PL8601B1 - Sposób i urzadzenie do wydobywania ropy naftowej. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu i urzadzenia do wydobywania z ziemi plyn¬ nych mineralów, jak np, ropy naftowej.Ropa wydobywa sie ze skal mniej lub wiecej porowatych, jak piasek, piasko¬ wiec, lupki, wapienie, w których ropa naf¬ towa zgromadzila sie i zostala uwieziona dzieki ukladowi skal i ulozeniu warstw sa¬ siednich. Warstwy roponosne znajduja sie na rozmaitych glebokosciach i zawsze le¬ za pod warstwami nieprzepuszczajacemi i zatrzymujacemi pod tym stropem rope w porowatym piasku roponosnym oraz gazy ziemne, a niekiedy i wode. Roponosne pia¬ ski spoczywaja zazwyczaj równiez na po¬ dobnym nieprzepuszczajacym spagu skav- listym, który zapobiega przesiakaniu ropy do warstw nizszych.Przekonano sie w praktyce, ze jezeli taki strop nieprzepuszczajacy przebic ru¬ ra wiertnicza, to wtedy ropa wyplywa ta rura na powierzchnie pod wplywem prez¬ nosci gazów nagromadzonych nad ropa, a bardziej jeszcze pod wplywem trwalej preznosci gazów pochlonietych przez rope lub uwiezionych w porach piasku, przy- czem ta preznosc dziala coraz to silniej na rope w miare ubywania tejze z warstwy porowatej, w której sie znajduje. Wyply¬ wowi ropy na powierzchnie sprzyja rów^ niez cisnienie hydrostatyczne wody, znaj¬ dujacej sie pod ropa.Zwykly sposób wydobywania ropy po¬ lega na poglebianiu w ziemi pewnej ilosci otworów wiertniczych (o srednicy rur od 100 do 150 mm) do poziomu stropu skalpokrywajacego warstwy piasku ropono- snegOj a po oparciu dolnego konca rury wiertniczej na tym stropie, wierci sie w tymze mniejszy otwór do piasku ropoHo- snego. Takie otwory zaklada sie na obsiza- rze naftowym w pewnych od siebie odle¬ glosciach i otrzymuje z nich najpierw gaz i rope, wyplywajaca pod naciskiem gazu po¬ chlonietego przez rope lub gazu zawar¬ tego w porach piasku. Gdy przyplyw ropy maleje, stosuje sie w otworze wiertniczym pompe ssaca lub próz¬ niowa. W obszarach wyczerpanych lub porzuconych mozna czestokroc wydo¬ bywac rope nadal, jezeli wtlaczac do porowatego piasku powietrze sprezone przez jeden lub wiecej otworów celem zwiekszenia wyplywu ropy z otworów po¬ zostalych.Pomimo jednak tych zabiegów po¬ wszechnie panuje przekonanie, ze najlepsze sposoby pracy na istniejacych obszarach naftowych pozwalaja wydobywac nie wie¬ cej niz 10 do 40% ropy znajdujacej sie w danem zlozu piasku roponosnego; niektó¬ rzy badacze sa nawet zdania, iz przy do¬ tychczasowych sposobach wydobywania roPy» piaski roponosne uznane za wyczer¬ pane zawieraja jeszcze rope w ilosci 8 do 10 razy wieksza od ilosci wydobytej.Sposób niniejszy znacznie zwieksza ilosc ropy, jaka mozna wydobyc przewazi. nie z wiekszosci obszaru, a zarazem po¬ waznie obniza koszty pracy. Ta obnizka wynika glównie stad, ze sposób niniejszy wydobywania ropy stosuje zwykle roboty górnicze, bez potrzeby wiercenia glebo¬ kich otworów dla kazdego szybu naftowe¬ go, albowiem jeden tylko szyb wystarcza, aby dotrzec do warstw roponosnych, a nie¬ zbedne rury i otwory, przeznaczone do o- siagniecia bezposredniego zetkniecia sie z piaskiem roponosnym, zostaja przeto znacznie skrócone, co pozwala dowolnie powiekszyc ich ilosc, celem pokrycia wiel¬ kich przestrzeni kosztem najmniejszym.Sposób niniejszy umozliwia równiez stosowanie rozrzedzonego i sprezonego po¬ wietrza, ssania, lub ogrzewania, np. zapo- moca pary wodnej, przyczem te srodki na*- daja sie do oszczednego i wydajnego sto¬ sowania ich do szybów naftowych, na o- kreslonym odcinku warstwy roponosnej ze skutkiem znacznie pomyslniejszym, niz ma to miejsce obecnie.W ten sposób wynalazek niniejszy u- mozliwia wydobywanie ropy naftowej, które uwazano dotychczas za nieoplacaja- ce sie, czyli powieksza obszary wyczerpa¬ ne, przechowuje i wiezi w piasku gazy az do chwili calkowitego wyczerpania obsza¬ ru, zwieksza powaznie wydajnosc, oraz ob¬ niza koszt ogólny wydobycia kazdej tonny ropy.Na rysunku fig. 1 uwidocznia przekrój pionowy urzadzenia, stanowiacego jeden z przykladów wykonania wynalazku; fig. 2— przekrój plaszczyzna 2—2 fig. 1; fig. 3— przekrój pionowy innej odmiany urzadze¬ nia; fig. 4—przekrój plaszczyzna 4—4 fig. 3; fig. 5—przekrój szczególów przez 5—5 fig. 2; fig. 6—przekrój w zarysie przyrza¬ du grzejnego, zwiekszajacego odplyw ro- py; fig. 7—przekrój takiegoz przyrzadu w postaci nieco odmiennej.Przy wykonywaniu sposobu, stanowia¬ cego przedmiot wynalazku, pierwsza czyn¬ nosc polega na poglebieniu szybu 1 z po¬ wierzchni przez warstwy górne do porowa¬ tych warstw roponosnych, jak piasek, pia¬ skowiec i t. d. Glebokosc, na jakiej znajdu¬ ja sie tu piaski jest rozmaita, w kazdym jednak razie szyb 1 wykonywa sie zwykle- mi sposobami górniczemi do poziomu sa¬ siadujacego z porowatemi piaskami, t. j. do spagu lub do stropu. Zgodnie z fig. 1 szyb doprowadzono do stropu 2 zloza. Od szy¬ bu przebija sie zapomoca robót górni¬ czych zwykle chodniki poziome 3, skiero¬ wane wzdluz rozciaglosci warstwy nieprze¬ puszczalnej 2. Te chodniki moga byc prze¬ bite we wszelkich kierunkach, lecz jezeli — 2 —warstwa roponosna, a zwlaszcza strop, ma kierunek pochyly, jak to ma miejsce na fig, 1, to te chodniki powinny miec kieru¬ nek poziomy lub sie wznosic. Wogóle^ nie jest rzecza pozadana, aby chodniki byly skierowane wdól, co nie dawaloby mozna- sci nalezytego wyzyskania ciezaru wlasne¬ go ropy podczas wydobywania jej ze skal porowatych. Rzecz prosta, ze od chodnika 3 mozna przeprowadzic wieksza ilosc chodników bocznych, w celu porozcinania warstwy znajdujacej sie nad nieprzepu¬ szczalnym stropem i objecia tak wielkiej powierzchni, jak to jest niezbedne lub po¬ zadane, W chodnikach 3 uklada sie ruro¬ ciagi 4, polaczone z pompa 5, które tlocza rope rura 6 do zbiornika 7, ustawionego na powierzchni. Siec rur 4 kieruje odcia¬ gnieta rope do pompy, która tloczy ja na powierzchnie. Ten uklad wyposazony jest w odnogi zbiorcze, do których ropa doply¬ wa z piasków, Te odnogi rozmieszczone sa w pewnych od siebie odstepach (zazwyczaj bardzo malych w porównaniu z odlegloscia¬ mi pomiedzy szybami naftowemi). Wyko¬ nywa sie je zapomoca wiercenia w stropie otworów 8, zaglebiajacych sie niaco w ro- ponosne zloze 9.Aby zaoszczedzic rope i zapobiec jej przeciekaniu celem utrzymania chodni¬ ków w czystosci w odpowiednich warun¬ kach higjenicznych, otwory 8 uszczelnia sie przez wsuniecie w nie krótkich odgale¬ zien 10, zaopatrzonych z zewnatrz w szcze¬ liwo 11, zapobiegajace przenikaniu ropy lub gazu pomiedzy odgalezienie i nieprze¬ puszczalna skale. Szczeliwo 11 moze posia¬ dac ksztalt dowolny, lecz powinno byc wy¬ konane z tworzywa odpornego na dziala¬ nie ropy naftowej. Odgalezienie 10 laczy sie nastepnie z rurociagiem 4, najwlasci¬ wiej za posrednictwem odpowiednich zawo¬ rów 12. W celu zalozenia saczka wierci sie najpierw w nieprzepuszczalnej skale oh twór, niesiegajacy jeszcze do zloza ropono- snego; w ten otwór wsuwa sie i uszczelnia odgalezienie 10, wykoncza wiercenie otwo¬ ru w piasku, poczem odgalezienie laczy s|e z rurociagiem zbiorczym.Ropa naplywa z piasków przez odgale¬ zienie 10, a nastepnie ukladem rur 4 doply¬ wa do pomp 5, które tlocza ja do zbiornika 7. Wydobywanie ropy w ten sposób jest bardzo oszczedne, poniewaz w danem polu naftowem mozna wywiercic niewielkim ko*- sztem wieksza ilosc bardzo' bliskich siebie otworów odciagaj acych rope. Aczkolwiek przyplyw ropy do kazdego odgalezienia zachodzi tak wolno iz wiercenie ich z po¬ wierzchni zupelnieby sie nie oplacalo, to jednakze calkowita ilosc ropy, zebrana z wielkiej ilosci odgalezien, oplaca z nad¬ miarem koszty urzadzenia.Urzadzenie niniejsze nadaje sie dosko¬ nale do eksploatacji obszarów naftowych, które inaczej musialyby pozostac nietknie¬ te. Doplyw ropy do odgalezien zbiorczych. oraz pompowanie jej wykonywa sie tak sa¬ mo, jak w praktyce dotychczasowej. Po wykonaniu wiec urzadzenia, wr którem chodniki i rurociagi mieszcza sie nad ska¬ listym stropem, ropa wyplywa poczatkowo pod wplywem preznosci gazów, znajduja¬ cych sie nad lub wewnatrz piasków ropo- nosnych, albo tez gazów pochlonietych przez rope. Ropa moze równiez wyplywac wskutek cisnienia hydrostatycznego wody, znajdujacej sie ponizej obszaru naftowego; na rysunku poziom wody wskazuje linja A—A. Rzecz prosta, ze w miare podnosze¬ nia sie poziomu wody, a zwlaszcza gdy strop ma kierunek pochyly, odgalezienia 10 podlegaja pokolei zatopieniu i wówczas nalezy je szybko odlaczyc od rurociagów zapomoca zaworów 12, celem unikniecia za¬ nieczyszczenia ropy woda, Z danegoi obsza¬ ru naftowego mozna wiec wydobywac rope az do chwili zatopienia wszystkich odgale¬ zien, przyczem dzieki uszczelnieniu tychze i nieprzepuszczalnosci skaly pokrywajacej zloze roponosne, woda nie moze przedostac sie do chodników. — 3 —W pewnych razach wyplyw ropy mozna zwiekszyc sztucznie, przez doprowadzenie umyslnie wody pod piaski roponosne, jak to mialo miejsce w Bradford w Pensylwa- nji, aczkolwiek stosowanie wody jest za¬ zwyczaj uwazane za niebezpieczne ze wzgledów innych. Wyplyw ropy mozna równiez zwiekszyc zapomoca pompowania, badzto osobna pompa 5, wytwarzajaca ssanie w ukladzie rurociagów, badz przez zastosowanie jednej lub kilku pomp ssa¬ cych, wytwarzajacych ssanie w odgalezie¬ niach zbiorczych 10, poczem zebrana rope tloczy sie, w razie potrzeby, na powierzch¬ nie zapomoca pomp dodatkowych. Jezeli ponad ropa w piasku znajduja sie gazy wybuchowe, natenczas szyb glówny nalezy poglebic zboku, wpoblizu granic zloza.Fig. 3 uwidocznia urzadzenie odmienne, w którem szyb glówny la przebija zloze roponosne i zaglebia sie ponizej spagu 13, gdzie od szybu przebito jak poprzednio chodniki oraz chodniki boczne 14. Uklad rur 4a obejmuje i tutaj siec chodników, przyczem z piasków roponosnych czerpie sie rope przez otwory odpowiednich wymia¬ rów, rozmieszczone w chodnikach i zaopa¬ trzone w odgalezienia lOa i polaczone z u- kladem rur zaworami 12a.Ropa wyplywa nietylko pod wplywem preznosci obecnych w niej gazów, lecz je¬ szcze i pod wplywem wlasnego ciezaru; gdyby zas ciezar ropy i preznosc gazów nie wystarczaly, to do zloza roponosnego mozna skierowac sprezone powietrze z po¬ wierzchni rura 15 lub 16, umieszczona w szybie la, albo tez zapomoca obu tych rur, polaczonych z odpowiednia sprezarka 17.Rozumie sie, ze sciany szybu, w miejscu przebicia zloza roponosnego, musza byc uszczelnione zapomoca odpowiedniej obu¬ dowy szczelnej 18, zapobiegajacej przedo¬ stawaniu sie ropy do szybu albo uchodze¬ niu don gazu, lub sprezonego powietrza, wytworzonego srodkami sztucznemi.W razie stosowania ssania celem zwiek¬ szenia wydajnosci danego obszaru, czy to na poczatku dla zaradzenia brakowi prez¬ nosci gazów lub zbytniej lepkosci ropy, zmniejszajacej jej przeplyw, czy tez w cza¬ sie pózniejszym w miare wyczerpywania obszaru, te zabiegi sa skuteczniejsze i tan¬ sze w urzadzeniu niniejszem, anizeli do¬ tychczas, albowiem pompy ssace mozna w danym razie umiescic na poziomie bardzo bliskim poziomu piasków roponosnych, a przynajmniej na barometrycznej odleglosci od nich. Wysoki stopien rozrzedzenia daje sie tu osiagnac z mniej szemi stratami, wy¬ nikajacemi z nieszczelnosc)! rurociagów, przyczem rozrzedzenie mozna stosowac z latwoscia w miejscach dotychczas niedo¬ stepnych.Zastosowanie powietrza sprezonego w urzadzeniu niniejszem jest równiez sku¬ teczniejsze, poniewaz dzialanie jego zosta¬ je raczej spotegowane przez bardzo- poro¬ wate warstwy w piasku roponosnym. Z tych warstw ropa wyczerpywana jest najpre¬ dzej, wskutek czego w praktyce dotychcza¬ sowej pozostawaly w nich przejscia dla wprowadzonego powietrza sprezonego, któ- remi to powietrze przedostawalo sie niepo¬ trzebnie do odleglych miejsc obszaru nafto¬ wego. Ten wynik zdarza sie przy stosowa¬ niu powietrza sprezonego w praktyce do¬ tychczasowej do podnoszenia ropy na po<- ziom rurociagów. Tymczasem w sposobie niniejszym ropa doplywa do rurociagu lub ukladu wpoblizu poziomu piasku ropono¬ snego, a nawet ponizej tego poziomu. Po¬ wietrze sprezone mozna wiec zastosowac na obszarze naftowym do wspólpracy z ciezkoscia ropy, celem tloczenia jej ku do¬ lowi, a miejsca bardzo porowate w piasku roponosnym rozkladaja wówczas równo- miernie sprezenie na cala powierzchnie obszaru i czynia je skuteczniejsze.Fig. 6 i 7 uwidoczniaja w zarysie urza¬ dzenia sluzace do zwiekszenia wyplywu ro¬ py zapomoca ciepla. Na fig. 6 chodnik po¬ ziomy 14, laczacy sie z szybem glównym,przebity fest ponizej spagu, podobnie, jak na fig. 3. Rurociag 4a posiada odgalezienia lOa, siegajace przez spag do warstwy ro- ionosnej. W tym ukladzie zastosowano przewód parowy 20, wyposazony w odnogi 21, skierowane wzdluz odgalezien lOa.Te rury moga byc okapturzone na koncach 22 i stanowia grzejniki, doprowadzajace cieplo pary do rur zbiorczych oraz czesci przyleglych do roponosnego piasku. Dzieki ogrzaniu piasku wpoblizu rury zbiorczej, parafina lub jej podobne nie krzepna bli¬ sko tych rur i riie zatykaja ani nie tamuja 'przeplywu przez nie ropy, gdyz parafina zachowuje stan plynny i odplywa wraz z innemi skladnikami ropy do rurociagu. Na fig. 7 chodnik 3 znajduje sie nad stropem 2, a rura parowa 22* tworzy koleina 23, za¬ glebiajace sie w kazde odgalezienie zbior¬ cze 10 ukladu 4, dzieki czemu para. krazy w kazdem kolanie i skutecznie je ogrzewa.Podobne urzadzenia grzejne usuwaja koniecznosc wyciagania rur i opuszczania do szybu srutu, celem spulchnienia parafi¬ ny. Rzucanie srutu stanowi jedynie pól¬ srodek, wkoncu jednak wciska parafine w pory, zatyka je i zmniejsza lub calkowicie hamuje wyplyw ropy.Sposób niniejszy ogrzewania zapobiega równiez zanieczyszczaniu ropy lub obszaru naftowego zapomoca wody lub wilgoci, po¬ wstajacej ze skroplonej pary wodnej, po¬ niewaz ta para nie styka sie nigdy bezpo¬ srednio z piaskiem roponosnym.Urzadzenie powyzsze nadaje sie w szczególnosci do wydobywania ropy ciez¬ kiej, malo stosunkowo zawierajacej gazoli- ny, benzyny, nafty i innych skladników lek¬ kich. W rzeczy samej ten sposób stosowa¬ no z powodzeniem do wydobywania ropy tak ciezkiej, iz nie mozna bylo jej wydoby¬ wac sposobami dotychczasowemi glównie z powodu jej wielkiej lepkosci, wloskowato- sci w piasku i przylegania ropy do jego ziarnek. Jednakowoz ten sposób jest równie pozyteczny i przy wydobywaniu ropy lzej¬ szej, a zwlaszcza fópy, zawierajacej tak tnalo gazów, ze one nie powoduja wybu¬ chów. W kazdym jednak' razie chodniki i szyb sa uszczelnione wzgledem zloza ropo* wego, dzieki czemu ropa i gazy nie moga przenikac do nich, przyczem robotnicy mo¬ ga pracowac zupelnie bezpiecznie.Urzadzenie niniejsze mozna dozorowac znacznie dokladniej anizeli poszczególne szyby dotychczasowe, rozmieszczone na odleglosciach wiekszych. Z tego powodu wydajnosc obszaru naftowego, pod którym znajduje sie woda, znacznie wzrasta, gdyz jej cisnienie hydrostatyczne zostaje zuzyt¬ kowane do podnoszenia ropy na poziom rurociagów. W warunkach podobnych nale¬ zy roztoczyc baczny nadzór nad kazda z rur zbiorczych, celem odgrodzenia jej od ruro¬ ciagu z chwila utworzenia sie pod nia stoz¬ ka wodnego, zanim mianowicie zacznie przez te rure naplywac woda, aby male stozki wodne, powstajace pod rurami, mo¬ gly zniknac i przez te rury mogla nadal wyplywac ropa. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wydobywania ropy nafto¬ wej, znamienny tem, ze wpoblizu zloza ro¬ ponosnego przebija sie chodnik oddzielony od zloza skala nieprzepuszczajaca plynów, poczem wytwarza sie polaczenie miedzy warstwa roponosna i ukladem przewodów odprowadzajacych plyn w chodniku, wresz¬ cie miarkuje sie przeplyw przez poszcze¬ gólne polaczenia, uskutecznione w miej¬ scach znajdujacych sie wpoblizu warstwy roponosnej. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze prowadzi sie chodnik naogól równo- legie do plaszczyzny zloza roponosnego. 3. Sposób wedlug zastrz, 1 i 2, stosowa¬ ny w przypadkach, gdy zloze oprócz ropy zawiera inne jeszcze plyny lub gazy, zna¬ mienny teiaf ze przebija sie szyb glówny do poziomu bliskiego warstwy roponosnej, o- 5faz chodniki wpoblizu zloza oddzielone o- den warstwa nieprzepuszczalna, które za¬ wieraja uklad rur-odprowadzajacych rope, polaczonych z warstwa roponosna odgale¬ zieniami zaopatrzonemi w zawory, pozwa¬ lajace zamykac to lub inne polaczenie, gdy wykazuje daznosc do wypuszczenia plynu innego niz ropa, co pozwala ten plyn usu¬ nac, poczem zastepuje go dajaca sie odcia¬ gnac ropa, 4, Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 1—3, znamienne tern, ze chodniki przebite równolegle do zloza ro- ponosnego, lecz oddzielone oden warstwa nieprzepuszczajaca plynów, posiadaja ru¬ rociag wyposazony w szereg odgalezien o- sadzonych szczelnie w warstwie nieprzepu¬ szczalnej i laczaco rurociag „z warstwa ro¬ ponosna, przyczem zaopatrzone sa w zawo¬ ry, przeznaczone do kontrolowania wyply¬ wu ropy z warstwy roponosnej w miejscach wpoblizu tejze. Standard Oil Development Company. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Bo opisu patentowego Nr 8601. Ark. i. x\\,\v\\\\\\\\\\vy] \\\\^\\\\vNVo\\i ¦ \\\\a\ \\\ \\\ wDo opisu patentowego Nr 8601. Ark.

2. /•'la. 3 \\\\\\\\A\ \\\ \\\A\\V^\\ \\\\\\\^\\x\ \\ ,\ ^ ,\ A W O. Q.\ V 1 \_,,s h\Tv^w^\TVAT\^ \ x A V x \N \\f\\V\ N ^ ;v v a\^a^ x ^N - '\\A\\\M M. *VA v\\ \\ w w \N ^ \ \N AA A ^ "TT \\\\V ^ \ Fi \V VSXX sK\\n A^ A \vW^\ <£/ Y \\v a\aaVjDo opisu patentowego Nr 8601. Ark.

3. I*xq.S at Fre 7 Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL