RU2158364C1 - Device for underground dissolution of salts - Google Patents
Device for underground dissolution of salts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158364C1 RU2158364C1 RU99103888A RU99103888A RU2158364C1 RU 2158364 C1 RU2158364 C1 RU 2158364C1 RU 99103888 A RU99103888 A RU 99103888A RU 99103888 A RU99103888 A RU 99103888A RU 2158364 C1 RU2158364 C1 RU 2158364C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- brine
- pipe
- diffuser
- pipes
- string
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к устройствам для добычи солей через скважины. The invention relates to the mining industry, and in particular to devices for the extraction of salts through wells.
Известно устройство для подземного растворения солей, приведенное в кн. Пермякова Р. С. , Романова B.C., Бельды М.П. Технология добычи солей.- М.: Недра, 1981, работающее по методу заглубленной водоподачи. Устройство содержит скважину, превращающуюся по ходу размыва соляной залежи в подземную камеру с зонами смешения и вытеснения рассола, оголовок скважины на поверхности земли, объединяющий обсадную, водоподающую и рассолозаборную колонны труб, которые размещены по принципу "труба в трубе" вертикально в подземной камере, насосное оборудование, патрубки для ввода растворителя (воды) в водоподающую колонну и нерастворителя (нефтепродукта) в обсадную колонну, патрубок для вывода кондиционного рассола (с концентрацией соли, близкой к насыщению) из рассолозаборной колонны труб. Недостатком известного устройства является невысокая производительность из-за малой скорости растворения стенок соляной залежи при подаче небольшого количества растворителя в подземную камеру больших размеров. A device for underground dissolution of salts, is given in the book. Permyakova R.S., Romanova B.C., Beldy M.P. Technology for the extraction of salts.- M .: Nedra, 1981, working by the method of in-depth water supply. The device contains a well that turns along the erosion of the salt deposit into an underground chamber with zones of mixing and displacement of brine, a head of the well on the surface of the earth, combining casing, water supply and brine pipe strings, which are placed vertically in the underground chamber by the principle “pipe in pipe”, pumping equipment, nozzles for introducing solvent (water) into the water supply string and non-solvent (oil product) into the casing, nozzle for withdrawing conditioned brine (with a salt concentration close to saturated w) rassolozabornoy of the pipe string. A disadvantage of the known device is its low productivity due to the low dissolution rate of the walls of the salt deposit when a small amount of solvent is fed into a large underground chamber.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство по пат. РФ N 1488446, кл. E 21 B, 43/28, 1989 , являющееся усовершенствованием известного устройства и отличающееся от него наличием циркуляционного контура, в котором обсадная и рассолозаборная колонны труб дополнительно соединены между собой на поверхности земли, что позволяет подавать по обсадной колонне труб под кровлю соляной залежи и поднимать по рассолозаборной колонне труб из зоны вытеснения определенное количество кондиционного рассола, осуществляя таким образом циркуляцию части рассола между поверхностью земли и подземной камерой. The closest in technical essence to the proposed is a device according to US Pat. RF N 1488446, class E 21 B, 43/28, 1989, which is an improvement of the known device and differs from it by the presence of a circulation circuit in which the casing and brine pipes are additionally interconnected on the surface of the earth, which makes it possible to feed pipes along the casing under the roof of a salt deposit and lift along the brine pipe string from the displacement zone, a certain amount of conditioned brine, thus circulating part of the brine between the earth's surface and the underground chamber.
Недостатками прототипа являются незначительное увеличение производительности при вводе под кровлю скважины небольшого количества кондиционного рассола, не приводящее к заметному изменению характера движения и концентрации растворителя в подземной камере больших размеров, сложности совместного введения по обсадной колонне труб нерастворителя и кондиционного рассола из-за их взаимодействия, повышенный расход энергии для обеспечения циркуляции рассола вследствие возрастания потерь давления на трение в трубах. The disadvantages of the prototype are a slight increase in productivity when a small amount of conditioned brine is introduced under the roof of the well, which does not lead to a noticeable change in the nature of movement and concentration of the solvent in the underground chamber of large sizes, the difficulty of jointly introducing non-solvent and conditioned brine pipes through the casing due to their interaction, energy consumption to ensure the circulation of the brine due to the increase in pressure loss due to friction in the pipes.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что нижний участок водоподающей колонны труб выполнен в виде диффузора с рядом ребер, продольная плоскость симметрии которых размещена по нормали к внутренней поверхности диффузора, нижний участок рассолозаборной колонны труб соединен с основным участком этой колонны труб с помощью переходника, имеет несколько рядов отверстий и вставку в виде опрокинутого усеченного конуса, верхним основанием примыкающего к его внутренней поверхности над верхним рядом отверстий, причем верхний ряд отверстий размещен в районе наибольшей толщины сечения ребер, при этом соотношение наружных диаметров основных участков обсадной, водоподающей и рассолозаборной колонн труб равно 1:0,67:0,45, а соотношение наружных диаметров обсадной колонны, нижнего основания диффузора, нижнего участка рассолозаборной колонны труб и нижнего основания вставки равно 1: (0,7-0,94): (0,5-0,63): (0,33-0,45), например, 1:0,75:0,52:0,39. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized in that the lower section of the water supply pipe string is made in the form of a diffuser with a number of ribs, the longitudinal plane of symmetry of which is normal to the inner surface of the diffuser, the lower section of the brine pipe string is connected to the main section of this pipe string using an adapter, has several rows of holes and an insert in the form of a tilted truncated cone, the upper base adjacent to its inner surface above the top it has a number of holes, the upper row of holes being located in the region of the greatest thickness of the section of the ribs, while the ratio of the outer diameters of the main sections of the casing, water supply and brine pipes is 1: 0.67: 0.45, and the ratio of the outer diameters of the casing, lower base the diffuser, the lower section of the brine pipe string and the lower base of the insert is 1: (0.7-0.94): (0.5-0.63): (0.33-0.45), for example, 1: 0, 75: 0.52: 0.39.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "Significant differences".
Целью изобретения является повышение производительности устройства для подземного растворения солей. The aim of the invention is to increase the performance of the device for the underground dissolution of salts.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подземного растворения солей, содержащем подземную камеру с зонами смешения и вытеснения, обсадную, водоподающую и рассолозаборную колонны труб, размещенные вертикально по принципу "труба в трубе" и открытые снизу в подземной камере, патрубки для ввода растворителя, нерастворителя и вывода кондиционного рассола в оголовке скважины, нижний участок водоподающей колонны труб выполнен в виде диффузора с рядом ребер, продольная плоскость симметрии которых размещена по нормали к внутренней поверхности диффузора, нижний участок рассолозаборной колонны труб соединен с основным участком этой колонны труб с помощью переходника, имеет несколько рядов отверстий и вставку в виде опрокинутого усеченного конуса, верхним основанием примыкающего к его внутренней поверхности над верхним рядом отверстий, причем верхний ряд отверстий размещен в районе наибольшей толщины сечения ребер, при этом соотношение наружных диаметров основных участков обсадной, водоподающей и рассолозаборной колонн труб равно 1:0,67:0,45, а соотношение наружных диаметров обсадной колонны, нижнего основания диффузора, нижнего участка рассолозаборной колонны труб и нижнего основания вставки равно 1: (0,7-0,94): (0,5-0,63): (0,33-0,45), например, 1: 0,75 : 0,52 : 0,39. This goal is achieved by the fact that in the device for the underground dissolution of salts, containing an underground chamber with mixing and displacement zones, casing, water supply and brine pipe columns arranged vertically according to the "pipe in pipe" principle and open from below in the underground chamber, solvent nozzles , non-solvent and withdrawal of conditioned brine in the head of the well, the lower section of the water supply pipe string is made in the form of a diffuser with a number of ribs, the longitudinal plane of symmetry of which is placed normal to the inside the surface of the diffuser, the lower section of the brine pipe string is connected to the main section of this pipe string with an adapter, has several rows of holes and an insert in the form of a tilted truncated cone, the upper base adjacent to its inner surface above the upper row of holes, with the upper row of holes located in the region the greatest thickness of the cross section of the ribs, while the ratio of the outer diameters of the main sections of the casing, water supply and brine pipes is equal to 1: 0.67: 0.45, and the ratio of the outer the diameters of the casing string, the lower base of the diffuser, the lower portion of the pickup pipe string and the lower base of the insert are 1: (0.7-0.94): (0.5-0.63): (0.33-0.45), e.g. 1: 0.75: 0.52: 0.39.
Реализация предлагаемого устройства для подземного растворения солей с циркуляционным контуром внутри подземной камеры не представляет технической сложности. The implementation of the proposed device for the underground dissolution of salts with a circulation circuit inside the underground chamber is not a technical difficulty.
На фиг.1 изображено устройство для подземного растворения солей, продольный разрез; на фиг. 2 - выносной элемент 1 на фиг. 1; на фиг.3 - продольный разрез А-А на фиг.2. Figure 1 shows a device for the underground dissolution of salts, a longitudinal section; in FIG. 2 - remote element 1 in FIG. 1; figure 3 is a longitudinal section aa in figure 2.
Устройство для подземного растворения солей содержит подземную камеру 1, образующуюся в ходе размыва пробуренной скважины, обсадную 2, водоподающую 3 и рассолозаборную 4 вертикальные колонны труб, размещенные по принципу "труба в трубе" и открытые снизу в подземной камере 1 на разной высоте, причем трубы собраны в колонны с помощью муфтовых соединений. Обсадная колонна труб 2 проходит надсолевые породы и заканчивается на уровне кровли соляной залежи, рассолозаборная колонна труб 4 проходит всю толщу соляной залежи и заканчивается вблизи забоя, а водоподающая колонна труб 3 заканчивается внутри соляной залежи, на высоте 10-15 метров от забоя. Высота рассолозаборной колонны труб 4 может составлять многие сотни метров, в зависимости от глубины залегания соляной залежи. Наружный диаметр труб обсадной колонны 2 принят равным 325 мм в соответствии с техническими данными буровой установки, а соотношение наружных диаметров обсадной колонны труб 2 и основных участков колонн труб 3 и 4 принято равным 1:0,67:0,45, что обеспечивает близкие величины площадей проходных сечений труб для воды и рассола. Увеличение наружных диаметров всех колонн труб, например, для снижения энергозатрат на прокачку воды и рассола, нецелесообразно, так как вызовет значительное увеличение трудо- и энергозатрат при буровых работах вследствие необходимости применения более мощной буровой установки, приведет к повышению металлоемкости колонн труб 2, 3 и 4, но не позволит заметно увеличить производительность устройства из-за ограниченной площади поверхности растворения соли в подземной камере 1. The device for underground dissolution of salts contains an underground chamber 1, formed during the erosion of the drilled well, casing 2, water supply 3 and brine 4 vertical pipe columns, placed on the principle "pipe in pipe" and open from below in the underground chamber 1 at different heights, and pipes assembled into columns using coupling joints. The casing string of pipes 2 passes over-salt rocks and ends at the roof level of the salt deposit, the brine pipe 4 passes through the entire thickness of the salt reservoir and ends near the bottom, and the water supply pipe 3 ends inside the salt reservoir, at a height of 10-15 meters from the bottom. The height of the brine pipe 4 can be many hundreds of meters, depending on the depth of the salt deposits. The outer diameter of the casing pipe 2 is taken equal to 325 mm in accordance with the technical data of the drilling rig, and the ratio of the outer diameter of the casing pipe 2 and the main sections of the pipe string 3 and 4 is taken to be 1: 0.67: 0.45, which provides close values pass-through areas of pipes for water and brine. An increase in the outer diameters of all pipe columns, for example, to reduce energy costs for pumping water and brine, is impractical, since it will cause a significant increase in labor and energy costs during drilling operations due to the need to use a more powerful drilling rig, will increase the metal consumption of pipe columns 2, 3, and 4, but will not significantly increase the productivity of the device due to the limited surface area of the dissolution of salt in the underground chamber 1.
Возможность увеличения наружных диаметров только нижних участков небольшой протяженности водоподающей 3 и рассолозаборной 4 колонн труб, расположенных внутри подземной камеры 1, весьма ограничена небольшими диаметрами применяемых труб и существующим типоразмерным рядом наружных диаметров труб, но это увеличение позволяет резко снизить потери давления на трение в этих колоннах труб при организации внутрикамерного циркуляционного контура. Нижний участок 5 рассолозаборной колонны труб 4 выполнен из трубы с наружным диаметром, например, 168 мм и соединен с основным участком этой колонны труб с наружным диаметром 146 мм с помощью переходника 6, а основной участок водоподающей колонны труб 3 с наружным диаметром 219 мм соединен с ее нижним участком, выполненным расширяющимся в виде усеченного конуса, то есть диффузора 7, с углом наклона образующей конуса к вертикали 1-3 и с наружным диаметром нижнего основания диффузора, например, 245 мм. Максимально возможными наружными диаметрами нижнего основания диффузора 7 и нижнего участка 5 рассолозаборной трубы будут соответственно внутренние диаметры труб обсадной колонны 2 и основного участка водоподающей колонны 3, но реальная возможность увеличения наружных диаметров этих деталей ограничена величинами зазоров между элементами соседних труб, допускаемых по монтажным соображениям, поэтому для наружных диаметров нижнего основания диффузора 7 и нижнего участка 5 рассолозаборной трубы выбраны диаметры, обеспечивающие прохождение диффузора 7 и нижнего участка 5 рассолозаборной трубы внутри колонн труб 2 и 3 при монтаже скважины. Минимально возможными наружными диаметрами нижнего основания диффузора 7 и нижнего участка 5 рассолозаборной трубы будут наружные диаметры труб основных участков водоподающей 3 и рассолозаборной 4 колонн соответственно. The possibility of increasing the outer diameters of only the lower sections of a small length of the water supply 3 and brine 4 pipe columns located inside the underground chamber 1 is very limited by the small diameters of the pipes used and the existing standard size range of pipe outer diameters, but this increase can dramatically reduce the friction pressure loss in these columns pipes when organizing an intracameral circulation circuit. The lower section 5 of the brine pipe 4 is made of pipe with an outer diameter of, for example, 168 mm and connected to the main section of this pipe string with an outer diameter of 146 mm using an adapter 6, and the main section of the water supply pipe string 3 with an outer diameter of 219 mm is connected to its lower section, made expanding in the form of a truncated cone, that is, a diffuser 7, with an angle of inclination of the generatrix of the cone to the vertical 1-3 and with an outer diameter of the lower base of the diffuser, for example, 245 mm The maximum possible outer diameters of the lower base of the diffuser 7 and the lower portion 5 of the brine pipe will be respectively the inner diameters of the pipes of the casing 2 and the main section of the water supply 3, but the real possibility of increasing the outer diameters of these parts is limited by the gaps between the elements of adjacent pipes, allowed for mounting reasons, therefore, for the outer diameters of the lower base of the diffuser 7 and the lower section 5 of the brine pipe, diameters are selected that provide passage the diffuser 7 and the lower section 5 of the brine pipe inside the pipe columns 2 and 3 during the installation of the well. The minimum possible outer diameters of the lower base of the diffuser 7 and the lower section 5 of the brine pipe will be the outer diameters of the pipes of the main sections of the water supply 3 and brine 4 columns, respectively.
При этом уменьшение наружных диаметров нижнего участка 5 рассолозаборной трубы и нижнего основания диффузора 7 ведет к снижению эффективности работы предлагаемого устройства вследствие уменьшения площадей проходных сечений нижнего участка 5 рассолозаборной трубы и диффузора 7. In this case, a decrease in the outer diameters of the lower section 5 of the brine pipe and the lower base of the diffuser 7 leads to a decrease in the efficiency of the proposed device due to the reduction in the area of the passage sections of the lower section 5 of the brine pipe and the diffuser 7.
Нижний участок 5 рассолозаборной трубы снабжен перфорацией из нескольких рядов отверстий 8, расположенных по его высоте и периметру, а также вставкой 9 в виде опрокинутого усеченного конуса, верхним основанием примыкающего к внутренней поверхности переходника 6 над верхним рядом отверстий 8. Для обеспечения равномерной раздачи циркулирующего потока рассола по отверстиям 8 они выполнены с меньшей суммарной площадью проходного сечения, чем площадь кольцевого сечения между нижним основанием вставки 9 и нижним участком 5 рассолозаборной трубы, но при этом суммарная площадь проходных сечений отверстий 8 должна обеспечить требуемую пропускную способность по циркулирующему рассолу, а размер отверстий 8 должен быть не менее 10 мм для предотвращения забивки их шламом при проведении подготовительного размыва скважины. Нижнее основание вставки 9 выполнено с наружным диаметром, например, равным 127 мм и открытым навстречу потоку рассола, а высота вставки 9 выбрана из условия, чтобы ее нижнее основание было расположено ниже нижнего ряда отверстий 8. Для наружного диаметра нижнего основания вставки 9 максимально возможным будет максимально возможный внутренний диаметр нижнего участка 5 рассолозаборной трубы, а минимально возможной величиной (меньше наружного диаметра основного участка рассолозаборной трубы 4) может быть, например, наружный диаметр 108 мм. Увеличение наружного диаметра нижнего основания вставки 9 ведет к уменьшению объемного расхода доли рассола, отбираемого из нижнего участка 5 рассолозаборной трубы на смешение с водой в диффузоре 7, из-за увеличения гидравлического сопротивления по потоку циркулирующего рассола, а уменьшение диаметра нижнего основания вставки 9 ведет к увеличению гидравлического сопротивления нижнего участка 5 рассолозаборной трубы по основному потоку рассола, движущемуся вверх, на поверхность земли. The lower section 5 of the brine pipe is provided with perforations of several rows of
Практически интервал минимально и максимально возможных соотношений наружных диаметров обсадной колонны 2, нижнего основания диффузора 7, нижнего участка 5 рассолозаборной колонны труб 4 и нижнего основания вставки 9 в предлагаемом устройстве равен 1:(0,7-0,94):(0,5-0,63):(0,33-0,45), а наиболее эффективным является предложенное соотношение 1:0,75:0,52:0,39, исходящее из существующего типоразмерного ряда наружных диаметров труб. Almost the interval of the minimum and maximum possible ratios of the outer diameters of the casing 2, the lower base of the diffuser 7, the lower section 5 of the brine pipe 4 and the lower base of the insert 9 in the proposed device is 1: (0.7-0.94) :( 0.5 -0.63) :( 0.33-0.45), and the most effective is the proposed ratio of 1: 0.75: 0.52: 0.39, based on the existing size range of pipe outer diameters.
Диффузор 9 снабжен рядом ребер 10, частично выступающими также и внутрь примыкающего к диффузору 9 основного участка водоподающей трубы 3. Продольная плоскость симметрии ребер 10, выполненных с переменным по высоте сечением, размещена по нормали к внутренней поверхности диффузора 7, что позволяет уменьшить площадь поперечного сечения для прохода воды в районе верхних частей ребер 10 и увеличить площадь поперечного сечения для прохода постоянно увеличивающегося при движении вниз объемного расхода слабого рассола в районе нижних частей ребер 10. Верхние части ребер 10, находящиеся выше диффузора 7, в основном участке водоподающей трубы 3, выполнены скошенными для центровки нижнего участка 5 рассолозаборной трубы при ее монтаже внутри диффузора 7. Ребра 10 в районе их наибольшей толщины сечения должны быть выполнены с высотой немного менее ширины кольцевой щели между диффузором 7 и нижней части 5 рассолозаборной трубы, что не препятствует прохождению нижнего участка 5 рассолозаборной трубы через диффузор 7 при монтаже скважины в силу небольшой протяженности участка наибольшей толщины сечения ребер 10, но позволит избежать неравномерного распределения потоков воды и рассола в каналах диффузора 7. The diffuser 9 is equipped with a number of
Верхний ряд отверстий 8 должен быть при монтаже размещен на уровне наибольшей толщины сечения ребер 10 для обеспечения наибольшей пропускной способности всех рядов отверстий 8. The upper row of
В верхней части камеры 1, расположенной выше уровня нижнего основания диффузора 7, размещена зона смешения 11, а под ней, в нижней части камеры 1, размещена зона вытеснения 12. In the upper part of the chamber 1, located above the level of the lower base of the diffuser 7, there is a mixing zone 11, and below it, in the lower part of the chamber 1, there is a displacement zone 12.
Вариантом предлагаемой конструкции, позволяющим повысить эффективность работы устройства за счет увеличения площадей проходных сечений по подаваемому растворителю и по основному потоку кондиционного рассола, является исполнение вставки 9 и нижней части диффузора 7 из коррозионностойкой стали, что позволит уменьшить толщины стенок их обечаек не менее чем в два раза с сохранением сроков эксплуатации этих деталей. Другим вариантом конструкции, позволяющим уменьшить глубину проникновения в направлении забоя кольцевой затопленной струи растворителя, является выполнение нижних частей ребер 10 изогнутыми по винтовой линии, что уменьшает вертикальную и увеличивает горизонтальную составляющие скорости потока растворителя, поступающего из диффузора 7 в окружающий рассол. A variant of the proposed design, which allows to increase the efficiency of the device by increasing the area of the flow sections for the supplied solvent and the main stream of conditioned brine, is the implementation of the insert 9 and the lower part of the diffuser 7 from stainless steel, which will reduce the wall thickness of their shells by at least two times while maintaining the life of these parts. Another design option to reduce the penetration depth in the direction of the bottom of the annular flooded solvent stream is to make the lower parts of the
Устройство для подземного растворения солей работает следующим образом. A device for the underground dissolution of salts works as follows.
В соляной залежи бурят скважину, закрепляют ее с помощью обсадной колонны труб 2, после чего производят монтаж водоподающей колонны труб 3 с диффузором 7 внутри обсадной колонны труб 2, а затем рассолозаборной колонны труб 4 с нижним участком 5 внутри водоподающей колонны труб 3. Проводят подготовительный размыв (предварительно подав нерастворитель по обсадной колонне труб 2) с образованием горизонтального вруба в нижней части соляной залежи и вертикальной выработки в соляной залежи вокруг водоподающей колонны труб 3, закачивая воду в водоподающую колонну труб 3 и отбирая некондиционный рассол по рассолозаборной колонне труб 4, после чего снижают расход воды и осуществляют эксплуатационный размыв соляной залежи с получением кондиционного рассола в количестве, немного меньшим объемного расхода подаваемой воды. При растворении соли происходит увеличение объема подземной камеры 1, связанное с увеличением радиусов размыва зоны смешения 11 и в меньшей степени зоны вытеснения 12. С течением времени происходит выравнивание радиусов размыва обеих зон. За длительное время эксплуатационного размыва образуется подземная камера 1 больших размеров (с радиусом размыва 50 и более метров), где имеет место свободное движение рассола, при этом величина линейной скорости растворения соляной залежи уменьшается с увеличением радиуса размыва. Во время эксплуатационного размыва в водоподающую колонну труб 3 нагнетают увеличенный по сравнению с прототипом расход воды, которая движется сверху вниз по кольцевому пространству между основными участками колонн труб 3 и 4, а затем в пространстве между диффузором 7 и нижним участком 5 рассолозаборной трубы, где разделяется на ряд потоков, образующихся при обтекании водой верхних частей ребер 10. В районе наибольшей толщины сечения ребер 10 скорость воды резко возрастает за счет уменьшения площади проходного сечения, что сопровождается увеличением скоростного напора и уменьшением статического напора потоков воды. A well is drilled in a salt deposit, it is fixed using a pipe casing 2, after which a water supply pipe 3 with a diffuser 7 is installed inside the pipe casing 2, and then a brine pipe 4 with a lower section 5 inside the water pipe 3 is carried out. erosion (pre-feeding the non-solvent through the casing string of pipes 2) with the formation of a horizontal cut in the lower part of the salt deposit and vertical production in the salt reservoir around the water supply pipe 3, pumping water into the water giving the pipe string 3 and selecting substandard brine along the brine pipe string 4, then reduce the water flow and carry out operational erosion of the salt deposit to obtain a conditioned brine in an amount slightly less than the volumetric flow rate of the supplied water. When salt is dissolved, an increase in the volume of the underground chamber 1 occurs, associated with an increase in the radius of erosion of the mixing zone 11 and, to a lesser extent, of the displacement zone 12. Over time, the radius of erosion of both zones is equalized. For a long time of operational erosion, an underground chamber 1 of large sizes (with an erosion radius of 50 or more meters) is formed, where free movement of the brine takes place, while the linear dissolution rate of the salt deposit decreases with increasing radius of erosion. During operational erosion, an increased flow rate of water is pumped into the water supply pipe string 3, which moves from top to bottom along the annular space between the main sections of the pipe columns 3 and 4, and then in the space between the diffuser 7 and the lower section 5 of the brine pipe, where it is divided by a number of flows formed during the flow around water of the upper parts of the
Кондиционный рассол вследствие давления в камере 1, создаваемого подачей в нее воды под давлением, поступает из зоны вытеснения 12 в открытый торец нижнего участка 5 рассолозаборной трубы и движется по нему вверх. Большая доля кондиционного рассола затем поступает через нижнее основание вставки 9 и переходник 6 в основной участок рассолозаборной колонны труб 4, а из него на поверхность земли на дальнейшую переработку, а меньшая доля, являющаяся циркулирующим рассолом, поступает в пространство между вставкой 9 и нижним участком 5 рассолозаборной трубы, движется в нем с возрастанием статического напора и проходит через ряды отверстий 8, интенсивно смешиваясь затем с потоками воды в каналах, образованных нижними частями ребер 10, нижним участком 5 рассолозаборной трубы и диффузором 7. Изменение направления движения меньшей доли рассола с восходящего в нижнем участке 5 на нисходящее в диффузоре 7 достигается за счет создания разности статического давления по обе стороны перфорированной стенки нижнего участка 5 рассолозаборной трубы вследствие увеличения статического напора внутри пространства между вставкой 9 и нижним участком 5 рассолозаборной трубы и уменьшения статического напора в каналах диффузора 7. Объемный расход циркулирующего рассола в предлагаемом устройстве в несколько раз выше, чем объемный расход рассола, подаваемого под кровлю соляной залежи в прототипе, но он не выводится на поверхность земли, а циркулирует в дальнейшем внутри камеры 1 по циркуляционному контуру, образованному нижним участком 5 рассолозаборной трубы, диффузором 7, зонами 11 и 12. Это позволяет значительно увеличить объемный расход растворителя по сравнению с объемным расходом подаваемой воды. Образующийся в диффузоре 7 растворитель в виде слабого рассола выходит по всему периметру нижнего основания диффузора 7 в зону смешения 11 в виде кольцевой затопленной струи, изменяет направление движения с нисходящего на восходящее и всплывает в вертикальной выработке зоны смешения 11, смешиваясь с более насыщенным окружающим рассолом зоны смешения 11. Поскольку объемный расход растворителя, поступающего в зону смешения 11, намного больше, чем объемный расход подаваемой воды в прототипе, то и объем вовлекаемого им в движение рассола зоны смешения 11 будет значительно больше, что интенсифицирует движение рассола в камере. Conditioned brine due to the pressure in the chamber 1 created by the supply of water under pressure into it, flows from the displacement zone 12 into the open end of the lower section 5 of the brine pipe and moves upward along it. A large proportion of conditioned brine then flows through the lower base of insert 9 and adapter 6 into the main section of the brine pipe 4, and from there to the ground for further processing, and a smaller fraction, which is a circulating brine, enters the space between insert 9 and the lower section 5 brine pipe, moves in it with increasing static pressure and passes through the rows of
Известно, что при проведении подготовительного размыва на существующих скважинах скорость растворения соли в радиальном направлении увеличивается пропорционально величине квадратного корня из объемного расхода воды, следовательно, в режиме эксплуатационного размыва значительное увеличение подачи растворителя в виде слабого рассола также приведет к увеличению скорости растворения соли стенок соляной залежи вследствие повышения скорости движения рассола в зоне смешения 11 относительно ее стенок и более интенсивного, чем в прототипе, перемешивания растворителя и рассола, сопровождающееся получением кондиционного, а не слабого рассола. При этом концентрация рассола в пространстве под кровлей соляной залежи будет выше, чем в прототипе, и одинаковой по всей высоте зоны смешения 11 за счет увеличения концентрации и количества растворителя, поступающего из диффузора. Равенство концентрации рассола по высоте зоны смешения 11 способствует обеспечению постоянной скорости растворения соли в соляной залежи, ведущей к сохранению вертикальности ее стенок во время эксплуатационного размыва, в то время как различие в концентрации рассола по высоте зоны смешения 11 в известном устройстве может привести к отклонению стенок соляной залежи от вертикали и вследствие этого к снижению производительности. It is known that during preparatory erosion on existing wells, the dissolution rate of salt in the radial direction increases in proportion to the square root of the volumetric flow rate of water, therefore, in the production erosion mode, a significant increase in solvent supply in the form of a weak brine will also lead to an increase in the rate of dissolution of salt in the walls of the salt deposit due to the increase in the speed of movement of the brine in the mixing zone 11 relative to its walls and more intense than in the prototype mixing the solvent and brine, accompanied by obtaining a conditioned, rather than weak brine. In this case, the concentration of the brine in the space under the roof of the salt deposit will be higher than in the prototype, and the mixing zone 11 will be the same over the entire height due to an increase in the concentration and amount of solvent coming from the diffuser. Equal concentration of brine along the height of mixing zone 11 helps to ensure a constant rate of dissolution of salt in the salt deposit, leading to the preservation of the verticality of its walls during operational erosion, while the difference in the concentration of brine along the height of the mixing zone 11 in the known device can lead to wall deflection salt deposits from the vertical and, as a result, to a decrease in productivity.
Основное количество растворенной соли переходит в рассол с поверхности вертикальных стенок зоны смешения 11, при этом выше уровня подачи растворителя в зону смешения 11 во всем объеме зоны смешения 11 по ее высоте устанавливается относительная концентрация соли (отношение концентрации соли в зоне смешения к концентрации соли в насыщенном рассоле), примерно равная 80%. При донасыщении рассол зоны смешения 11 увеличивает свою плотность и за счет этого переходит в нижерасположенную зону вытеснения 12, в которой относительная концентрация рассола постоянно возрастает по мере приближения к забою до величины примерно 98% с соответствующим увеличением плотности. The bulk of the dissolved salt passes into the brine from the surface of the vertical walls of the mixing zone 11, while the relative salt concentration (the ratio of the salt concentration in the mixing zone to the salt concentration in saturated brine), approximately equal to 80%. Upon saturation, the brine of the mixing zone 11 increases its density and, as a result, goes into the lower displacement zone 12, in which the relative concentration of the brine constantly increases as it approaches the bottom to a value of about 98% with a corresponding increase in density.
Из зоны вытеснения 12 кондиционный рассол поступает в рассолозаборную трубу 4 через нижний участок 5, причем большая его доля является продукцией, а меньшая служит в качестве циркулирующего рассола, совершая дальнейший цикл. From the displacement zone 12, the conditioned brine enters the brine pipe 4 through the lower section 5, with a larger proportion of it being the product, and a smaller one serving as the circulating brine, making a further cycle.
В предлагаемом устройстве усовершенствована конструкция небольших деталей, что позволяет резко увеличить количество растворителя, поступающего в зону смешения, за счет организации циркуляции рассола только в подземной камере, и увеличить количество воды, подаваемой в скважину, а следовательно, увеличить производительность скважины по извлекаемой соли, что позволит сократить количество скважин на рассолопромысле и снизить удельные энергозатраты при производстве рассола. The proposed device has improved the design of small parts, which allows to sharply increase the amount of solvent entering the mixing zone due to the organization of brine circulation only in the underground chamber, and to increase the amount of water supplied to the well, and therefore, increase the productivity of the well in terms of recoverable salt, which will reduce the number of wells in the brine field and reduce specific energy consumption in the production of brine.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99103888A RU2158364C1 (en) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Device for underground dissolution of salts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99103888A RU2158364C1 (en) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Device for underground dissolution of salts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2158364C1 true RU2158364C1 (en) | 2000-10-27 |
Family
ID=20216441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99103888A RU2158364C1 (en) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Device for underground dissolution of salts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2158364C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531955C2 (en) * | 2009-06-23 | 2014-10-27 | Брюс Эрнольд ТАНДЖЕТ | Device and methods for formation and use of underground salt cavern |
-
1999
- 1999-02-22 RU RU99103888A patent/RU2158364C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531955C2 (en) * | 2009-06-23 | 2014-10-27 | Брюс Эрнольд ТАНДЖЕТ | Device and methods for formation and use of underground salt cavern |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4445574A (en) | Continuous borehole formed horizontally through a hydrocarbon producing formation | |
| RU2246602C2 (en) | Method for providing access to underground area or to coal bed (variants), system for providing access to coal bed, methods for forming underground draining system and forming draining wells, method for preparation of coal bed (variants) and method for extracting gas from underground coal bed (variants) | |
| US7025137B2 (en) | Three-dimensional well system for accessing subterranean zones | |
| RU2315847C2 (en) | Inlet hole with inclined bores and drilling method therefore | |
| US4249777A (en) | Method of in situ mining | |
| US7451824B2 (en) | Downhole draw down pump and method | |
| US6263965B1 (en) | Multiple drain method for recovering oil from tar sand | |
| CA2557735C (en) | System and method for multiple wells from a common surface location | |
| US4042048A (en) | Drilling technique | |
| US20050252689A1 (en) | Multi seam coal bed/methane dewatering and depressurizing production system | |
| US8118103B2 (en) | Downhole draw-down pump and method | |
| US4334580A (en) | Continuous borehole formed horizontally through a hydrocarbon producing formation | |
| US4113314A (en) | Well perforating method for solution well mining | |
| RU2158364C1 (en) | Device for underground dissolution of salts | |
| US4496191A (en) | Selective mining from horizontal holes | |
| RU2287674C1 (en) | Method for extracting oil deposit using horizontal wells | |
| RU2260116C1 (en) | Method and device for underground reservoir forming in rock salt | |
| RU2683460C1 (en) | Method of development of flooded oil formation | |
| GB2146056A (en) | Method of monitoring the growth of cuttings beds in angled well bores | |
| RU2715114C1 (en) | Oil deposit development method | |
| RU2162148C1 (en) | Method of mineral leaching from producing horizons | |
| RU2593849C1 (en) | Method for development of inclined buried mineral producing formation | |
| SU977729A1 (en) | Method for opening production formation of well | |
| RU2023822C1 (en) | Steam needle to thaw frozen grounds | |
| RU2024736C1 (en) | Method for development of oil pool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040223 |