EA016390B1

EA016390B1 - Устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины

Info

Publication number: EA016390B1
Application number: EA201000122A
Authority: EA
Inventors: Анатолий Данилович СМЫЧНИК; Сергей Федорович Шемет; Андрей Михайлович Шейко
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром"
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2012-04-30
Also published as: EA201000122A1

Abstract

Изобретение относится к эксплуатации водозаборных скважин и может быть использовано для реагентной декольматации, в частности, к устройствам для восстановления проницаемости фильтров и прифильтровых зон скважин при их кольматации осадками различного происхождения. Задача изобретения заключается в повышении эффективности регенерации фильтра и прифильтровой зоны. Для решения поставленной задачи устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины, содержащее насос для подачи реагента, верхний и нижний горизонтальные пакеры, выполненные в виде фланцев с резиновой манжетой, и установленные на расстоянии один от другого, отводящую и подводящую линии, секторные нагнетательные и всасывающие циркуляционные камеры, дополнительно содержит гидравлические горизонтальные пакеры, имеющие гидравлическую связь между собой при помощи соединительного патрубка и состоящие из отдельных пластин, соединенных между собой эластичной манжетой с возможностью их раскрытия под действием напора насоса; поворотную распределительную камеру, состоящую из поворотной платформы, герметичной перегородки, неподвижной гильзы, смонтированной на горловине насоса, имеющей гидравлическую связь с горизонтальными пакерами через отверстие; напорную флейту с краном для возможности регулирования степени раскрытия горизонтальных гидравлических пакеров, и со струенаправляющими насадками; вертикальные пакеры, состоящие из выдвижной герметизирующей панели с направляющими колесами, передвигающейся внутри неподвижной перегородки по направляющим.

Description

Изобретение относится к эксплуатации водозаборных скважин и может быть использовано для реагентной декольматации, в частности к устройствам для восстановления проницаемости фильтров и прифильтровых зон скважин при их кольматации осадками различного происхождения.

Известно устройство для реагентной обработки скважин [1], содержащее насос с электродвигателем для подачи реагента, колону водоподъемных труб с верхними и нижними пакерами, установленными на расстоянии один от другого, причем каждый пакер выполнен составным из фланцев и эластичной кольцевой манжеты, расположенной между фланцами, при этом в нижнем фланце верхнего пакера и в верхнем фланце нижнего пакера выполнены отверстия для подачи реагента с возможностью их открывания при расширении манжет в рабочем положении пакеров.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность очистки, обусловленная несовершенством пакеров из фланцев, что приводит к движению реагента внутри фильтра, минуя гравийную обсыпку, а также необходимость использования громоздких водоподъемных труб и кранового оборудования для монтажно-демонтажных работ.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является устройство для реагентной обработки скважины [2] - прототип, содержащее насос для подачи реагента, верхний и нижний горизонтальные пакеры, установленные на расстоянии один от другого, нагнетательный патрубок и вертикальные разделительные перегородки, каждая из которых прикреплена к верхнему и нижнему горизонтальным пакерам и нагнетательному патрубку с возможностью образования секторных нагнетательных и всасывающих циркуляционных камер, отводящую линию и подводящую линию с установленными на ней всасывающими радиальными патрубками, причем нагнетательный патрубок выполнен с отверстиями, между которыми расположены эластичные диски, установленные в секторных нагнетательных циркуляционных камерах, а насос выполнен с вибрационным приводом в виде электромагнитного возбудителя.

Недостатками этого устройства являются отсутствие возможности контроля герметизации горизонтальных пакеров и высокая вероятность утечек реагента через резиновую уплотняющую вставку вертикальной разделительной перегородки из-за ее неплотного прилегания к фильтру скважины, что приводит к уменьшению глубины проникновения циркуляционного потока реагента за фильтр скважины в прифильтровую зону и снижает эффективность декольматационных работ. Кроме того, предложенная технологическая схема предполагает использование устройства (например, эрлифта) для откачки продуктов реакции после регенерации, что приводит к усложнению и удорожанию ремонтно-восстановительных мероприятий на скважине.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности регенерации фильтра и прифильтровой зоны.

Для решения поставленной задачи устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины, содержащее насос для подачи реагента, верхний и нижний горизонтальные пакеры, выполненные в виде фланцев с резиновой манжетой и установленные на расстоянии один от другого, отводящую и подводящую линии, секторные нагнетательные и всасывающие циркуляционные камеры, дополнительно содержит гидравлические горизонтальные пакеры, имеющие гидравлическую связь между собой при помощи соединительного патрубка и состоящие из отдельных пластин, соединенных между собой эластичной манжетой с возможностью их раскрытия под действием напора насоса; поворотную распределительную камеру, состоящую из поворотной платформы, герметичной перегородки, неподвижной гильзы, смонтированной на горловине насоса, имеющей гидравлическую связь с горизонтальными пакерами через отверстие; напорную флейту с краном для возможности регулирования степени раскрытия горизонтальных гидравлических пакеров, и со струенаправляющими насадками; вертикальные пакеры, состоящие из выдвижной герметизирующей панели с направляющими колесами, передвигающейся внутри неподвижной перегородки по направляющим.

Концевые участки неподвижной перегородки каждого вертикального пакера уплотняются с помощью паза, образованного уголками, смонтированными на пластине горизонтального гидравлического пакера. Напорная флейта имеет заглушку на концевом участке.

Изобретение поясняется чертежами, где изображено следующее:

фиг. 1 - принципиальная схема устройства для циркуляционной декольматации фильтра скважины; фиг. 2 - вид снизу горизонтального пакера;

фиг. 3 - конструкция соединения отдельных пластин с эластичной манжетой;

фиг. 4 - конструкция вертикального пакера;

фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4;

фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 4;

фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 9 в положении 1 поворотной распределительной камеры; фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 9 в положении 2 поворотной распределительной камеры; фиг. 9 - схема функционирования поворотной распределительной камеры;

фиг. 10 - разрез Г-Г на фиг. 9 .

Устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины содержит отводящую линию 1 и подводящую линию 2, соединенные с поворотной распределительной камерой 3, состоящей из поворот

- 1 016390 ной платформы 4 с тремя отверстиями 5 и неподвижной гильзы 6 с двумя отверстиями 7 (фиг. 8), смонтированной на горловине 8 насоса 9 с герметичной перегородкой 10. Поворотная распределительная камера 3 имеет гидравлическую связь через отверстие 11 с горизонтальными гидравлическими пакерами 12 лепесткового типа, состоящими из отдельных пластин 13, соединенными между собой эластичной манжетой 14. На подводящей линии 2 установлен обратный клапан 15. Насос 9 установлен под защитой кожуха 16 с отверстием 17, расположенного в нижней части погружного устройства 18. К кожуху 16 крепятся вертикальные пакеры 19, состоящие из выдвижной герметизирующей панели 20 с направляющими колесами 21, выдвигающиеся с помощью пружины 22 и уплотняющейся манжеты 23. Выдвижная герметизирующая панель 20 перемещается внутри неподвижной перегородки 24 по направляющим 25 с помощью пружины 26. Концевые участки неподвижной перегородки 24 вертикального пакера 19 уплотняются с помощью паза, образованного уголками 27, смонтированными на пластине 13 горизонтального гидравлического пакера 12 лепесткового типа. К горизонтальным гидравлическим пакерам 12 устанавливается напорная флейта 28 с краном 29 и струенаправляющими насадками 30 и заглушкой 31. Гидравлическая связь между горизонтальными пакерами 12 обеспечивается с помощью соединительного патрубка 32.

Устройство работает следующим образом.

При помощи грузоподъемного средства (не показано) устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины опускается на кабель-тросе (не показан) до верхнего интервала закольматированного фильтра. Далее при помощи подводящей линии 2 через обратный клапан 15 при положении 1 поворотной распределительной камеры (фиг. 9) подается реагент посредством соединительного патрубка 32 в горизонтальные гидравлические пакеры 12 и через напорную флейту 28 поступает за контур закольматированного фильтра. Затем происходит перекрытие подводящей линии 2 и включается насос 9 и благодаря сопротивлению крана 29 создается напор, энергия которого достаточна для преодоления жесткости эластичной манжеты 14 и раскрытия горизонтальных гидравлических пакеров лепесткового типа и герметизации обрабатываемого интервала фильтра скважины. Под действием жесткости пружин 26 происходит выталкивание выдвижной герметизирующей панели 20 и с помощью резиновой манжеты 23 происходит уплотнение вертикальных пакеров 19 к фильтру скважины. Направляющие колеса 21 обеспечивают плавный вход (выход) погружного устройства 18 в скважину и его безфрикционное перемещение вдоль оси скважины. Сила нажатия колес 21 регулируется с помощью жесткости пружины 22. После герметизации интервала скважины вертикальными 19 и горизонтальными гидравлическими пакерами 12 поток реагента через напорную флейту 28 преобразуется с помощью струенаправляющих насадок 30 в струю и устремляется за контур закольматированного фильтра и локализуется в его окрестности в зоне сосредоточения основной массы кольматирующих соединений. Далее поток увлекается во всасывающий сектор скважинного устройства 18 и через отверстие 17 попадает в пространство между кожухом 16 и двигателем насоса 9, тем самым охлаждает двигатель насоса 9, что обеспечивает непрерывную работу погружного устройства 18 на заданном интервале фильтра скважины.

Процесс повторяется в одном интервале до тех пор, пока не стабилизируется нагрузка на двигателе насоса 9, контролируемая показанием амперметра (не показан) или показанием датчика электропроводности. После этого насос 9 отключается и под действием жесткости манжеты 14 происходит отжатие горизонтальных пакеров и возврат их в исходное положение. Далее при помощи отводящей линии 1 поворотная распределительная камера 3 поворачивается на 90° в положение 2 (фиг. 10). При этом вход в горизонтальный гидравлический пакер и в подводящую линию благодаря обратному клапану 15 остается перекрытым и жидкость, насыщенная продуктами реакции реагента и кольматанта, при включенном насосе 9 устремляется по отводящей линии 1 за пределы скважины. После прокачки отключают насос 9 и погружное устройство 18 перемещают в следующий интервал закольматированного фильтра и процесс повторяется.

Устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины создает циркуляционный горизонтальный поток, локализованный в окрестности фильтра скважины, где сосредоточена основная масса кольматирующих отложений. Предложенная усовершенствованная конструкция самоуплотняющихся вертикальных и горизонтальных гидравлических пакеров лепесткового типа дает возможность обеспечивать герметизацию обрабатываемого интервала фильтра и минимизировать утечки реагента вдоль фильтра скважины. В результате этого создаются условия для увеличения скорости движения реагента в закольматированном грунте, интенсифицируя реакцию растворения осадка в реагенте, и тем самым повышается эффективность обработок. Наличие поворотной распределительной камеры позволяет производить выброс продуктов реакции тем же насосом без привлечения дополнительных механизмов (например, эрлифта) по удалению образовавшегося шлама. В результате уменьшается время обработки скважины и стоимость декольматационных работ. Используемый реагент может содержать стабилизаторы, ингибиторы коррозии и интенсификаторы.

Таким образом, за счет более совершенной герметизации циркуляционных секторных камер, приводящей к локализации потока реагента в окрестности фильтра скважины, где сосредоточена основная масса кольматирующих соединений, и увеличения скорости горизонтальной циркуляции потока жидкости - основного фактора, интенсифицирующего процесс растворения и выноса продуктов реакции, дос

- 2 016390 тигается равномерная степень проницаемости фильтра и прифильтровой зоны, что в совокупности повышает эффективность регенерации фильтра и прифильтровой зоны.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР № 1654473, МПК Е03В 3/15, опубл. 07.06.1991 г., бюл. №21.

2. Патент РБ № 10296, МПК Е03В 3/00, Е21В 43/00; опубл. 28.02.2008 г., Афщыйны бюл. № 1 - прототип.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины, содержащее насос для подачи реагента, верхний и нижний горизонтальные пакеры, выполненные в виде фланцев с резиновой манжетой и установленные на расстоянии один от другого, отводящую и подводящую линии, секторные нагнетательные и всасывающие циркуляционные камеры, отличающееся тем, что содержит гидравлические горизонтальные пакеры, имеющие гидравлическую связь между собой при помощи соединительного патрубка, состоящие из отдельных пластин, соединенных между собой эластичной манжетой с возможностью их раскрытия под действием напора насоса; поворотную распределительную камеру, состоящую из поворотной платформы, герметичной перегородки, неподвижной гильзы, смонтированной на горловине насоса, имеющей гидравлическую связь с горизонтальными пакерами через отверстие; напорную флейту с краном для возможности регулирования степени раскрытия горизонтальных гидравлических пакеров и со струенаправляющими насадками; вертикальные пакеры, состоящие из выдвижной герметизирующей панели с направляющими колесами, передвигающейся внутри неподвижной перегородки по направляющим.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что концевые участки неподвижной перегородки каждого вертикального пакера уплотняются с помощью паза, образованного уголками, смонтированными на пластине горизонтального гидравлического пакера.
3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что напорная флейта имеет заглушку на концевом участке.
4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что погружное скважинное устройство смонтировано под защитой кожуха, имеющего отверстие напротив нижней части двигателя насоса, с возможностью его охлаждения.