PL8267B1 - Sposób i urzadzenie do wydobywania plynów. - Google Patents

Description

Do wydobywania plynów z glebokich otworów, np. z otworów wiertniczych, uzy¬ wa sie dwóch sposobów, Pierwszy polega na stosowaniu pomp ssaco-tloczacych, w których tlok, znajdujacy sie w cylindrze, opuszczonym na rurach na spód otworu, jest zawieszony na przewodzie pompowTym siegajacym na powierzchnie. Przez wpra¬ wianie w ruch tego przewodu (zerdzie lub liny) nadaje sie ruch tlokowi.Drugi sposób polega na uzyciu pomp bez przewodu pompowego. Na spodzie o- tworu znajduje sie urzadzenie uruchomia¬ ne zapomoca wtlaczania z powierzchni zie¬ mi plynów (woda, ropa i t. d.) lub gazów (powietrze: pompy Mammut), bez wzgledu na to, czy dzialaja one zapomoca tloka czy inaczej (pompy obrotowe, taran, pompa Mammut).Oba sposoby wykazuja w praktyce po¬ wazne bledy. Blad sposobu pierwszego po¬ lega na obecnosci przewodu pompowego.Nalezy bowiem wprawiac w ruch znaczne masy przewodu pompowego (zerdzi, lin) oraz ciazacego na tloku plynu. Urwanie przewodu pompowego powoduje instru- mentacje i przerwy ruchu czasem bardzo dotkliwe. Powtóre w otworach wykrzywio¬ nych, zbaczajacych z pionu — a takich jest wiekszosc—przewód pompowy przedziera rury, na których jest zawieszona pompa, oraz sam sie przedziera. Wywoluje to cze¬ ste instrumentacje i w wielu razach unie¬ mozliwia wydobywanie ropy z otworu za¬ pomoca pompowania.Sposób drugi, dzialajacy bez przewodu pompowego, nie wykazuje tern samem po¬ wyzszych wad, posiada jednak jeden za-sadniczy blad, polegajacy na tern, ze wszystkie pompy stosowane musza byc za¬ wieszone na dwtrkolumnach rur. Jedna z nich doprowadza czynnik uruchomiajacy, druga zas wydobywa sie plyn na po¬ wierzchnie. Pomijajac koszty, opuszczanie dwu kolumn rur jednoczesnie jest bardzo uciazliwe, o ile wogóle w glebokich otwo¬ rach o malej srednicy jest miejsce na po¬ mieszczenie dwu kolumn rur.Sposób dobywania bedacy przedmiotem wynalazku niniejszego unika wspomnia¬ nych powyzej wad. Polega on na tern, iz w przestrzeni zamknietej u spodu otworu wiertniczego zawarty jest czynnik gazowy {powietrze lub inny gaz), który zwykle znajduje sie pod cisnieniem slupa plynu dobywanego. Czynnik ten podlega, podczas tloczacego suwu tloka sprezarki, — umie¬ szczonej np. na powierzchni ziemi, — tak silnemu sprezeniu, iz, rozprezajac sie pod¬ czas nastepnego (ssawnego) suwu tego tlo¬ ka, wytlacza czesc plynu poprzednio wes- sanego do rury pompowej, W ten sposób odbywa sie dobywanie bez stosowania zer¬ dzi lub lin, jedynie zapomoca jednej tylko kolumny rur pompowych.Urzadzenie sklada sie z osobnej pom¬ py opuszczonej na spód otworu, a zawie¬ szonej na jednej kolumnie rur, oraz ze sprezarki, ustawionej na powierzchni w do¬ wolnej odleglosci od szybu, która laczy sie z rurami pompowemi, U spodu tych rur znajduje sie cylinder z tlokiem róznico¬ wym, otoczony zamknieta komora spreza¬ jaca. Gaz zawarty w tej przestrzeni pod¬ czas tloczacego suwu tloka sprezarki zo¬ staje tak silnie sprezony, iz podczas na¬ stepnego (ssawnego) suwu tloka sprezarki powoduje ruch dolnego tloka róznicowego wgóre, przyczem jednoczesnie odbywa sie ssanie swiezego plynu przez dolna czesc tloka róznicowego mniejszej srednicy. Po odslonieciu przez tlok róznicowy przewo¬ du obwodowego, laczacego wnetrze cylin¬ dra z przewodem tlocznym, nastepuje wy¬ tlaczanie plynu znajdujacego sie w komo¬ rze sprezajacej tak dlugo, jak dlugo dzia¬ la nan zwiekszona preznosc zamknietego czynnika gazowego.Na rysunku uwidoczniono w zarysie przyklad wykonania urzadzenia, sluzacego do urzeczywistnienia tego sposobu postepo¬ wania, w przekroju podluznym.Czesc pompowa urzadzenia sklada sie z cylindra 1, w którym przesuwa sie tlok 2, dokladnie do niego dopasowany. Cylinder i tlok skladaja sie z dwóch czesci o róz¬ nych srednicach: wiekszej i mniejszej. Po¬ laczenie miedzy obu czesciami jest uksztal¬ towane stozkowo. W polaczeniu tern wy¬ wiercone sa otwory wpustowe 4. U spodu cylindra znajduje sie kulowy zawór ssaw¬ ny 5, a nad nim wywiercono w cylindrze otwór 6, majacy wylot do kulowego zawo¬ ru tlocznego 7. W cylindrze o wiekszej srednicy znajduje sie na wysokosci skoku tloka u dolu otwór 8 z wylotem do rurki obwodowej 9. Rurka ta w swej czesci gór¬ nej zaopatrzona jest w kulowy zawór wy- pustowy 10. W rurce 11, przykreconej do cylindra, znajduje sie otwór 12, polaczony z komora zaworu 10.Cale urzadzenie znajduje sie wewnatrz rury 13 uszczelnionej u dolu denkiem 14 polaczonem z cylindrem o mniejszej sred¬ nicy, u góry zas glowica 15 laczy sie z rur¬ ka li. Do nalezytego uszczelnienia denka 14 sluzy nasrubek 16, do którego przykre¬ cony jest smok pompy 17 z malemi otwo^ rami 17', który wraz z rurka 18, przykre¬ cona pod zaworem ssawnym 5, ma za za¬ danie oddzielac z wydobywanego plynu zanieczyszczenia przez zmiane kierunku ruchu plynu. Do górnej glowicy 15 przy¬ kreca sie rury pompowe 19, siegajace az do powierzchni. Cale to urzadzenie jest opu¬ szczone do otworu, np, wiertniczego, wzglednie do szybu, z którego ma byc wy¬ dobywana ropa.Na powierzchni znajduje sie sprezarka, przyczem wylot jej cylindra 20 laczy sie z - 2 -wylotem rur pompowych 19. W cylindrze sprezarki przesuwa sie tlok 21. W sciance cylindra sprezarki 20 znajduje sie otwór 22, który moze byc zaopatrzony w zawór.Dobywanie plynów zapomoca tego u- rzadzenia odbywa sie w sposób nastepuja¬ cy. Po opuszczeniu pompy na rurach pom¬ powych o dowolnej srednicy, nalewa sie zgóry do tych rur tego samego plynu, któ¬ ry ma byc tloczony. Plyn zatrzymuje sie w pompie na zaworze ssawnym 5 i zaczyna wypelniac cylinder pompy 1. Gdy poziom plynu dosiegnie otworów wpustowych 4, plyn zaczyna sie przelewac do wolnej przestrzeni miedzy cylindrem pompy 1 a rura 13 i wypelnia ja. Powietrze wylatuje nazewnatrz przez otwory 4, dopóki te o- twory nie zostana zamkniete. Dalej powie¬ trze niema juz ujscia, a podnoszacy sie plyn spreza je w tej przestrzeni. W ten sposób napelnia sie plynem rury az do po¬ wierzchni ziemi. Plyn wypelnia cale urza¬ dzenie z wyjatkiem górnej przestrzeni sprezajacej 23 miedzy cylindrem a rura 13.W tej przestrzeni 23 powietrze lub inny gaz ma preznosc równa cisnieniu slupa ply¬ nu ciazacego na nim, a odpowiadajacego glebokosci opuszczonego urzadzenia.Po wypelnieniu plynem rur opuszcza sie nastepnie tlok 2 bezposrednio do otwo¬ ru, lub zapomoca opuszczania na zerdziach.Tlok, majacy srednice mniejsza od sredni¬ cy rur, opuszcza sie lekko nadól, az do miejsca w cylindrze pompy, gdzie jest szczelnie dopasowany. Tu tlok przesuwa sie powoli i wytlacza zawarty pod nim plyn przez otwór 8, rurke obwodowa 9, za¬ wór wypustowy 10, otwór 12, do rurki 11.Gdy tlok podczas opuszczania sie wdól zakryje otwór 8, nalezy odkrecic zerdzie od tloka i wyciagnac je z otworu wiertni¬ czego, pozostawiajac tlok w tern polozeniu w pompie.Podczas pompowania nalezy polaczyc wylot rur pompowych ze sprezarka usta¬ wiona na powierzchni i dolac plynu tak, aby cale urzadzenie lacznie z cylindrem sprezarki bylo wypelnione plynem, i wów¬ czas bedzie gotowe do ruchu. Gdy pusci sie w ruch sprezarke, to tlok 21, przesuwajac sie w lewo cylindra 20, zasloni w pewnej chwili otwór 22, przyczem przy dalszym ruchu tloka 21 plyn jest zamkniety. Ponie¬ waz plyn teoretycznie jest niescisliwy, a w rzeczywistosci bywa bardzo nieznacznie scisliwy, nacisk na plyn wywarty przez tlok 21 musi przeniesc sie na tlok róznicowy pompy 2, który przesuwajac sie ku dolowi, wytlacza plyn pod nim sie znajdujacy z przestrzeni o wiekszej srednicy przez o- twory 4, a z przestrzeni o mniejszej sred¬ nicy przez zawór tloczny 7 do przestrzeni wewnatrz rury 13. Przez doplyw plynu do rury 13, powietrze zawarte ponad plynem w przestrzeni 23 musi doznac sprezenia, a przez to powiekszy swa preznosc.Gdy tloki 2 i 21 znajda sie w swych punktach zwrotnych, tlok 21 zaczyna sie cofac. Plyn w rurach pompowych zostaje zwolniony z nacisku, plyn zas w rurze 13 znajduje sie pod cisnieniem takiem, jakie ma powietrze w przestrzeni sprezonej.Plyn naciska ku górze przez otwory 4 na powierzchnie obraczkowa tloka 2, utwo¬ rzona z róznicy srednic czesci grubszej i cienszej tego tloka. Przez to tlok wraz z plynem przesuwa sie ku górze w miare przesuwania sie tloka 21 sprezarki. Gdy tlok 2 odsloni otwór 8, przestaje sie dalej posuwac ku górze. Plyn jednak znajduja¬ cy sie pod tlokiem ma jeszcze pewna nad¬ wyzke cisnienia, powstala stad, ze przy ru¬ chu tloka nadól do przestrzeni sprezaja¬ cej byl równiez wtloczony i plyn zawarty w czesci cylindra o malej srednicy, a wiec nadwyzka odebrana ponad objetosc przy ruchu tloka wgóre. Ta róznica cisnien nad i pod tlokiem wyrównywa sie samoczynnie przy górnem polozeniu zwrotnem tloka 2 po odslonieciu otworu 8 w ten sposób, ze nadwyzka plynu przelewa sie przez otwór — 3 —8, rurke obwodowa 9, zawór wypustowy 10 i otwór 12 do rur pompowych.Obecnie wiec w rurach pompowych be¬ dzie wiecej plynu, anizeli go bylo *po- przednio, a jego nadmiar odplywa ze spre¬ zarki przez otwór 22. W ten sposób prze¬ bieg wytlaczania plynu na powierzchnie zostal skonczony.Jednoczesnie jednak, gdy tlok przesu¬ wa sie wgóre po skonczonym skoku wdól, wywoluje on niedopreznosc w czesci cylin¬ dra o mniejszej srednicy, dokad naplywa plyn przez smok 17 i rure 18 oraz zawór ssawny 5. Po skonczonym wiec skoku tlo¬ ka 2 ku górze i wyrównaniu cisnien pod i nad tlokiem istnieje w pompie ten sam stan jaki istnial przy rozpoczeciu tloczenia.Obecnie wiec moze nastapic drugi skok po¬ dobny.Tu nalezy zauwazyc, ze musi zachodzic scisla zaleznosc matematyczna miedzy róz¬ nica srednic tloka 2, wielkoscia przestrze¬ ni sprezajacej, skokiem tloka pompy i gle¬ bokoscia opuszczania pompy do otworu swidrowego lub szybu, azeby urzadzenie dzialalo nalezycie. Zaleznosc ta musi byc zachowana przy konstrukcji pompy.Przy glebokich otworach wiertniczych, i, co zatem idzie, wysokiem cisnieniu, prze¬ strzen sprezajaca musialaby byc bardzo dluga, azeby sprezone powietrze nad ply¬ nem nie mialo zbyt malej objetosci. Aby tego uniknac, juz po napelnieniu pompy plynem, mozna wytworzyc tam, na drodze chemicznej gaz, który wydzielajac sie na miejscu (np. C02 dzialaniem kwasu solne¬ go na marmur) powieksza sztucznie obje¬ tosc sprezonego gazu w przestrzeni spreza¬ jacej. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe, 1. Sposób wydobywania plynów z o- tworów, np. wiertniczych, znamienny tem, ze zawarty w przestrzeni zamknietej (23) u spodu otworu czynnik gazowy (powietrze lub inny gaz), znajdujacy sie pod cisnie¬ niem slupa plynu wydobywanego, zostaje tak silnie sprezony podczas tloczacego su¬ wu tloka (21) sprezarki, iz rozprezajac sie podczas nastepnego ssawnego suwu tloka, wytlacza czesc plynu poprzednio wessane- go do rury pompowej, umozliwiaj ac w ten sposób dobywanie plynu jedna kolumna rur pompowych, bez posrednictwa pretów lub zerdzi.

2. Sposób wydobywania plynów we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tem, ze czynnik gazowy, zawarty w przestrzeni zamknietej (23) u spodu otworu, np. wiertniczego, po¬ siada znaczna objetosc poczatkowa (np. wskutek sztucznego wytworzenia w niej CO2 lub innego gazu), w tym celu, by prze¬ strzen (23), wypelniona przez czynnik ga¬ zowy pod cisnieniem bardzo wysokiego slupa plynu, nie byla zbyt mala.

3. Urzadzenie do wykonywania spo¬ sobu wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienne tem, ze u spodu rury pompowej (19) znaj¬ duje sie cylinder (1) ze swobodnym tlo¬ kiem (2) róznicowym, otoczony przestrze¬ nia sprezajaca (23), w której gaz zostaje tak silnie sprezony podczas tloczacego su¬ wu tloka (21) sprezarki (20), iz powoduje on podczas nastepnego ssawnego suwu tlo¬ ka sprezarki ruch tloka róznicowego (2) wgóre, przy jednoczesnem ssaniu swiezego plynu zapomoca dolnej czesci o malej srednicy tego tloka i przy jednoczesnem wytlaczaniu plynu do rury pompowej, po odslonieciu przez tlok róznicowy przewodu obwodowego (9), laczacego rure pompowa z przestrzenia róznicowa cylindra.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamien¬ ne tem, ze w miejscu zwezajacem sie mie¬ dzy wieksza a mniejsza czescia cylindra róznicowego znajduja sie otwory (4), przez które plyn zawarty w dolnej czesci rury (13), podczas tlocznego suwu sprezarki, odplywa do tej przestrzeni, sprezajac sil¬ niej gaz w przestrzeni sprezajacej (23), a — 4 —podczas suwu ssawnego sprezarki odplywa z tej przestrzeni podnoszac tlok róznicowy az do takiej wysokosci, przy której odslo¬ ni on przewód obwodowy (9), zaopatrzony w zawór tloczny (10), przez który nastep¬ nie plyn przeplywa do rur pompowych (19).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 i 4, znamienne tern, ze dolna czesc cylindra (1) róznicowego posiada zawór tloczny (7) i zawór ssawny (5), znajdujacy sie nad ru¬ ra ssawna (18), umieszczona wewnatrz smoka (17), np, z dziurkowanej blachy.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 3—5, znamienne tern, ze cylinder (20) sprezarki posiada z jednej strony otwór (22), przez który wydobywana ropa wyplywa przy koncu ruchu ssawnego tloka (21). Wlodzimierz Lodziriski, Zastepca: Inz, W. Suchowiak, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 826?. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. ¦ \Z i-iO TEK Al ^rrcr- PL PL