Установка для закачки и откачки жидкости из продуктивного пласта

 

Изобретение относится к конструкциям установок для закачки и откачки жидкости из сважины и м.б. использовано в горнодобывающей пром-сти для добычи полезных ископаемых методом подземного выщелачивания.Цель - повышение производительности установки и ее КПД при одновременном увеличении надежности за счет исключения пропускания потока энергетической ч жидкости через гидропреобразователь. Установка включает закачную скважину 1, соединенную энергетическим трубопроводом (ТП) 5 с откачной скважиной и ТП технологического 8 и продуктового 9 растворов, соединенными с (Л & 03 оъ 01 О5 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ц1)5 Е 21 В 43/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ б 5 7

25Б

13

52

И

7/р

Ус

Зб

47

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4200256/03 (22) 05.03.87 (46) 23.03.91. Бюл. № 11. (75) К.В.Федотов (53) 622.234.4 (088.8) (56) Добыча урана методом подземного выщелачивания. /Под ред. В.Yàìèëîâà.

М, Атомиздат, 1980, с. 117-118.

Авторское свидетельство СССР № 1194069, кл. Е 21 В 43/28, 1983. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЧКИ И ОТКАЧКИ

ЖИДКОСТИ ИЗ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к конструкциям установок для закачки и откачки жидкости из сважины и м.б ° использовано в горнодобывающей пром-сти для добычи полезных ископаемых методом подземного выщелачивания. Цель— повьппение производительности установки и ее КПД при одновременном увеличении надежности за счет исключения пропускания потока энергетической жидкости через гидропреобразователь.

Установка включает закачную скважину 1, соединенную энергетическим трубонроводом (ТП) 5 с откачной скважиной и ТП технологического 8 и продуктового 9 растворов, соединенными с

1636563 верхними частями скважин, вертикальный полый гидропреобразователь (ГП)

10, установленный коаксиально в закачной скважине 1 и соединенный верх5 ней своей частью с энергетическим

ТП 5. На ГП 10 размещены и соединены с ним верхний 11 и нижний 12 клапаны. Внутри скважины 1 размещены гидравлические пакеры 15. На верхней части ГП 10 размещена обечайка 16 с вертикальными камерами 17, в которых установлены снльфоны 18. Камеры 17 сообщены отверстиями 19 с полостью

20 ГП 10. При этом сильфоны 18 соеди 15

\ нены посредством верхних вертикальных подвижных штоков 21 с жесткой втулкой 22, выполненной в виде обратного усеченного конуса и установленИзобретение относится к конструкции установок для закачки и откачки жидкости из скважины и может быть использовано в горнодобывающей промышленности для добычи полезных ископаемых методом подземного выщелачивания.

Целью изобретения является повышение производительности установки и ее КПД при одновременном увеличении надежности за счет исключения пропускания потока энергетической жидкости через гидропреобраэователь.

На фиг.! изображена технологическая схема установки и продольный разрез Общего вида сквин на фиг ° 2 — 40 сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3— сечение Б-Б на фиг,1.

Установка для закачки и откачки жидкости из скважин состоит из закачной 1 и откачной 2 скважин,распо- 4 ложенных параллельно одна другой в толще земли и опущенных в продуктовый пласт 3, глубинного гидропривод-, ного насоса 4, помещенного в откач-: ную скважину 2, энергетическОго тру- 50 бопровода 5 с задвижками 6 и 7, соединяющего скважины 1 и 2 между собой, трубопроводов 8 и 9 соответственно технологического и продуктивного растворов, соединенных с верхни55 ми частями скважин 1 и 2, вертикального полого цилиндрического гидравлического преобразователя (гидропреобразователя) 10, коаксиально устаной с возможностью перемещения в вер" тикальном направлении коаксиально снаружи корпуса ГП 10 под верхней обечайкой 16. На верхней части корпуса 13 верхнего клапана 11 закреплена эластичная втулка 23 с возможность!о перекрытия верхних выходных отверстий наружной кольцевой полости 24,выполненной в нем. В корпусе 13 верхнего клапана 11 выполнена внутренняя. кольцевая полость 26,. в которую помещена эластичная манжета 25, установленная с возможностью перекрытия вертикальных щелей 27, выполненных в стенке ГП 10 по его окружности. Смена, циклов откачка — закачка осуществляется за счет реверса клапанов, 3 ил.

«сдавленного в закачкой скважине 1 и соединенного верхней своей частью с энергетическим трубопроводом 5,верхнего 11 и нижнего 12 клапанов,размещенных на гидропреобразователе 10 и соединенных с ним своими корпусами 13 и 14, и надувных гидравлических пакеров 15, закрепленных внутри скважин 1 и 2.

Гидропреобразователь 10 снабжен

:обечайкой 16, размещенной на верхней .его части и выполненной с вертикальными сильфонными камерами 17,первыми вертикальными сильфонами 18, уста" новленными в сильфонных камерах 17, которые нижними своими частями сооб-; щены посредством отверстий 19,выполненных в стенке гидропреобразователя 10, с его полостью 20,верхними вертикальными подвижными штоками 21, закрепленными верхними концами на нижних торцах сильфонов 18, первой жесткой втулкой 22, выполненной в виде обратного усеченного конуса,установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении коаксиально снаружи корпуса гидропреобразовате,ля 10 под верхней обечайкой 16 и сое диненной своим верхним торцом с ниж ними концами штоков 21, первой эластичной втулкой 23, закрепленной на верхней части корпуса 13 верхнего

"клапана 11 с возможностью перекрытия верхних выходных отверстий наружной

1636563 кольцевой полости 24, выполненной в нем, первой эластичной манжетой

25, помещенной в выполненную в корпусе 13 верхнего клапана 11 внутреннюю кольцевую полость 26 и установленной с возможностью перекрытия выполненных в .стенках гидропреобразователя 10 по его окружности вертикальных щелей 27, второй эластичной втул- 1ð кой 28, соединяющей один из пакеров

15, установленный на верхнем клапане 11, с первой эластичной манжетой

25, а также снабжен нижней обечайкой 29, установленной на гидропреобразователе 10 над нижним клапаном

12 и выполненной с вертикальными

15 сильфонными камерами 30, сообщенными отКроме того, установка снабжена разгрузочным трубопроводом 38, размещенным

45 внутри гидропреобразователя 10 и соединяющим нижнюю часть внутренней полости 26 верхнего клапана 11 с нижней частью полости 20 гидропреобразователя 10. Корпус гидропреобразова- 50 тели также снабжен эластичной цилиндрической оболочкой 39, коаксиально установленной снаружи центральной

его части между клапанами 11 и 12 и закреплениой своими торцами в их корпусах 13 и 14 с возможностью закрытия продольных щелей 40, выполнен55 ных в центральной чачти гидропреобразователя 10. верстиями 31, выполненными в стенке гидропреобразователя, с его полостью 20

20, вторыми вертикальными сильфонами 32, размещенными в сильфонных камерах 30 нижней обечайки 29, нижними вертикальными штоками 33, соединенными одними своими концами с сильфо- 25 нами 32 нижней обечайки 29, третьей эластичной втулкой 34, закрепленной на корпусе 14 нижнего клапана 12 под нижней обечайкой 29, установленной коаксиально снаружи корпуса гид- 30 ропреобразователя 10 под нижним торцом корпуса 14 нижнего клапана

12 с возможностью возвратно †пост пательного перемещения в вертикальном направлении, второй жесткой втулкой 35, выполненной в виде прямого усеченного конуса и соединенной своим меньшим основанием с вторыми концами нижних штоков 33, второй эластичной манжетой 36, .закрывающей про — 40 дольные щели 37, выполненные в нижней части гидропреобразователя 10 под корпусом 14 нижнего клапана 12.

Второй иэ пакеров 15 закачнои скважины 1 размещен на нижней части гидропреобразователя 10 под его нижней подвижной втулкой 35 ° Нижняя эластичная манжета 36 отделяет полость 20 гидропреобразователя 10 от полости 41 закачной скважины 1.

Установка работает следующим эбразом, В исходном положении закачная скважина 1 заполнена технологическим раствором из трубопровода 8. При этом надувные гидравлические пакеры 15, как гидропреобразователя 10, так и глубинного гидроприводного насоса 4, приведены в рабочее состояние, т.е. отключают призабойное подпакерное пространство скважин 1 и 2 от затрубно-надпакерного пространства. Энергетический трубопровод 5 заполнен водой, предпочтительно деаэрированной с полимерными добавками, снижающими вязкость. Откачная скважина 2 заполиена продуктовым раствором, по мере его откачки из продуктового пласта

3. Сильфоны 18 и 32 заряжены давлением, превышающим гидростатическое давление столба жидкости в скв ажине .

11анжеты 25 и 36 натянуты и закрывают отверстия — щели 27 и 37 с усилием,превышающим гидростатическое давление столба жидкости в энергетическом трубопроводе 5, а оболочка 39 закрывает при этом щели 40 с усилием, меньшим натяга такой же оболочки насоса

4. При этих исходных условиях эластичная втулка 23 . открыта, манжеты

25 и 36 находятся на своих сердечниках, т.е. в сжатом состоянии, сильфоны 18 и 32 разжаты, разжата и эластичная втулка 23, а задвижки

6 и 7 закрыты, С открытием задвижки 6 энергетическая жидкость под пусковым давлением распространяется по полости 20 гидропреобразователя 1О. При этом сильфоны 18 и 32 верхнего 11 и нижнего 1 2 клапанов сжимаются, закрывается эластичная втулка 23 и открывается эластичная втулка 34 посредством штоков 21 и 33 и конических втулок 22 и 35. При этом манжеты 25 и

36 остаются сжатыми из — за недостаточ- ности пускового давления, которое заранее определяется. Диафрагма оболочки 39 раздувается и вытесняет жидкость из межпакерного пространства

1636563 гидропреобразователя 1О через открытый нижний клапан 12 в продуктовый пласт 3. С окончанием деформации оболочки 39 отключается пусковое дав5 ление, открывается задвижка 7 и установка вступает в автоматический режим работы.

Давление в энергетическом трубопроводе 5 падает в результате подключения части энергетического трубопровода 5, размещенного в откачной скважине 2, сильфоны 18 и 32 разжи- маются, открывается эластичная втулка

23 и закрывается втулка 34. При этом открывается верхний клапан 11 и закрывается нижний клапан 12; оболочка

39 сжимается и технологический раствор заполняет межпакерное пространство. При этом давление в энергетическом трубопроводе 5 резко возрастает, больше чем в два раза, и приводит в действие глубинный насос 4,который при закрытом всасывающем клапане и открытом нагнетательном клапане пос- 25 редством своей оболочки (диафрагмы) осуществляет цикл нагнетания продуктового раствора через ствол скважины 2 в трубопровод 9.

Цикл нагнетания, осуществляемый 30 глубинным насосом 4 в период заполнения межпакерного пространства гидравлического преобразователя 10 технологическим раствором, продолжается до тех пор, пока оболочка 39 не

35 остановится на центральной части гидравлического преобразователя 1О,т.е, на своем перфорированном сердечнике.

В момент посадки на сердечник оболочки 39 давление в энергетическом 40 трубопроводе 5 резко снижается и определяется упругими усилиями оболочки глубинного насоса 4 в ее предельно деформированном положении. При этом давлении сильфоны 18 и 32,будучи 45 заряжены меньшим давлением, не меняют своей позиции, соответственно и эластичные втулки 23 и 34. Ианжеты

25 и Зо, будучи натянуты предварительно на перфорированные сердечники (со щелями) с большим усилием, чем давление в энергетическом трубопроводе 5 в рассматриваемый момент, принимают исходное положение,при котором манжета 25 перекрывает посред55 ством механической связи и эластичной втулки 28 доступ технологическому раствору в межпакерное пространство гидравлического преобразователя

10, а манжета 36 открывает изнутри отверстие, сообщающее межпакерное пространство гидравлического преобра" зователя 10 с пластом 3. С завершением реверса, т.е. посадкой манжет

25 и 36 на свои сердечники со щелями, оболочка глубинного насоса 4 возвращается в исходное положение при закрытом цагнетательном клапане и открытом всасывающем клапане, т.е, осуществляется цикл всасывания, а из межпакеркого пространства оболочка 39 гидравпического преобразователя 10 вытесняет технологический раствор в пласт 3.

Этот цикл осуществляется до тех пор, пока оболочка глубинного насоса

4 не остановится на своем сердечнике.

С остановкой данной оболочки давление в энергетическом трубопроводе

5 понижается и соответствует напряжению оболочки 39 гидравлического преобразователя 10 в предельно деформированном состоянии, за этим следует реверс. рабочих ходов.

Так как сильфоны 18 и 32 заряжены большим давлением, в сравнении с напряжением оболочки 39 в предельно растянутом ее состоянии, то они разжимаются. При этом сильфон 18 посредством эластичной втулки 23 открывает доступ технологическому раствору в межпакерное пространство гидравлического преобразователя 10, а сильфон

32 посредством эластичной втулки 34 отключает (разобщает) межпакерное пространство гидравлического преобразователя 10 от пласта 3, давление в энергетическом трубопроводе 5 с подключением межтрубного пространства к оболочке 39, резко возрастает и манжета 25 посредством эластичной втулки 28 открывает доступ технологическому раствору в гидравлический преобразователь 10 сильфон 18 сжимается и занимает позицию для будущего цикла.

С повышением давления в энергетическом трубопроводе 5 манжета 36 изнутри перекрывает сообщение межпакерного пространства с пластом 3, а сильфон 32 посредством эластичной втулки 34 открывает это сообщение, На этом завершается реверс рабочего цикла с последующими чередованиями, 1636563

Формула изобретения:.

Устайовка для закачки и откачки .жидкости из продуктивного пласта, включающая закачную скважину,соеди5 .ненную с откачной скважиной .энергетическим трубопроводом, глубинныйгидроприводный насос, помещенный в откачную скважину, трубопроводы технологического и продуктового раствора, соединенные с верхними частями скважин, вертикальный полый цилиндрический гидравлический преобразователь, коаксиально установленный в закачной скважине и соединенный верх- 15 ней частью с энергетическим трубопроводом, верхний и нижний клапаны, размещенные на гидропреобразователе и соединенные с ним корпусами, и надувные гидравлические пакеры, закрепленные внутри скважин, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности установки и ее КПД при одновременном увеличении надежности за счет исклю- 25 чения пропускания потока энергетической жидкости через гидропреобразователь, последний снабжен обечайкой, размещенной на верхней его части и выполненной с вертикальными сильфонными камерами, первыми вертикальными сильфонами, установленными в сильфонных камерах, которые нижними частями сообщены посредством отверстий, выполненных в стенке гидропреобраэователя, с его полостью, верхними вер35 тикальными подвижными штоками, закрепленными верхними концами на нижних торцах сильфонов, первой жесткой

BT ëKoé, выполненной B виде обратно- 40

ro усеченного конуса, установленной с воэможностью .возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении коаксиально снаружи корпуса гидропреобраэователя под верхней обе- 45 чайкой и соединенной верхним торцом с нижними концами штоков, первой эластичной втулкой, закрепленной на верхней части корпуса верхнего клапана с возможностью перекрытия верхних выходных отверстий наружной кольцевой

50 полости, выполненной в нем, снабжен первой эластичной манжетой, помещенной в выполненную в корпусе верхнего клапана внутреннюю кольцевую полость и установленной с возможностью перек,рытия выполненных в стенке гидропреобразователя по его окружности вертикальных щелей, второй эластичной втулкой, соединенной с одним нз пакеров, установленным на верхнем клалане, и первой эластичной манжетой, снабжен нижней обечайкой, установленной на корпусе гидропреобраэователя над нижним клапаном и обс удованной вертикальными сильфонными камерами, сообщенными посредств м отверстий, выполненных в корпусе гидропреобразователя, с его полостью, вторыми вертикальными сильфонами, размещенными в сильфонных камерах нижней обечайки, нижними вертикальными штоками, соединенными одними концами с сильфонами нижней обечайки, третьей эластичной втулкой,закрепленной на корпусе нижнего клапана под нижней обечайкой, установленной . коаксиально снаружи корпуса гидропреобразователя под нижним торцом корпуса нижнего клапана с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, второй жесткой втулкой, выпол= ненной в виде прямого усеченного конуса и соединенной меньшим основанием с вторыми концами. нижних штоков, эластичной манжетой, установленной с возможностью перекрытия продольных щелей, выполненных в нижней части гидропреобразователя по его окружности под корпусом нижнего клапана, установка снабжена разгрузочным тру- бопроводом, размещенным внутри г щропреобразователя и сообщенным одним концом с нижней частью внутренней полости верхнего клапана, а вторым— с нижней частью полости гидропреобразователя, корпус гидропреобразователя снабжен эластичной цилинцрической оболочкой коаксиально установленной снаружи его центральной части между клапанами, закрепленной торцами в их корпусах с воэможностью перекрытия продольных щелей, выполненных в центральной части гидропреобразователя по его окружности, при этом второй иэ пакеров закачной скважины размещен на нижней части гидропреобразователя под его нижней подвижной втулкой, а нижняя эластичная манжета отделяет полость гидропреобразователя от полости закачно скв ажины.

1636563

Составитель Б.Реморов

Техред Л.Олийнык Корректор С.Шевкун

Редактор И.Шмакова

Заказ 802 Тираж,362 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101