Устройство для циркуляционной обработки скважины на воду

 

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, в частности к устройствам для восстановления производительности скважин реагентными методами. Технической задачей является повышение производительности скважин. Устройство содержит колонну водоподъемных труб с закрепленным на набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии друг от друга, каркас, выполненный в виде перфорированной трубы, гравийную загрузку, наружный чехол, имеющий форму, эллипсоида вращения, который меньшей осью совпадает с геометрической осью колонны водоподъемных труб, при этом поверхность выполнена пористой с винтообразными направляющими, контактирующими с отверстиями перфорированной трубы. Гидравлическая связь между винтообразными направляющими и перфорированной трубой осуществлена посредством плоского горизонтального эластичного кольца, гибкого вертикального трубопровода, связанного с источником давления, эжектора, камера смешения которого соединена с гибким вертикальным трубопроводом, и выходным сечением эжектор связан с гравийной загрузкой. Над наружным чехлом укреплена покрышка, представляющая собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези". 2 ил.

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, в частности к устройствам для восстановления производительности скважин реагентными методами.

Известен фильтр водозаборной скважины (см. Суреньянц В. Я. Водяные скважины. - М.: МКХ, 1961 с. 68), содержащий каркас, выполненный в виде перфорированной трубы, проволочную обмотку, наружный чехол, гравийную обсыпку.

Недостатком данного фильтра является незначительная эффективность промывки от кольматанта и необходимость отключения при этом скважины и демонтажа насосного оборудования.

Известно устройство для циркуляционной обработки скважины на воду (см. а. с. N 1182129 E 03 B 3/18, E 21 B 43/22, 1985, Бюл. N 36), содержащее колонну водоподъемных труб с закрепленным на ней набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии один от другого.

Недостатком данного устройства является недостаточное использование гидродинамических сил промывного вещества и незначительная область его распространения в контактной зоне водоносного пласта.

Технической задачей предполагаемого изобретения является повышение производительности скважины за счет эффективного восстановления пропускной способности гравийной загрузки и прифильтровой зоны путем установки на внутренней полости наружного чехла винтообразных направляющих, гибкого вертикального трубопровода, эжектора и покрышки, представляющей собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези".

Технический результат достигается тем, что устройство для циркуляционной обработки скважины на воду, содержащее колонну водоподъемных труб с закрепленным на ней набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии один от другого, включающее каркас, выполненный в виде перфорированной трубы, гравийную загрузку, наружний чехол, имеющий форму элипсоида вращения, который меньшей осью совпадает с геометрической осью колонны водоподъемных труб, при этом поверхность вращения выполнена пористой с винтообразными направляющими, контактирующими с отверстиями перфорированной трубы. Гидравлическая связь между винтообразными направляющими и перфорированной трубой осуществляется посредством установки плоского горизонтального эластичного кольца, гибкого вертикального трубопровода, связанного с источником давления, эжектора, камера смешения которого соединена с гибким вертикальным трубопроводом. Выходным сечением эжектор связан через винтообразные направляющие с гравийной загрузкой. Над наружным чехлом укреплена покрышка, представляющая собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези".

На фиг. 1 приведена схема устройства для циркуляционной обработки скважины на воду, а на фиг. 2 - развертка винтообразных направляющих.

Устройство содержит каркас 1, выполненный в виде перфорированной трубы, проволочную обмотку 2, гравийную загрузку 3, наружний чехол 4, представляющий собой элипсоид вращения с пористой поверхностью с винтообразными направляющими 5, колонну 6 водоподъемных труб с набором дисков 7, эжектор 8, камера смешения 9 которого соединена с плоским горизонтальным эластичным кольцом 10, с гибким вертикальным трубопроводом 11, покрышку 12 над наружным чехлом 4, представляющую собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези". Предусмотрены отверстия 13 для прохода гибкого вертикального трубопровода 11 и отверстия 14 для прохода воды при изменении погодно-климатических условий в наборе дисков 7 и отверстия 15 в плоском горизонтальном эластичном кольце 10 для присоединения эжектора 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В начальный период работы скважины на воду, оборудованной предлагаемым промывным устройством, горизонтальное эластичное кольцо 10 находится в сплющенном состоянии. Горизонтальное эластичное кольцо 10 при помощи гибкого вертикального трубопровода 11 присоединяется к источнику давления по нагнетательному патрубку насоса (на фиг. не показано) с раствором промывного вещества и по нему под давлением подается химический реагент (в частности ингибированная кислота), когда наступает уменьшение производительности скважины вследствие начала кольматации гравийной загрузки 3 и прифильтровой зоны фильтрующего водонасосного пласта. При этом плоское горизонтальное эластичное кольцо 10 расширяется под давлением промывного вещества. Эжектор 8, засасывая промывное вещество и часть жидкости в скважине камерой смешения 9, подает образующуюся при этом эмульсию во внутреннюю полость наружного чехла 4, где она закручивается винтообразными направляющими 5, разрушая за счет механического, гидродинамического и химического воздействия на гравийную загрузку 3, выбрасывая эмульсию к верхней части наружного чехла 4, где она ударяется о поверхность покрышки 12, представляющей собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези", имеющего наилучшие гидродинамические показатели создания центробежно-вибрационных сил при ударе потока о поверхность. При этом часть жидкости промывает прифильтровый пласт от кольматанта, а другая часть промывает внутренние поверхности ствола скважины, колонны 6 водоподъемных труб и засасывается эжектором 8 и подается в гравийную загрузку 3. Вследствие этого происходит циркуляция химического реагента и рациональное многократное его использование. В контактных зонах всегда возможно появление механического кольматанта, который приводит к повышению гидравлических потерь в прифильтровой зоне скважины и на самом каркасе фильтра (см. Гаврилко В.М., Алексеев В.С. Фильтры буровых скважин. - М.: Недра, 1985. С. 124). Винтообразные направляющие 5 обеспечивают образование в пределах промывного блока фильтра волн и эффекта резонанса, а также усиление волн за счет разницы по высоте располагаемых потенциальных энергий, которые при благоприятных действиях динамических сил приводят к интенференции.

Оригинальность конструктивного решения подтверждается простотой промывного устройства, позволяющей без использования вращающихся элементов вызвать комплексное воздействие механических, гидродинамических сил на колматант, химическое его разрушение при обеспечении циркуляции промывного вещества без привлечения дополнительных энергозатрат за счет проявляемых свойств синергичности структурными морфизмами (связями) установки.

Формула изобретения

Устройство для циркуляционной обработки скважины на воду, содержащее колонну водоподъемных труб с закрепленным на ней набором дисков, установленных на фиксированном расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что оно включает каркас, выполненный в виде перфорированной трубы, гравийную загрузку, наружный чехол, имеющий форму эллипсоида вращения, который меньшей осью совпадает с геометрической осью колонны водоподъемных труб, при этом поверхность вращения выполнена пористой с винтообразными направляющими, контактирующими с отверстиями перфорированной трубы, причем гидравлическая связь между винтообразными направляющими и перфорированной трубой осуществлена посредством плоского горизонтального эластичного кольца, гибкого вертикального трубопровода, связанного с источником давления, эжектора, камера смешения которого соединена с гибким вертикальным трубопроводом, и выходным сечением эжектор связан с гравийной загрузкой, а над наружным чехлом укреплена покрышка, представляющая собой ковер, выполненный в виде кривой по форме "локона Аньези".

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2