Устройство для циркуляционной обработки скважины на воду

 

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, в частности, к устройствам для восстановления производительности скважин реагентными методами. Технический результат заключается в интенсификации регенерации скважины и повышении ее производительности. Устройство для циркуляционной обработки скважины на воду содержит колонну водоподъемных труб с закрепленным на ней набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии друг от друга, каркас в виде перфорированной трубы, гравийную загрузку, наружный чехол, имеющий форму эллипсоида вращения, который меньшей осью совпадает с геометрической осью колонны водоподъемных труб. Поверхность вращения выполнена пористой с винтообразными направляющими, контактирующими с отверстиями перфорированной трубы, причем гидравлическая связь между винтообразными направляющими и перфорированной трубой осуществлена посредством плоского горизонтального эластичного кольца, гибкого вертикального трубопровода, связанного с источником давления, эжектора, камера смешения которого соединена с гибким вертикальным трубопроводом. Выходным сечением эжектор связан с гравийной загрузкой, а над наружным чехлом укреплена покрышка, представляющая собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези", на внутренней поверхности которого предусмотрены криволинейные циклоидальные кондукторы. В камере смешения эжектора установлен пульсатор, выполненный из изогнутых биметаллических пластин количеством не менее четырех. 3 ил.

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, в частности, к устройствам для восстановления производительности скважин реагентными методами.

Известно устройство для циркуляционной обработки скважины на воду (см. а.с. 1182129, МКИ Е 03 В 3/18, Е 21 В 43/08, 43/22, БИ 36, 1985), содержащее колонну водоподъемных труб с закрепленными на ней набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии один от другого.

Недостатком данного устройства является недостаточное использование гидродинамических сил промывного вещества и незначительная область его распространения в контактной зоне водоносного пласта.

Известно устройство для циркуляционной обработки скважины на воду (см. патент РФ 2130531, МПК 7 Е 03 В 3/16, Е 21 В 43/08, 43/22, БИ 14, 1999), cодержащее колонну водоподъемных труб с закрепленным на ней набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии друг от друга, каркас в виде перфорированной трубы, гравийную загрузку, наружный чехол, имеющий форму эллипсоида вращения, который меньшей осью совпадает с геометрической осью колонны водоподъемных труб, при этом поверхность вращения выполнена пористой с винтообразными направляющими, контактирующими с отверстиями перфорированной трубы, причем гидравлическая связь между винтообразными направляющими и перфорированной трубой осуществлена посредством плоского горизонтального эластичного кольца, гибкого вертикального трубопровода, связанного с источником давления, эжектора, камера смешения которого соединена с гибким вертикальным трубопроводом, выходным сечением эжектор связан с гравийной загрузкой, а над наружным чехлом укреплена покрышка, представляющая собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези".

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является интенсификация регенерации скважины и повышение ее производительности путем установки в камере смешения эжектора пульсатора, выполненного из изогнутых биметаллических пластин количеством не менее четырех, а на внутренней поверхности - покрышки, представляющей собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези" криволинейных циклоидальных кондукторов.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для циркуляционной обработки скважины на воду, содержащем колонну водоподъемных труб с закрепленным на ней набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии друг от друга, каркас в виде перфорированной трубы, гравийную загрузку, наружный чехол, имеющий форму эллипсоида вращения, который меньшей осью совпадает с геометрической осью колонны водоподъемных труб, при этом поверхность вращения выполнена пористой с винтообразными направляющими, контактирующими с отверстиями перфорированной трубы, причем гидравлическая связь между винтообразными направляющими и перфорированной трубой осуществлена посредством плоского горизонтального эластичного кольца, гибкого вертикального трубопровода, связанного с источником давления, эжектора, камера смешения которого соединена с гибким вертикальным трубопроводом, выходным сечением эжектор связан с гравийной загрузкой, а над наружным чехлом укреплена покрышка, представляющая собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези", в камере смешения эжектора имеется установленный пульсатор, выполненный из изогнутых биметаллических пластин количеством не менее четырех, а на внутренней поверхности покрышки, представляющей собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези", предусмотрены криволинейные циклоидальные кондукторы.

На фиг. 1 представлена схема устройства для циркуляционной обработки скважины на воду, на фиг.2 - развертка внутренней поверхности покрышки с криволинейными циклоидальными кондукторами, а на фиг.3 - схема пульсатора из изогнутых биметаллических пластин.

Устройство содержит каркас 1, выполненный в виде перфорированной трубы, проволочную обмотку 2, гравийную загрузку 3, наружный чехол 4, представляющий собой эллипсоид вращения с пористой поверхностью с винтообразными направляющими 5, колонну 6 водоподъемных труб с набором дисков 7, эжектор 8, камера смешения 9 которого соединена с плоским горизонтальным эластичным кольцом 10, с гибким вертикальным трубопроводом 11, покрышку 12 над наружным чехлом 4, представляющую собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези". Предусмотрены отверстия 13 для прохода гибкого вертикального трубопровода 11 и отверстия 14 для прохода воды при изменении погодно-климатических условий в наборе дисков 7 и отверстия 15 в плоском горизонтальном эластичном кольце 10 для присоединений эжектора 8. В камере смешения 9 эжектора 8 установлен пульсатор 16, выполненный из изогнутых биметаллических пластин 17, 18, 19 и 20 количеством не менее четырех, посаженных на ось 21. На внутренней поверхности покрышки 12, представляющей собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези", предусмотрены криволинейные циклоидальные кондукторы 22.

Предлагаемое устройство для циркуляционной обработки скважины на воду работает следующим образом.

В начальный период работы скважины на воду, оборудованной предлагаемым промывным устройством, горизонтальное эластичное кольцо 10 находится в сплющенном состоянии. Горизонтальное эластичное кольцо 10 при помощи гибкого вертикального трубопровода 11 присоединяется к источнику давления по нагнетательному патрубку насоса (не показан) с раствором промывного вещества и по нему под давлением подается химический реагент (в частности, ингибированная кислота), когда наступает уменьшение производительности скважины вследствие начала кольматации гравийной загрузки 3 и перфорированной зоны фильтрующего водоносного пласта. При этом плоское горизонтальное эластичное кольцо 10 расширяется под давлением промывного вещества. Эжектор 8, засасывая промывное вещество и часть жидкости в скважине камерой смешения 9, через пульсатор 16, выполненный из изогнутых биметаллических пластин 17, 18, 19 и 20 количеством не менее четырех, посаженных на ось 21, подает образующуюся при этом эмульсию в режиме пульсации во внутреннюю полость наружного чехла 4, где она закручивается винтообразными направляющими 5, разрушая кольматант за счет механического, гидродинамического и химического воздействия на гравийную загрузку 3 и выбрасывая эмульсию к верхней части наружного чехла 4, где она, ударяясь о поверхность покрышки 12, представляющей собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези", закручивается в криволинейных циклоидальных кондукторах 22, имея наилучшие гидродинамические и энергетические показатели создания центробежно-вибрационных сил при ударе потока о поверхность и разбрызгивания как в сторону прифильтровой зоны пласта, так и в сторону перфорированной трубы, промывает гравийную загрузку 3. Пульсация изогнутых биметаллических пластин 17, 18, 19 и 20, посаженных на ось 21, происходит за счет разницы температур раствора промывного вещества и холодной подземной воды в скважине. Таким образом, часть промывной жидкости промывает прифильтровый пласт от кольматанта, а другая часть - внутренние поверхности ствола скважины колонны 6 водоподъемных труб и засасывается эжектором 8 и подается в гравийную загрузку 3. Вследствие этого происходит циркуляция химического реагента и рациональное многократное его использование. В контактных зонах возможно появление механического кольматанта, который приводит к повышению гидравлических потерь в периферийной зоне скважины и на самом каркасе фильтра (см. Гаврилко В.М., Алексеев B.C. Фильтры буровых скважин. - М.: Недра, 1985, с.124). Винтообразные направляющие и циклоидальные кондукторы обеспечивают образование в пределах промывного блока фильтра волн, пульсации и эффекта резонанса, а также усиление волн за счет разницы по высоте располагаемых потенциальных энергий, которые при благоприятных действиях динамических сил приводят к интенференции.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки потока, резонанса и пульсации за счет действия винтообразных направляющих, пульсаторов из биметаллических пластин, циклоидальных кондукторов для интенсификации регенерации скважины и повышения ее производительности.

Формула изобретения

Устройство для циркуляционной обработки скважины на воду, содержащее колонну водоподъемных труб с закрепленным на ней набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии друг от друга, каркас в виде перфорированной трубы, гравийную загрузку, наружный чехол, имеющий форму эллипсоида вращения, который меньшей осью совпадает с геометрической осью колонны водоподъемных труб, при этом поверхность вращения выполнена пористой с винтообразными направляющими, контактирующими с отверстиями перфорированной трубы, причем гидравлическая связь между винтообразными направляющими и перфорированной трубой осуществлена посредством плоского горизонтального эластичного кольца, гибкого вертикального трубопровода, связанного с источником давления, эжектора, камера смешения которого соединена с гибким вертикальным трубопроводом, выходным сечением эжектор связан с гравийной загрузкой, а над наружным чехлом укреплена покрышка, представляющая собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези", отличающееся тем, что в камере смешения эжектора установлен пульсатор, выполненный из изогнутых биметаллических пластин количеством не менее четырех, а на внутренней поверхности покрышки, представляющей собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези", предусмотрены криволинейные циклоидальные кондукторы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3