СКВАЖИНА ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОНОСНОГО ГОРИЗОНТА Российский патент 1996 года по МПК E03B3/06 

Изобретение относится к водоснабжению, а именно к установкам, глубинным скважинам для добывания воды из поземных источников, и предназначено для исследования водозаборной скважины в процессе отбора воды из водоносного горизонта.

Известны различные конструкции водозаборных скважин [1, 2] содержащие обсадную колонну, в которой вертикально размещена насосно-компрессорная колонная труб, на нижнем конце несущая насос, а верхним концом подсоединенная к магистральному водонапорному трубопроводу. В процессе эксплуатации дебит скважины меняется из-за выноса песка, уменьшается забой скважины, прекращается отдача воды некоторыми водонасыщенными пластами. Для того, чтобы установить техническое состояние скважины и ее добывные возможности, насос останавливают, извлекают из скважины поземное оборудование, взамен которого опускают контрольно-измерительные приборы.

Однако, такой способ исследования скважины не позволяет получить достоверные данные о ее состоянии в процессе работы, поскольку указанные исследования проводятся в режиме принципиально отличающемся от режима эксплуатации. Существующее оборудование скважины позволяет проводить ее исследования в ограниченном диапазоне гидродинамических исследований. В то же время определение добывных возможностей каждого пласта, определение пласта, выносящего песок в принципе неосуществимо, поскольку эти данные можно получить только при работе насоса.

Несмотря на различие решаемых задач, наиболее близкой к заявленной по совокупности конструктивных существенных признаков является скважина для эксплуатации водоносного горизонта [3] содержащая размещенные в обсадной колонне две вертикально-параллельные колонны насосно-компрессорных труб, одна из которых соединяет насос с напорным трубопроводом. На верхнем конце второй колонны труб смонтировано запорное устройство в виде вентиля, соединяющего верхние концы обеих колонн насосно-компрессорных труб.

Вторая колонна труб известного устройства служит для создания гидродинамической завесы, предотвращающей поступление нефтепродуктов в отбираемую из скважины воду.

Однако, несмотря на сходство ряда конструктивных существенных признаков, известное устройство, также как и другие известные конструкции, не позволяет проводить геофизические исследования скважины в процессе работы насоса.

Данная конструкция разрабатывалась для Западно-Сибирского нефтяного комплекса, особенностями которого является то, что вода, закачиваемая в нагнетательные скважины на нефтяных месторождениях, добывается из отложений Покурской свиты мелового возраста, залегающих на глубине в интервале 1100 - 1960 м и представленных чередованием глинистых и песчано-алевролитовых пластов. Суммарная мощность песчано-алевролитовых пластов достигает 350 400 м, количество пластов 30 50, а дебит скважины достигает 3000 м³ в сутки.

Задачей изобретения является создание такого устройство, которое позволило бы без остановки насоса в скважине получить достоверные сведения о ее техническом состоянии и добывных возможностях каждого отдельного пласта.

Технический результат достигается тем, что в скважине для эксплуатации водоносного горизонта, содержащей размещенные в обсадной колонне две вертикальные параллельно установленные насосно-компрессорные колонны труб, насос, соединенный первой колонной труб с водонапорным трубопроводом, запорное устройство, установленное в верхней части второй колонны, запорное устройство выполнено в виде шиберной задвижки, которая установлена с обеспечением соосности ее проходного сечения и проходного сечения колонны труб, причем указанные проходные сечения равны, а с другой стороны на задвижке установлено шлюзовое устройство.

Технический результат изобретения заключается в том, что в процессе добычи воды насосом из скважины стало возможным получение достоверных геолого-технических данных по скважине, а именно:
а) забой скважины, т. е. все водоносные пласты открыты;
б) сколько воды отдает каждый пласт в сутки, в месяц, в год с начала добычи воды;
в) скорость выпадения песка на забой и перекрытие водонасыщенных пластов, что приводит к уменьшению дебита воды, а это позволит определить время профилактических ремонтов-промывки забоя от песчаных пробок для каждой скважины;
г) водонасыщенный пласт, из которого выносится песок для дальнейшей его изоляции при капитальном ремонте скважины;
д) техническое состояние скважины определяется геофизическими методами исследования, что более достоверно, чем, если бы они проводились с компрессором из-за малых отборов воды;
е) проводить отборы глубинных проб воды из интересующих интервалов скважины.

На чертеже схематично показан общий вид устройства по вертикальному разрезу водозаборной скважины.

Устройство состоит из обсадной колонны 1 труб-кондуктора, обсадной колонны 2 труб-хвостовика со щелевыми фильтрами 3, погруженного электроцентробежного насоса 4, соединенного с напорным трубопроводом 5, колонны 6 компрессорных труб, расположенных параллельно напорному трубопроводу, запорного устройства -- шиберной задвижки 7, соединяющей насосно-компрессорные трубы со шлюзовым устройством 8, проходное сечение шиберной задвижки концентрично и равно проходному сечению насосно-компрессорных труб 6, шлюзового устройства 8, установленного на верхнем конце шиберной задвижки, геофизического прибора 9, геофизической головки 10.

Устройство работает следующим образом. После включения насоса 4 и вывода его на режим постоянного отбора воды в шлюзовое устройство 8 помещается геофизический прибор 9, при закрытой задвижке 7, соединенной кабелем с геофизической станцией. Шлюзовое устройство 8 герметизируется геофизической головкой 10, позволяющей свободно перемещаться кабелю вверх-вниз. Затем запорное устройство 7 открывается и прибор 9 опускается в обсадную колонну 2 труб-хвостовика. Очевидно, что шлюзовое устройство позволяет исследовать скважину без остановки насоса, т. е. в ее нормальном эксплуатационном режиме.

Использование: в водоснабжении, а именно для добывания воды из подземных источников. Сущность изобретения: скважина для эксплуатации водоносного горизонта содержит размещенные в обсадной колонне две вертикальные насосно-компрессорные колонны труб, на конце колонны, соединенной с водонапорным трубопроводом, установлен насос, а в верхней части второй колонны размещена шиберная задвижка. Причем задвижка установлена с обеспечением соосности ее проходного сечения и проходного сечения колонны труб. Указанные проходные сечения равны между собой. С другой стороны на задвижке установлено шлюзовое устройство. 1 ил.

Скважина для эксплуатации водоносного горизонта, содержащая размещенные в обсадной колонне две вертикальные параллельно установленные насосно-компрессорные колонны труб, насос, соединенный одной колонной с водонапорным трубопроводом, запорное устройство, установленное на верхнем конце второй колонны, отличающаяся тем, что запорное устройство выполнено в виде шиберной задвижки, которая установлена с обеспечением соосности ее проходного сечения и проходного сечения колонны труб, причем указанные проходные сечения равны, а другая сторона задвижки соединена со шлюзовым устройством.