Устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины

 

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод и систем вертикального дренажа. Задачей изобретения является повышение эффективности обработки фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины при значительной глубине и производительности скважины. Устройство включает трубу с дисками, вибратор с опорной рамой, снабженный центральной трубой, установленной концентрично снаружи трубы с дисками, которая закреплена на верхней кромке центральной трубы, герметизатор и переходник, причем на внутренней поверхности трубы с дисками в пределах высоты фильтра предусмотрены криволинейные винтообразные кондукторы, а к наружной поверхности указанной трубы непосредственно под дисками тангенциально присоединены суживающиеся насадки, имеющие внутренние криволинейные винтообразные канавки на их поверхности. Нижний конец трубы с дисками заглушен. 3 ил.

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, систем вертикального дренажа, а именно к устройствам для обработки фильтра и прифильтровой зоны скважин на воду, и при их кольматации осадками химического происхождения.

Из существующего уровня техники известно устройство для обработки фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины (см. а.с. СССР N 494495, E 03 B 3/18, БИ N 45, 1975 г.), содержащее вибратор продольно-направленного действия и жестко соединенный с ним корпус, а вибратор посредством амортизационных пружин и опорной рамы крепится на переходнике, ввинчиваемом в муфту фильтровой трубы, трубу, расположенную коаксиально внутри корпуса, на наружной поверхности которой размещен нагревательный элемент, а в нижней части обратный клапан, в нижней части корпус снабжен кольцевой заглушкой, присоединенной к наружной поверхности трубы, в средней части корпуса и трубы на одном уровне выполнены поперечные каналы.

Недостатком данного устройства является то, что устье скважины наглухо перекрыто вибратором и герметизатором и имеет низкие эксплуатационные характеристики, невысокую надежность и отсутствует безопасность в работе.

Из существующего уровня техники известно устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины (см. а.с. СССР N 1116132, E 03 B 3/18, БИ N 36, 1984), включающее трубу с дисками, вибратор с опорной рамой, снабженный центральной трубой, установленной концентрично снаружи трубы с дисками, которая закреплена на верхней кромке центральной трубы, герметизатор и переходник. По наибольшему числу совпадающих признаков и назначению указанное устройство принято за наиболее близкий аналог к заявленному.

Недостатком данного устройства является невысокая эффективность обработки фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины при значительной ее глубине и незначительное повышение ее производительности.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности обработки фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины при значительной глубине и производительности скважины путем установки на внутренней поверхности трубы с дисками в пределах высоты фильтра криволинейных винтообразных кондукторов, присоединением тангенциально к наружной поверхности указанной трубы непосредственно под дисками суживающихся насадок, имеющих внутренние криволинейные винтообразные канавки на их поверхности, причем нижний конец трубы с дисками заглушен.

Технический результат достигается тем, что устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины, включающее трубу с дисками, вибратор с опорной рамой, снабженной центральной трубой, установленной концентрично снаружи трубы с дисками, которая закреплена на верхней кромке центральной трубы, герметизатор и переходник, имеет на внутренней поверхности трубы с дисками в пределах высоты фильтра криволинейные винтообразные кондукторы, а к наружной поверхности указанной трубы непосредственно под дисками тангенциально присоединены суживающиеся насадки, имеющие внутренние криволинейные винтообразные канавки на их поверхности, причем нижний конец трубы с дисками заглушен.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - вид А-А, а на фиг. 3 - развертка внутренней поверхности суживающихся насадок с криволинейными винтообразными канавками.

Устройство содержит вибратор 1 продольно-направленного действия, который при помощи направляющих стержней 2 и амортизирующих пружин 3 соединен с опорной рамой 4. Последняя через уплотнительную прокладку 5 крепится к переходнику 6, ввинчиваемому в муфту 7 надфильтровой трубы 8. Переходник 6 имеет отвод 9 с краном 10, предусмотренным для выпуска из скважины откачиваемой жидкости и газов, образующихся в результате реакции. Вибратор 1 имеет центральную трубу 11 с верхним 12 и нижним 13 фланцами. Рабочий орган представляет собой трубу 14 с дисками 15. Его длина подбирается таким образом, чтобы диски 15 располагались в фильтре 16. Труба 14 с дисками 15 соединяется с верхним фланцем 12 центральной трубы 11 вибратора 1 при помощи патрубка 17 с фланцем. Спуск в скважину и подъем труб производится с помощью резьбовой пробки 18 с серьгой. Герметизатор 19 устья скважины выполнен в виде эластичного гофрированного трубчатого элемента, установленного между нижним фланцем 13 центральной трубы 11 и опорной рамой 4 вибратора 1. На внутренней поверхности трубы 14 с дисками 15 в пределах высоты фильтра 16 предусмотрены криволинейные винтообразные кондукторы 20, а к наружной ее поверхности непосредственно под дисками 15 тангенциально присоединены суживающиеся насадки 21 с внутренними криволинейными винтообразными канавками 22. Нижний конец 23 трубы 14 с дисками 15 заглушен.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Первоначально на скважине монтируют переходник 6 и на его фланец устанавливают опорную раму 4 с вибратором 1. Через центральную трубу 11 вибратора 1 производят спуск в скважину трубы 14 с дисками 15 с криволинейными винтообразными кондукторами 20 на ее внутренней поверхности, а непосредственно под дисками 15 находятся тангенциально присоединенные к наружной поверхности трубы 14 суживающиеся насадки 21, имеющие внутренние криволинейные винтообразные канавки 22. С помощью патрубка 17 с фланцем трубу 14 крепят к верхнему фланцу 12 центральной трубы 11. Через патрубок 17 в скважину под давлением закачивают химически ингибированный реагент. Кран 10 закрывают, а в патрубок 17 вворачивают пробку 18 и скважина оказывается загерметизированной. Химически ингибированный реагент, опускаясь по трубе 14, попадает во внутренние криволинейные винтообразные кондукторы 20, в которых закручивается, приобретая волновое движение, усиливаемое при выходе из тангенциально присоединенных к наружной поверхности трубы 14 суживающихся насадок 21, имеющих внутренние криволинейные винтообразные канавки 22. Тангенциальное расположение суживающихся насадок 21 способствует приобретению химически ингибированным реагентом центробежных сил. При включении вибратора 1 труба 14 начинает совершать импульсное вибрационное движение в пределах высоты фильтра 16, а диски 15 способствуют созданию напора химическим ингибированным реагентом при движении трубы 14 вниз, при движении ее вверх - разрежение. При этом область действия выбрасываемого из суживающихся насадок 21 химического ингибированного реагента в закрученном виде возрастает.

Центробежные, вибрационные и гидродинамические силы химического ингибированного реагента как жидкости эффективно производят виброреагентную обработку как самого фильтра скважины, так и ее прифильтровой зоны, действие которых проникает в значительную глубину водоносного пласта. После обработки скважины продукты распада кольматанта удаляют из скважины.

Использование закрутки химического ингибирования реагента, подаваемого в скважину, создающего центробежные и дополнительные вибрационные силы, в сочетании с действием продольно-направленного вибратора эффективно осуществляют промывку фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины при увеличении ее глубины, так как при этом существующее устройство (прототип) не обеспечивает необходимое действие на кольматант. Восстановление живого сечения фильтра и создание необходимого порового пространства в пласте способствует повышению производительности скважины.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в сочетании использования действия гидродинамических, центробежных, вибрационных сил и химических реакций.

Формула изобретения

Устройство для виброреагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны водяной скважины, включающее трубу с дисками, вибратор с опорной рамой, снабженный центральной трубой, установленной концентрично снаружи трубы с дисками, которая закреплена на верхней кромке центральной трубы, герметизатор и переходник, отличающееся тем, что на внутренней поверхности трубы с дисками в пределах высоты фильтра предусмотрены криволинейные винтообразные кондукторы, а к наружной поверхности указанной трубы непосредственно под дисками тангенциально присоединены суживающиеся насадки, имеющие внутренние криволинейные винтообразные канавки на их поверхности, причем нижний конец трубы с дисками заглушен.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3