Устройство для сооружения подземного резервуара в растворимых формациях

 

Изобретение относится к газовой, нефтяной и горнодобывающей промышленности и может быть использовано при создании подземных резервуаров в растворимых горных формациях. Устройство включает внешнюю с отверстиями и внутреннюю рабочие колонны труб. Отличается тем, что устройство снабжено струйным аппаратом. Последний состоит из насадки и соединенных друг с другом конфузора, камеры смешения и диффузора. Диффузор выполнен с окнами, расположенными напротив отверстий внешней рабочей колонны. Внутренняя колонна выполнена с участком, отклоненным от ее оси и снабженным верхней и нижней опорами. Опоры закреплены на ее внешней поверхности. Внешняя колонна труб снабжена посадочными элементами, размещенными на ее внутренней поверхности с возможностью взаимодействия с опорами внутренней колонны. Верхняя опора выполнена с цилиндрическим отверстием, в котором размещена насадка стуйного аппарата. Нижняя опора имеет коническое соединение с нижним посадочным элементом и выполнена с коническим отверстием, в котором размещена верхняя часть диффузора струйного аппарата. Внутренняя колонна имеет центрирующие ребра. 1 ил.

Изобретение относится к вопросу создания подземных резервуаров в растворимых горных формациях, например в залежах каменной соли, и может быть использовано в газовой, нефтяной, горнодобывающей и других отраслях народного хозяйства.

Известно также устройство, включающее внешнюю с отверстиями и внутреннюю колонны труб. Внешняя оснащена окнами, а внутренняя колонна труб приварными ребрами. В нижней части внешней колонны труб на внутренней поверхности размещены жестко коаксиально насадка, конфузор, камера смешения и диффузор, образуя с внутренней трубой струйный аппарат кольцевого типа [1] Недостатком этого устройства является несовершенство его конструкции, связанное с невозможностью устранить забивку кольцевой насадки нерастворимыми включениями и с монтажом устройства при проведении спуско-подъемных операций рабочих колонн труб.

При разработке предлагаемого устройства решалась задача создания в камере подземного резервуара циркуляционных потоков растворителя, и позволяющая устранить наличие кольцевой насадки, что способствует предотвращению забивки насадки при создании прямоточного и противоточного режимов работы устройства.

Предлагаемое устройство также обеспечивает подачу более концентрированного рассола на дневную поверхность за счет увеличения пребывания в камере подземного резервуара растворителя, что в конечном итоге сокращает сроки строительства подземных резервуаров.

Упрощается также процесс спуско-подъемных операций рабочих колонн труб при переходе на последующую ступень подземного резервуара, связанный с возможностью раздельного спуска-подъема труб устройства в заданный интервал строящегося резервуара.

Решение указанной задачи осуществляется за счет того, что в устройство для сооружения подземного резервуара в растворимых горных формациях, содержащем внешнюю и внутреннюю рабочие колонны труб, из которых внешняя оснащена окнами, а внутренняя ребрами, и струйный аппарат в виде насадки, конфузора, камеры смешения и диффузора, согласно изобретению, внутренняя колонна труб в средней части содержит участок, отклоненный от ее оси и снабженный по внешней стороне опорами, образующими рассолоприемную полость с размещенными на внутренней поверхности внешней колонны труб посадочными элементами, при этом один из них, предназначенный под нижнюю опору, выполнен с коническим посадочным местом, другой с цилиндрическим под сальниковое уплотнение верхней опоры и с внутренним диаметром, превышающим внутренний диаметр нижней опоры, между внутренними поверхностями которых размещен струйный аппарат, конфузор которого выполнен с окнами, размещенными напротив окон внешней трубы, при этом ребра внутренней колонны труб установлены от верхней опоры на расстоянии внутреннего диаметра внешней колонны труб.

Месторасположение устройства в камере подземного резервуара зависит в основном от высоты создаваемого резервуара. Конструкция устройства позволяет устанавливать его в любом месте скважины.

За счет создаваемого посредством устройства эффекта эжектирования из камеры подземного резервуара слабоминерализованного рассола последний направляется в ее нижнюю часть, создавая тем самым препятствие его естественному проникновению в сводовую часть сооружаемого подземного резервуара, за счет сил гравитации.

Эффект эжектирования в устройстве создается с помощью струйного аппарата, закрепленного между внутренними поверхностями верхней и нижней опор, при этом размещенные на внутренней стороне внешней трубы посадочные элементы имеют посадочное коническое место для нижней опоры и цилиндрическое посадочное место под сальниковое уплотнение, обеспечивают образование герметичной рассолоприемной полости устройства, причем в конфузоре имеются окна, расположенные напротив окон внешней колонны труб. Для предотвращения негерметичности полости устройства нижний элемент с коническим посадочным местом выполнен с внутренним диаметром больше, чем наружный диаметр нижней опоры, а верхний элемент имеет длину, превышающую не менее чем вдвое толщину верхней опоры.

Для предотвращения изгиба внутренней колонны труб во время спуско-подъемных операций устройства и предохранения верхней и нижней опор и сальниковых уплотнений от механических повреждений устанавливаются ребра на внутренней колонне труб от верхней опоры на расстоянии, равном внутреннему диаметру внешней колонны труб.

На чертеже представлено в разрезе устройство для сооружения подземного резервуара в растворимых горных формациях.

Оно содержит внутреннюю колонну труб 1 с приварными ребрами 2, центрирующими внешнюю и внутреннюю трубы, верхнюю опору 3, по внешнему диаметру которой размещены сальниковые уплотнения 4, и нижнюю опору 5. В верхней опоре 3 установлены насадка 6, конфузор 7 с окнами 8, камера смешения 9, диффузор 10 с жестко закрепленным у нижней опоры 5 с его внешней стороны фланцем 11. Внутренняя поверхность внешней колонны труб 12 снабжена верхним 13 и нижним 14 посадочными элементами, окнами 15 с сетчатым фильтром (не показан), для забора слабоминерализованного рассола.

Внутренняя 1 рабочая колонна труб соединена герметично с внешней 12 колонной с помощью опор 3, 5 и посадочных элементов 13, 14. На внутренней 1 колонне труб образован профильный участок, отклоняющийся от ее вертикальной оси и выполненный с таким расчетом, чтобы на данном участке могли быть размещены насадка 6, конфузор 7 с окнами 8, камера смешения 9 и диффузор 10, создающие в сочетании струйный аппарат, предназначенный для подачи растворителя. Насадка 6 герметично закреплена в верхней опоре 3, а элементы 7, 9, 10 проточной части струйного аппарата жестко соединены между собой и сцентрированы относительно насадки 6. Диффузор 10 посредством фланца 11 соединен с нижней опорой 5. Кроме того, на внешней стороне внутренней 1 колонны труб устанавливаются ребра 2 на расстоянии не более внутреннего диаметра внешней 12 колонны труб для центрирования и предотвращения повреждений сальниковых уплотнений 4, а также верхней 3 и нижней 5 опор.

Последние размещены по длине профилируемого участка внутренней 1 трубы на расстоянии, не превышающем длину проточной части струйного аппарата.

Нижний 14 посадочный элемент имеет коническое посадочное место для нижней 5 опоры, а верхний 13 посадочный элемент имеет цилиндрическое посадочное место под сальниковое уплотнение 4 верхней 3 опоры. Длина элемента 13 по меньшей мере вдвое превышает толщину верхней 3 опоры, а его внутренний диаметр больше внутреннего диаметра нижней 5 опоры.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Производится сборка на дневной поверхности основных узлов устройства в нижней части внутренней колонны 1 труб. Затем производится спуск внешней рабочей колонны 12 труб. Затем, подбирая длину внутренней 1 колонны труб таким образом, чтобы опоры 3, 5 размещались строго напротив посадочных элементов 13, 14, производится спуск внутренней 1 колонны труб. После установки устройства в выбранном для размыва интервале скважины осуществляются монтаж и обвязка ее устья. Затем в затрубное пространство между внешней рабочей колонной 12 и обсадной колонной труб подается нерастворитель, например, дизельное топливо, Растворитель, в частности вода, подается по межтрубью между внешней 12 и внутренней 1 колоннами труб к насадке 6. В насадке 6 происходит преобразование потенциальной энергии рабочего потока в кинетическую, в результате чего через окна 15, 8 происходит подсос слабоминерализованного рассола из камеры подземного резервуара. Растворитель и подсасываемый поток смешиваются в цилиндрической камере смешения 9. В диффузоре 10 происходит обратное преобразование кинетической энергии в потенциальную, и поток по межтрубью между внутренней 1 и внешней 12 колоннами труб подают в камеру. Насыщаемый в камере подземного резервуара рассол забирается из нее по внутренней 1 колонне труб на дневную поверхность. Устройство может быть использовано как в случае создания подземного резервуара с использованием нерастворителя, так и без него.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ПОДЗЕМНОГО РЕЗЕРВУАРА В РАСТВОРИМЫХ ФОРМАЦИЯХ, включающее внешнюю с отверстиями и внутреннюю рабочие колонны труб, отличающееся тем, что устройство снабжено струйным аппаратом, состоящим из насадки и соединенных друг с другом конфузора, камеры смешения и диффузора, выполненного с окнами, расположенными напротив отверстий внешней колонны, внутренняя колонна выполнена с участком, отклоненным от ее оси и снабженным закрепленными на ее внешней поверхности верхней и нижней опорами, а внешняя колонна труб снабжена посадочными элементами, размещенными на ее внутренней поверхности с возможностью взаимодействия с опорами внутренней колонны и образования при этом рассолоприемной полости между колоннами, при этом верхняя опора выполнена с цилиндрическим отверстием, в котором размещена насадка струйного аппарата, а нижняя опора имеет коническое соединение с нижним посадочным элементом и выполнена с коническим отверстием, в котором размещена верхняя часть диффузора струйного аппарата, причем внутренняя колонна снабжена центрирующими ребрами, установленными над верхней опорой на ее внешней поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1