RU2318987C2 - Well yield recovery method and device - Google Patents

Well yield recovery method and device Download PDF

Info

Publication number
RU2318987C2
RU2318987C2 RU2005106084/03A RU2005106084A RU2318987C2 RU 2318987 C2 RU2318987 C2 RU 2318987C2 RU 2005106084/03 A RU2005106084/03 A RU 2005106084/03A RU 2005106084 A RU2005106084 A RU 2005106084A RU 2318987 C2 RU2318987 C2 RU 2318987C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
filter
electrode
cathode
screen
Prior art date
Application number
RU2005106084/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005106084A (en
Inventor
Александр Стефанович Ковалев
Александр Григорьевич Юдин
Original Assignee
Александр Григорьевич Юдин
Александр Стефанович Ковалев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Григорьевич Юдин, Александр Стефанович Ковалев filed Critical Александр Григорьевич Юдин
Priority to RU2005106084/03A priority Critical patent/RU2318987C2/en
Publication of RU2005106084A publication Critical patent/RU2005106084A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2318987C2 publication Critical patent/RU2318987C2/en

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

FIELD: water supply systems, particularly to clean well screens of plugging particles and substances, for instance for water intake wells.
SUBSTANCE: method involves arranging electrode of conducting material inside well; passing current through electrode, well wall and well screen so that well wall and screen are used as anode, electrode is used as cathode. Sign-alternating electric current pulses are applied to cathode and anode for mud removal from screen walls. Constant current is simultaneously supplied to move cations present in well fluid, to cathode and fluid pH reduction in screen zone.
EFFECT: increased efficiency of screen pore cleaning, decreased material consumption and costs, prevention of well screen damage.
5 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области водоснабжения и осушения, а более конкретно к очистке отверстий фильтров скважин от закупоривающих их частиц и веществ и восстановлению производительности скважин, в частности водозаборных скважин.The invention relates to the field of water supply and drainage, and more particularly to cleaning the holes of the well filters from particles and substances clogging them and restoring the productivity of wells, in particular water wells.

Уровень техникиState of the art

Обычно в водозаборных или солевых скважинах для очистки забираемой воды или солевого раствора от крупных частиц породы устанавливают механический фильтр. Наиболее широко для этого используются фильтры сетчатой конструкции. Однако в процессе работы скважины отверстия в сетке постепенно зарастают и закупориваются выпадающими в осадок растворенными в воде веществами и частицами водовмещающей породы (кольматация). В результате производительность скважины может упасть до критического уровня и возникает необходимость очистки фильтра, для чего предложен ряд различных способов, включающих, например, механическую, химическую и пневматическую очистку. Как хорошо известно специалистам, все эти процессы связаны с такими проблемами, как неэффективность очистки, сложность, трудоемкость и дороговизна соответствующего процесса, повреждение фильтра и труб скважины, проблемы, связанные с экологией и техникой безопасности.Typically, in a water intake or salt well, a mechanical filter is installed to clean the withdrawn water or saline from large rock particles. Mesh filters are most commonly used for this. However, during the operation of the well, the holes in the grid gradually overgrow and become clogged with precipitating substances and particles of water-bearing rock dissolved in water (mudding). As a result, well productivity may drop to a critical level and there is a need to clean the filter, for which a number of different methods are proposed, including, for example, mechanical, chemical and pneumatic cleaning. As is well known to specialists, all these processes are associated with problems such as inefficiency of cleaning, complexity, laboriousness and high cost of the corresponding process, damage to the filter and pipes of the well, problems associated with ecology and safety.

В частности, известен способ восстановления скважин, снизивших свою производительность из-за закупорки отверстий фильтра солями растворенных в воде веществ и частицами водовмещающей породы, посредством механического воздействия (свабирование, вакуумирование и др.), описанные в книге В.М.Гаврилко, Алексеев B.C. Фильтры буровых скважин. - М., "Недра", 1976, - с.344.In particular, there is a known method of reconstructing wells that have reduced their productivity due to clogging of the filter openings with salts of substances dissolved in water and particles of water-bearing rock, by mechanical action (swabbing, evacuation, etc.) described in the book by V. M. Gavrilko, Alekseev B.C. Drill hole filters. - M., "Nedra", 1976, - p. 344.

Известен также способ обработки химическими веществами, в частности соляной кислотой, описанный в книге Воронцова В.И., Шабера Г.Б. Интенсификация работы дренажных устройств при осушении месторождений полезных ископаемых. - М., "Недра", 1975, - 204 с. Этот способ дорогостоящ, требует специального кислотостойкого оборудования, небезопасен и может привести к разрушению материала скважины.There is also a known method of processing chemicals, in particular hydrochloric acid, described in the book of Vorontsov V.I., Shaber GB Intensification of the operation of drainage devices during the drainage of mineral deposits. - M., "Nedra", 1975, - 204 p. This method is expensive, requires special acid-resistant equipment, is unsafe and can lead to destruction of the well material.

Из авторского свидетельства №685632 также известен фильтр для биологической очистки сточных вод, имеющий каркас и надетые на него фильтрующую оболочку и электроды в виде сетки - анод и катод из разнородных материалов, при этом фильтрующую оболочку размещают между электродами. Под влиянием электрохимических реакций происходит насыщение активного пространства ионами меди, предотвращающими развитие биологической кольматации. Недостатком этого способа является предотвращение только биологической кольматации и невозможность полной декольматации фильтра. Учитывая, что в скважинах основную проблему с кольматацией создают минеральные вещества, для восстановления скважин этот способ не может быть применен.A filter for biological wastewater treatment is also known from copyright certificate No. 685632, having a frame and a filter sheath and electrodes in the form of a mesh, an anode and a cathode of dissimilar materials, placed on it, and the filter sheath is placed between the electrodes. Under the influence of electrochemical reactions, the active space is saturated with copper ions, which prevent the development of biological colmatation. The disadvantage of this method is to prevent only biological colmatization and the inability to completely decolmatize the filter. Given that minerals create the main problem with mudding in wells, this method cannot be applied for well restoration.

Из авторского свидетельства №850818 (ближайший аналог изобретения) известны устройство и способ восстановления производительности скважины. Согласно этому способу внутри скважины размещают электрод из электропроводящего материала и пропускают через указанный электрод, стенку скважины и фильтр скважины электрический ток от подключенного источника питания с обеспечением очистки фильтра от кольматанта за счет перемещения ионов между электродом и фильтром скважины. В предложенном в ближайшем аналоге способе и устройстве подача токов не регулируется. Подача токов, в том числе любой величины, позволяет побочные явления (нагрев и т.д.), что не способствует эффективности протекания электрохимических процессов, а это в свою очередь не способствует эффективности полного восстановления производительности скважины.From the copyright certificate No. 850818 (the closest analogue of the invention), a device and method for restoring well productivity are known. According to this method, an electrode of electrically conductive material is placed inside the well and an electric current from the connected power source is passed through the indicated electrode, the wall of the well and the well filter to ensure that the filter is cleaned of colmatant by moving ions between the electrode and the well filter. In the method and device proposed in the closest analogue, the current supply is not regulated. The supply of currents, including any value, allows side effects (heating, etc.), which does not contribute to the efficiency of the electrochemical processes, and this, in turn, does not contribute to the effectiveness of a full recovery of well productivity.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Соответственно задачей предлагаемого изобретения является обеспечение способа и устройства для практически полного восстановления производительности скважин без указанных выше недостатков предшествующего уровня техники.Accordingly, the objective of the invention is the provision of a method and device for almost complete restoration of well productivity without the above-mentioned disadvantages of the prior art.

Для решения указанной задачи предлагается способ восстановления производительности скважины, в котором стенку скважины и фильтр используют в качестве анода, а электрод - катода. Для очистки фильтра на них подают знакопеременные импульсы электрического тока для отделения кольматанта от стенок фильтра и, одновременно, постоянный ток для переноса катионов, содержащихся в растворе скважины, к катоду и сдвигу pH среды в сторону понижения в зоне фильтра.To solve this problem, a method for restoring well productivity is proposed, in which the well wall and the filter are used as the anode and the electrode is used as the cathode. To clean the filter, alternating electric current pulses are fed to them to separate the colmatant from the filter walls and, at the same time, direct current to transfer cations contained in the well solution to the cathode and to lower the pH of the medium in the filter zone.

Образующийся в ходе очистки осадок имеется возможность удалять посредством последующей прокачки скважины.The precipitate formed during the cleaning process can be removed by subsequent pumping of the well.

Электрод в способе согласно изобретению может быть размещен в кожухе из полупроницаемого материала.The electrode in the method according to the invention can be placed in a casing of a semipermeable material.

Осуществление способа достигается устройством согласно изобретению, в котором источник питания соединяется со стенкой скважины и фильтром. Источник питания представляет собой источник постоянного тока и генератор импульсов и является средством подачи одновременно знакопеременных импульсов электрического тока и постоянного электрического тока.The implementation of the method is achieved by the device according to the invention, in which the power source is connected to the well wall and the filter. The power source is a direct current source and a pulse generator and is a means of supplying simultaneously alternating pulses of electric current and direct electric current.

В ходе произведенных исследований неожиданно было обнаружено, что использование вышеописанных способа и устройства приводит к растворению кольматанта и переводу его в осадок (взвесь), который, как уже сказано выше, легко удаляется из скважины посредством ее последующей прокачки. Механизм такого удаления кольматанта до конца не установлен. Предполагается, что основную роль здесь играет изменение pH в зоне фильтра, однако видимо имеют немаловажное значение и другие процессы. Уточнение характеристик переменного и постоянного токов позволяет достижение эффекта, не зависящего от факта подачи токов, в том числе любой величины, приводящего к наличию побочных явлений (нагрева, образования водорода и т.п.). Использование (подача) слабых токов обеспечивает эффективность электрохимических процессов. Когда на фильтр и стенку скважины подается положительная амплитуда, происходит изменение pH среды с образованием у стенки фильтра кислой среды, а у центрального электрода - щелочной. Под влиянием кислой среды осадки, представляющие собой окислы металлов, в основном железа, растворяются. Под влиянием разности потенциалов происходит перенос ионов металлов к отрицательному центральному электроду. В последующий полупериод, когда на фильтр и стенку скважины подается отрицательная амплитуда, обратной реакции не происходит. А в последующую положительную амплитуду переменного тока, подаваемую на фильтр и стенку скважины, перенос ионов металлов будет усиливаться за счет увеличения разности потенциалов. Вышеописанный эффект может усиливаться в вышеуказанном варианте исполнения изобретения, когда электрод размещают в кожухе из полупроницаемого материала (проницаемого для ионов, но не для молекул воды), за счет препятствования перемешиванию кислой и полукислой сред, обусловленному диффузионными процессами.In the course of the research, it was unexpectedly found that the use of the above method and device leads to the dissolution of the mud and its transfer to the sediment (suspension), which, as mentioned above, is easily removed from the well by its subsequent pumping. The mechanism of such a removal of colmatant is not fully established. It is assumed that the main role here is played by the change in pH in the filter zone, but other processes also seem to be of no small importance. Clarification of the characteristics of alternating and constant currents allows the achievement of an effect independent of the fact of the supply of currents, including any value that leads to the presence of side effects (heating, hydrogen formation, etc.). The use (supply) of weak currents ensures the effectiveness of electrochemical processes. When a positive amplitude is applied to the filter and the borehole wall, the pH of the medium changes to form an acidic medium near the filter wall and an alkaline one at the central electrode. Under the influence of an acidic environment, precipitates, which are metal oxides, mainly iron, dissolve. Under the influence of the potential difference, metal ions transfer to the negative central electrode. In the subsequent half-period, when a negative amplitude is supplied to the filter and the borehole wall, the reverse reaction does not occur. And in the subsequent positive amplitude of the alternating current supplied to the filter and the borehole wall, the transfer of metal ions will be enhanced by increasing the potential difference. The above effect can be enhanced in the above embodiment, when the electrode is placed in a casing of a semi-permeable material (permeable to ions, but not to water molecules), by preventing the mixing of acidic and semi-acidic media due to diffusion processes.

В результате использования предлагаемого способа и устройства решается указанная выше задача и достигается эффективная очистка пор фильтра скважины от отложений, в частности химического (минерального) кольматанта, при относительно небольших материальных и трудовых затратах и без риска повреждения фильтра скважины.As a result of using the proposed method and device, the aforementioned problem is solved and effective cleaning of the well filter pores from deposits, in particular chemical (mineral) mud, is achieved, with relatively small material and labor costs and without the risk of damage to the well filter.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертеже схематично представлена скважина и описываемый в качестве примера вариант устройства для осуществления способа согласно изобретению.The drawing schematically shows the well and described as an example, a variant of the device for implementing the method according to the invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На чертеже схематично показана скважина 1, имеющая стенку 2 и фильтр 3. Эти элементы могут иметь одну из хорошо известных специалистам конструкций и поэтому подробно здесь не описываются (в частности, стенка 2 обычно является стенкой трубы, а фильтр выполнен в виде перфорированного трубчатого корпуса с намотанной вокруг него сеткой).The drawing schematically shows a well 1 having a wall 2 and a filter 3. These elements can have one of the structures well known to those skilled in the art and therefore are not described in detail here (in particular, wall 2 is usually a pipe wall, and the filter is made in the form of a perforated tubular body with net wrapped around it).

Примыкающая к фильтру закольматированная зона показана пунктирными линями под ссылочным номером 4. Кольматант также может скапливаться в приямке 5 скважины.The zoned area adjacent to the filter is indicated by dashed lines under reference number 4. The colmatant can also accumulate in the well pit 5.

Устройство для осуществления заявляемого способа содержит удлиненный центральный электрод 6 и источник питания 7 (средство подачи переменного и, одновременно, постоянного электрического тока), представляющий собой источник постоянного тока и генератор импульсов. Источник питания 7 соединен со стенкой 2 скважины и электродом 6. При этом стенка 2 и фильтр 3 скважины являются анодом, а электрод 6 - катодом.A device for implementing the inventive method comprises an elongated central electrode 6 and a power source 7 (means for supplying an alternating and, at the same time, constant electric current), which is a constant current source and a pulse generator. The power source 7 is connected to the wall 2 of the well and the electrode 6. In this case, the wall 2 and the filter 3 of the well are the anode, and the electrode 6 is the cathode.

В представленном варианте при осуществлении способа электрод 6 размещают проходящим через центральную область скважины (по оси скважины) и через фильтр 2 так, что он расположен внутри фильтра. Затем посредством источника питания 7 генерируют знакопеременные импульсы электрического тока с частотой от 50 до 100 герц с наложением постоянной составляющей, который подают на стенку 2 скважины и электрод 6.In the presented embodiment, when implementing the method, the electrode 6 is placed passing through the central region of the well (along the axis of the well) and through the filter 2 so that it is located inside the filter. Then, alternating electric current pulses with a frequency of 50 to 100 hertz are generated with a superimposed component, which is applied to the wall 2 of the well and the electrode 6 through a power source 7.

В процессе прохождения переменного электрического тока через систему электрод - вода (раствор) - кольматант за счет перетока содержащихся в воде (растворе) катионов и анионов происходит растворение и отделение кольматанта от стенок фильтра и распределение его по всему объему фильтра, а под влиянием постоянной составляющей происходит дополнительный перенос катионов к центральному электроду и дополнительный сдвиг рН в анодной зоне (т.е. в закольматированной зоне 4) в сторону его понижения, что приводит к еще большему эффекту растворения кольматанта. Этому также способствует размещение центрального электрода в трубчатом кожухе из полупроницаемого материала (не показан), например известных материалов, непроницаемых для раствора, но проницаемых для ионов.In the process of passing an alternating electric current through the electrode-water (solution) -colmatant system, due to the flow of cations and anions contained in the water (solution), the colmatant dissolves and separates from the filter walls and distributes it throughout the filter, and under the influence of a constant component occurs additional transfer of cations to the central electrode and an additional pH shift in the anode zone (i.e., in the colmated zone 4) towards its lowering, which leads to an even greater effect of dissolution of matanta. This also contributes to the placement of the Central electrode in a tubular casing of a semipermeable material (not shown), for example, known materials that are impermeable to solution, but permeable to ions.

Образующийся в ходе очистки фильтра от кольматанта осадок (ферроферригидрозоля) может быть удален из скважины посредством ее прокачки.A precipitate (ferroferryhydrosol) formed during filter cleaning from colmatant can be removed from the well by pumping it.

ПримерExample

Скважина глубиной 245 м, пробуренная в 2003 году на сеноман-альбский водоносный горизонт, представленный мелко зернистым песком. Проектный дебет скважины 10 м3/ч. Фильтр сетчатой конструкции длиной 15 м представляет собой латунную сетку, размещенную на перфорированном трубчатом каркасе. После сдачи в эксплуатацию скважина не эксплуатировалась. В 2004 году при попытке отобрать воду из скважины оказалось, что фильтр закольматирован химическим кольматантом. Для очистки фильтра проводилась декольматация посредством подачи электрического тока в соответствии с изобретением при следующих параметрах:A well with a depth of 245 m, drilled in 2003 on the Cenomanian-Albian aquifer, represented by fine-grained sand. The design debit of the well is 10 m 3 / h. The mesh filter 15 m long is a brass mesh placed on a perforated tubular frame. After putting into operation, the well was not exploited. In 2004, when trying to take water from the well, it turned out that the filter was sealed with chemical colmatant. To clean the filter, decolmatization was carried out by applying an electric current in accordance with the invention with the following parameters:

- переменный ток: частота 100 Гц, напряжение 40 В, сила тока 0,6 А;- alternating current: frequency 100 Hz, voltage 40 V, current strength 0.6 A;

- постоянный ток: напряжение 60 В, сила тока 0,7 А.- direct current: voltage 60 V, current 0.7 A.

Обработка проводилась 72 часа.Processing was carried out 72 hours.

При прокачке скважины дебет скважины составил 9,5 м3/ч.When pumping the well, the debit of the well was 9.5 m 3 / h.

Claims (5)

1. Способ восстановления производительности скважины, в котором внутри скважины размещают электрод из электропроводящего материала и пропускают через указанный электрод, стенку скважины и фильтр скважины электрический ток с обеспечением очистки фильтра от кольматанта, отличающийся тем, что стенка скважины и фильтр служат анодом, а электрод - катодом, на них подают знакопеременные импульсы электрического тока для отделения кольматанта от стенок фильтра и одновременно постоянный ток для переноса катионов, содержащихся в растворе скважины, к катоду и сдвига рН среды в сторону понижения в зоне фильтра.1. A method of restoring well productivity, in which an electrode of electrically conductive material is placed inside the well and an electric current is passed through the indicated electrode, the wall of the well and the well filter to ensure that the filter is cleaned of the mud, characterized in that the well wall and the filter serve as the anode, and the electrode is cathode, alternating pulses of electric current are fed to them to separate the colmatant from the walls of the filter and at the same time a direct current to transfer cations contained in the well solution ny, to the cathode and a shift in the pH of the medium in the direction of lowering in the filter zone. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрод размещают в кожухе из полупроницаемого материала.2. The method according to claim 1, characterized in that the electrode is placed in a casing of semipermeable material. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что образующийся в ходе очистки осадок удаляют из скважины посредством ее последующей прокачки.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the precipitate formed during the cleaning process is removed from the well by means of its subsequent pumping. 4. Устройство для восстановления производительности скважины, снабженной фильтром, содержащее размещенный внутри скважины электрод из электропроводящего материала и подключенный источник питания для обеспечения подачи электрического тока через фильтр скважины и электрод и перемещения ионов между электродом и фильтром скважины, отличающееся тем, что источник питания соединен со стенкой скважины и фильтром, при этом представляет собой источник постоянного тока и генератор импульсов и является средством подачи одновременно знакопеременных импульсов электрического тока, причем стенка и фильтр скважины являются анодом, а электрод - катодом.4. A device for restoring the productivity of a well equipped with a filter, comprising an electrode placed inside the well from an electrically conductive material and a connected power source for supplying electric current through the well filter and the electrode and ion movement between the electrode and the well filter, characterized in that the power source is connected to at the same time, it represents a direct current source and a pulse generator and is a means of supplying at the same time sign ennyh pulses of electric current, the wall of the well and the filter is the anode and electrode - cathode. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно содержит кожух из полупроницаемого материала, размещенный вокруг электрода.5. The device according to claim 4, characterized in that it comprises a casing of semipermeable material, placed around the electrode.
RU2005106084/03A 2005-03-04 2005-03-04 Well yield recovery method and device RU2318987C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005106084/03A RU2318987C2 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Well yield recovery method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005106084/03A RU2318987C2 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Well yield recovery method and device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005106084A RU2005106084A (en) 2006-08-10
RU2318987C2 true RU2318987C2 (en) 2008-03-10

Family

ID=37059421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005106084/03A RU2318987C2 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Well yield recovery method and device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2318987C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560459C1 (en) * 2014-07-04 2015-08-20 Александр Стефанович Ковалев Well productivity recovery method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560459C1 (en) * 2014-07-04 2015-08-20 Александр Стефанович Ковалев Well productivity recovery method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005106084A (en) 2006-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2035335B1 (en) Moving electrode electroflocculation process and corresponding device
JP2013220419A (en) Detoxification treatment method of contaminant by electro-osmosis repair method
RU2606991C1 (en) Mobile water treatment plant
WO2010028097A1 (en) Electrocoagulation devices and methods of use
US20100187130A1 (en) Coagulants made in situ from sulfate-containing water and uses therewith
RU2318987C2 (en) Well yield recovery method and device
US20170291832A1 (en) Electrolytic water softener
RU2560459C1 (en) Well productivity recovery method
RU153106U1 (en) DEVICE FOR PREPARATION OF OIL-FIELD WATERS FOR SYSTEM OF SUPPORT OF PLASTIC PRESSURE OF OIL DEPOSITS
JP6061609B2 (en) Method and apparatus for purifying contaminated soil
JP2007038183A (en) Soil cleaning method
US20030173304A1 (en) Fluid treatment apparatus
JP2014087765A (en) Soil cleaning method and apparatus
KR20120131426A (en) Soil remediation system using electrokinetics
CN105214366A (en) The filter of shaftless, Water pressure circulation red switch
JP4782904B2 (en) Electrochemical purification method for contaminated ground
SU1684484A1 (en) Method for regenerating filtering columns of hydraulic geological holes
JP2005199130A (en) Soil decontaminating apparatus and soil decontaminating method
JPH11253924A (en) Purification of soil polluted with heavy metal and electrolytic bath for purification
JP2005248521A (en) Ground water intake system
RU2344275C1 (en) Method for stimulation of water yield of water-bearing horizons via production wells
RU2338871C1 (en) Self-cleaning well strainer
JP2002273404A (en) Purification method of contaminated soil
JP2008207089A (en) Sewage treatment apparatus and method
WO1991002700A1 (en) Device for dewatering of forest chemistry waste

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090305