Устройство для обработки фильтров скважин Советский патент 1983 года по МПК E03B3/15 

Изобретение относится к области эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для восстановления их производительности путем очистки фильтров и призабойных зон от кольматирующих отложеНИИ, увеличивающих гидравлические сопротивления и снижающих приток воды в скважины.

Известно устройство для очистки фильтров скважин гидравлическим ударом, состоящее из подъемного механизма и желонки массой 2 т. При обработке фильтра желонка сбрасывается в открытый ствол скважины, и при ее ударе о поверхность воды образуется импульс сжатия, который, проходя через столб воды в скважине, оказывает разрушающее воздействие на кольматирующий фильтр осадки 1.

Недостатком устройства является ограниченная степень очистки фильтра, так как импульс сжатия, образующийся при ударе желонки, доходит до фильтровой трубы значительно ослабленным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для очистки фильтров скважин, содержащее цилиндрический корпус с отверстиями на боковой поверхности, соединенный трубой для подачи воды с насосом 2.

При обработке фильтров скважин вода нагнетается в замкнутый цилиндр и выбрасывается из отверстий в виде струй, которые разрущают кольматирующие отложения, отделяют их от поверхности фильтра и выносят через затрубное пространство на поверхность земли. Это устройство имеет достаточно простую конструкцию, однако оно не обеспечивает эффективного восстановления проницаемости при его кольматации плотными конгломеративными осадками в связи с ограниченной кинематической энергией струй воды.

Целью изобретения является интенсификация процесса очистки фильтров скважин.

Цель достигается тем, что устройство для обработки фильтров скважин, содержащее цилиндрический корпус с отверстиями на боковой поверхности, соединенный трубой для подачи воды с насосом, снабжено, соединенной с трубой для подачи воды, камерой, крышка и днище которой выполнены с центральными отверстиями, коническим от.ражателем, прикрепленным к нижней части камеры, и подпружиненнщми клапанами, перекрывающими отверстия в крышке и днище камеры.

Предлагаемое выполнение устройства обеспечивает одновременное воздействие на закольматированную поверхность фильтра прерывистых струй воды и гидравлических ударов, образующихся вследствие резкого отжатия нижнего клапана в замкнутой камере. Благодаря этому обеспечивается более эффективная очистка фильтровой трубы скважины.

На чертеже изображено устройство для обработки фильтров скважин.

Устройство состоит из цилиндрической трубы 1 с установленной внутри нее перегородкой 2, под которой расположена герметически закрытая камера 3. Над перегородкой 2 расположен замкнутый цилиндрический корпус 4 с отверстиями 5 на боковой поверхности. Камера 3 сообщается трубой 6, проходящей через корпус 4 с колонной буровых труб, соединенной с расположенными на поверхности земли вблизи устья скважины водяным насосом (не показаны). В перегородке 2, являющейся крышкой камеры 4 выполнено центральное отверстие 7, под которым установлен клапан 8, закрепленный на конце щтока 9. Клапан 8 отжимается от отверстия 7 пружиной 10, опирающейся на винт 11, установленный с возможностью вертикального перемещения и обеспечивающий необходимую упругость пружины 10. В нижней части камеры 3 имеется днище 12, выполненное в виде внутреннего фланца, к которому прижат тарельчатый клапан 13. Через клапан 13 пропущен щток 14, имеющий возможность перемещаться по высоте и прижимающий клапан 13 к днищу 12 посредством регулируемой пружины 15, опирающейся на радиальные стержни 16. Под клапаном 13 расположен конический отражатель 17, соединенный с корпусом 4 вертикальными стержнями 18.

Обработка фильтра скважины с помощью устройства производится следующим образом.

При наращивании буровых труб устройство опускается в ствол скважины и устанавливается в верхней части фильтровой трубы. Сверху колонна труб соединяется с водяным насосом и вода нагнетается в нижнюю камеру 3 и заполняет ее. В начальный момент вода вытекает из центрального отверстия 7 в перегородке 2, поступает в корпус 4 и выбрасывается наружу в виде радиальных струй из отверстий 5.

Вследствии увеличения силы воздействия вытекающей с возрастающей скоростью воды на клапан 8, последний быстро перекрывает отверстие 7 и от внезапного прекращения движения жидкости в камере 3 происходит гидравлический удар с резким повышением давления и образованием ударной волны, движущейся со скоростью около 1000 м/с в направлении клапана 13. Под действием импульса сжатия тарельчатый клапан 13 получает толчок и быстоо перемещается в осевом направлении, что вызывает образование ударной волны в жидкости, заполняющей фильтровую трубу скважины. Действие ударной волны на фильтр усиливается за счет отражателя 17 и локализируется на участке между клапа, 103686 3 НОМ 13 и отражателем 17. Одновременно при резком открытии клапана 13 часть воды выбрасывается из камеры 3 наружу через зазор между клапаном 13 и днищем 12 в виде радиальных струй, воздействующих на фильтровую трубу. Вследствие уменьшения давления в камере .3 после выхода части воды клапан 8 под действием пружины 10 отжимается и поток воды снова выходит через отверстия 7 в корпус 4 и выбрасывается наружу через отверстия 5. После10 этого цикл работы устройства повторяется. После очистки первого участка фильтра наращивается колонна буровых труб, благодаря чему устройство опускается ниже и производится обработка следующего интервала фильтра. Таким образом, фильтр очи-5 3. 4 щается по всей длине при последовательном перемещении устройства, Предлагаемое устройство обеспечивает разрущение и диспергирование кольматирующих фильтр осадков совместным действием пульсирующих радиальных струй воды, выбрасываемых из отверстий 5 и кольцевой щели между клапаном 13 и днищем 12, а также ударных волн, возникающих при периодическом резком перемещении клапана 13. Это способствует более эффективному восстановлению структуры, пористости и проницаемости прилегающих к фильтру водоносных пород и увеличению производительности скважин на 15-20% по сравнению с дебитом скважин, обработанным известным устройством.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ФИЛЬТРОВ СКВАЖИН, содержащее цилиндрический корпус с отверстиями на боковой поверхности, соединенный трубой для подачи воды с насосом, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки фильтров и прифильтровых зон от кольматирующих отложений, устройство снабжено соединенной с трубой для подачи воды камерой, крышка и днище которой выполнены с центральными отверстиями, коническим отражателем, прикрепленным к нижней части камеры, и подпружиненными клапанами, перекрывающими отверстия в крышке и днище камеры. (Л 00 о 00 о оо