технологические удобства в работе (вибровозбудитель не занимает пространство над стволом скважины, в период обработки в необходимый момент времени без каких-либо перемонтажных операций рабочий орган можно переместить вдоль фильтровой зоны скважины или с выполнением минимальных демонтажных работ поднять его на поверхность для загрузки на диски дополнительной порции реагента).

На фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого устройства, продольный разрез; на фиг. 2 — устройство, вид сверху.

Устройство включает вибратор, состоящий из корпуса 1, толкателя 2 с пружиной 3 и задним упором 4, взаимодействующим с кулачком 5. Кулачок 5 приводится во вращение электродвигателем 6 с помощью цепной передачи 7. Толкатель 2 имеет передний упор 8 и перемещается в направ ляющей 9, снабженной уплотнителем 10.

Вибратор жестко крепится к опорной раме

11, которая с помощью фланцев с уплотнителем 12 соединяется с переходником 13 с вмонтированным отводом 14. Переходник

13 навинчивается на трубу 15 на устье скважины. К опорной раме 11 болтами сверху крепится крышка 16, имеющая стойку 17 с двумя направляющими (ограничительными) роликами 18 и стойку 19, на которой жестко закреплена направляющая 20 для стержня

21 с пружиной 22. Ха одном конце стержня

21 имеется вибрирующий ролик 23, а на другом дисковый упор 24. Крышка 16 выполнена с радиальным пазом 25 и центральным винтовым зажимом 26.

Конец гибкого грузонесущего органа

27, являющегося элементом применяемого.насосно-компрессорной трубы 28, оборудованной дисками 29.

5 На дисках выполнена перфорация в ви10

30

50. ликами 18, закрепленными на стойке 17, и

40 при обработке скважины грузоподъемного механизма, скрепляют с верхним торцом де конических отверстий 30, Кроме того, диски снабжены перфорированными кольцами 31. В пространство, ограниченное верхней плоскостью дисков 29 и кольцами 31 загружают порошкообразный реагент 32, который при спуске трубы с дисками в скважину таким образом доставляют в зону фильтра 33.

Для осуществления работы эрлифта воздух в скважину подают с помощью шланга 34. Спуско-подъемные операции при установке (снятии) опорой рамы 11 с вибратором и крышки 16 осуществляют с помощью проушин 35 и 36 соответственно.

Предлагаемое устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водозаборной скважины работает следующим образом, На трубу 15 на устье скважины, подготовленной для обработки, навинчивают переходник 13, на отводе 14 закрепляют шланг (не показан) для отведения продуктов реакции за пределы рабочей зоны. Затем, используя проушины 35, с помощью грузоподъемного механизма опорную раму 11 вместе с вибратором устанавливают через уплотнение 12 на переходник 13 и крепят на нем. Подключают двигатель 6 и кратковременными его включениями добиваются того, чтобы передний упор 8 занял крайнее правое положение. Затем на гибком грузонесущем органе 27 трубу 28 с дисками 29 начинают опускать в скважину. При этом, как только первый и все последующие диски

29 оказываются внутри опорной рамы 11,в их полость засыпают расчетную дозу реагента 32. При этом длину трубы 28 и количество дисков 29 устанавливают соответствующими длине фильтра 33, Вслед за спуском трубы с дисками в зону обработки крышку 16 берут за проушины 36 и поднимают над опорной рамой 11, Пазом 25 крышку 16 наводят на гибкий грузонесущий орган 27, который заводят между двумя ровибрирующим роликом 23 и опускают ее на раму 11, а затем крепят. После этого накладкой герметизируют радиальный паз 25 и винтовым зажимом 26 фиксируют гибкий грузонесущий орган 27. На этом подготовительные работы завершаются, и производят запуск двигателя 6, который через цепную передачу 7 начинает вращать кулачок 5. Кулачок 5 взаимодействует с задним упором 4 толкателя 2, скользящего в направляющей 9

1728396

50

55 с уплотнителем 10. Толкатель передним упором 8 нажимает на дисковый упор 24 стержня 21, движущегося в направляющей

20, закрепленной на стойке 19, и сообщает поступательное движение ролику 23. Ролик

23, в свою очередь, перемещает гибкий грузонесущий орган 27 по траектории своего движения и вызывает подъем на определенную высоту трубы 28 с дисками 29. После прохождения кулачком 5 в контакте с задним упором 4 точки наибольшего эксцентриситета ролик 23 вместе со стержнем 21 и толкателем 2 под влиянием пружин 22 и 3, а также действия силы тяжести трубы 28 с дисками, возвращается в исходное положение, а гибкий грузонесущий орган 27 с трубой 28 совершает движение вниз. При дальнейшем вращении кулачка 5 цикл повторяется и, таким образом, ролик 23 совершает колебательные движения в плоскости, перпендикулярной оси скважины, что приводит к периодическим перемещениям гибкого грузонесущего органа и продольным вибрациям трубы с дисками в зоне фильтра.

Поскольку спуск трубы с дисками в зону обработки осуществляется на гибком грузонесущем органе достаточно быстро, то размещенный на дисках реагент доставляется в зону фильтра без существенных потерь на растворение в стволе скважины.

При вибрировании трубы с дисками в зоне фильтра реагент 32, находящийся в полости между поверхностью дисков 29 и перфорированным кольцом 31, интенсивно растворяется. Этому процессу способствуют конические отверстия ЗО, позволяющие благодаря виброструйному эффекту ускорить перемешивание реагента и его растворение. В процессе вибрирования рабочего органа в зонах между дисками генерируется гидродинамическое давление, обеспечивающее импульсное движение раствора реагента через фильтр и прифильтровую зону, что создает благоприятные условия для массообмена реагента с кольматантом и полное растворение последнего. После виброреа5 гентной обработки, продолжающейся, как правило, 40-50 мин, проводят эрлифтную откачку скважины. Сжатый воздух в скважину подают по шлангу 34, откачиваемая вода отводится через отвод 14.

10 Использование предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность работ по виброреагентной обработке скважин за счет лучшего использования реагента при доставке его в зону фильтра на дисках с

15 помощью гибкого грузонесущего органа, а также значительного сокращения затрат труда и материалов на изготовление, транспортировку и монтаж оборудования. Удельный дебит скважин, полученный после их

20 обработки с помощью предлагаемого устройства, может быть больше, чем достигается у известного за счет более эффективного использования реагента.

25 Формула изобретения

Устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водозаборной скважины, содержащее установленный на устье скважины вибратор с толЗО кателем и опорной рамой, грузонесущий орган и рабочий орган в виде трубы с дисками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки при одновременном снижении матери35 альных и трудовых затрат, оно снабжено перфорированными кольцами, установленными на дисках, выполненных с перфорацией, при этом грузонесущий орган выполнен гибким, а толкатель вибратора ус40 тановлен перпендикулярно оси скважины и выполнен подвижно взаимодействующим с грузонесущим органом, 1728396

Ôè8. 2

35

45

Составитель В.Воротов редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1386 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5