Герметизатор для нагнетания жидкости в массив Советский патент 1983 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промлпшенности и может быть йспользовано для герметизации скважии (шпуров) при нагнетании жидкости в угольные пласты, опасные по внезапным выбросг1м угля и газа и по пылевому фактору. Известен герметизатор скважин, состоящий из упругорасширяющегося шланга и насадки с калиброванными отверстиями, служащей для создания предварительного подпора Cl J, Недостатком данного - герметизатор является то, что потери давления жидкости значительно уменьшают вели чину давления, под которым жидкость нагнетается в массив. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига емому результату является герметизатор , включакяций корпус, подводящую трубу, упругорасширяющийся шланг и клапан с дроссельным отверстием и подпружиненным уплотненным штоком 2 J. Недостаток известного герметизат ра состоит в том, что по окончании предварительного распора упруго рас ширяющегося шланга в скважине (шпур при дальнейшем нагнетании жидкости потери давления в герметизаторе, равные обычно 30-40 кгс/см, остают ря почти неизменными (для насосных установок, работающих в жёстком реж ме), что уменьшает величину давлени под которым жидкость нагнетается в массив. Снижение давления в скважин (шпуре) уменьшает эффективность гид рообработки, а потери дав аения в дроссельной насадке приводят к непр изводительным потерям энергии. Кром того, при извлечении герметизатора из скважины шланг с насадкой в результате деформации стенок скважины в ряде случаев обрывается. Цель изобретения - повышение надежности герметизации за счет умень шения потерь д|1вления в клапане при нагнетании жидкости в массив. Поставленная цель достигается тем, что в герметизаторе, вкЛючанлце корпус, подводящую трубу,, упругорас ширякнцийся 1аланг и клапан с дроссел ным отверстием, клапан выполнен в виде плунжера с разновеликими торце выми поверхностями и разгрузочными отверстиями, а корпус выполнен, в дре(ажным каналом и обводным канало соединяющим подводящук) трубу с упру горасширяющимся шлангом. На фиг. 1 и 2 дана схема гермети затора до начала герметизации ив момент герметизации, план; на фиг. разрез А-А на Фиг. 2f на фиг, 4 разрез Б-б на фиг. 2, Герметизатор для нагнетания жидкости включает подводящую Tisytty 1, плунжер 2 с дроссельным отверстием корпус 4 с обводным каналом 5, ствол б, оконцеватель 7, упругий шланг 8. В плунжере выполнены разру зочные отверстия 9.В корпусе 4 выполнен дренажный канал 10. Плунжер 2 снабжен уплотнениями 11. Герметизатор работает следующим образом. После Ввода герметизатора в скважину для гидравлической обработки массива через подводящую трубу 1 в полость В подается высоконапорная вода (жидкость) и создается избыточное давление Р, определяемое величиной дроссельного отверстия 3 и плунжера 2 и производительностью высоконапорной насосной установки (фиг. 1 и 3). На площадь плунжера S , йбздействует усилие . В полости Г в начальный момент подачи жидкости давление отсутствует, и на площадь плунжера 5 усилие не воздействует, поршень находится в положении, указанном на фиг. 1. Вода из полости 1 через обводной канал 5, расположенный в корпусе 4, поступает в пространство между стволом б , оконцевахелем 7 и упругим шлангом 8, который расширяясь, создает предварительный распор и герметизацию скважины (фиг. 1. и 4) Одновременно вода поступает через дроссельное отверстие 3 в полость Г и через ствол в- нагнетательную камеру скважины. По мере нарастания давления в скважине на площадь плунжера &2 воздействует F. 5 Р2, которое при давлении Р2 Р-1- Ргде ЛР - потери давления воды в .; дроссельном отверстии уравнивается, а пра дальнейшем повышении давления превышает усилие, воздейструкяцее на площадь 3 , т.е. F. плунжер перемещается в указанное на фиг. 2 положение под действием результирую щего усилия (F -Foonp). где РСОПР усилие, затрачиваемое на преодоление сопротивления сил трения плунжера о стенки корпуса. При этом открываются разгрузочнн отверстия 9, через которые вода из полости В проходит в полость Г со значительно меньшими потерями давле-ния, за счет чего и повышается давление нагнетания воды- в массив при его гидрообработке.. При перемещении плунжера 2 проис- ходит удаление воздуха из полости Д через дренгикный канал 10 в незагерме тизированную часть скважины.

Уплотнения 11 являются составной. Vчастью плунжера 2 и перемещаются вместе с ним в процессе работы. В начальный период нагнетания (фиг. 1) они служат для предотвращения, перетока жидкости йэ полости В в полость Г помимо дроссельного отверстия 3 и утечки жидкости из полостей В и Г в полость Д и далее через дре- , нажный канал 10 в неуплотнённую : часть скважины.i

Непосредственно в момент нагнетания (фиг. 1) они служат для предотвращения утечки водЫ из полостей В и Г в полость Д и далее через дренажный канал 10 в неуплотненную часть скважины.

Преимущество предлагаемого герметризатора состоит в том, что его использование позволяет уменьшить потери давления нагнетаемой жидкости в клапане, за счет чего повышается давление, под-которым жидкость поступает в пласт, и увеличивается эф фективность обработки массива жид костью.

А-А

-е

ГЕРМЕТИЗАТОР ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ ЖИДКОСТИ В МАССИВ, включающий корпус, подводящую трубу, упругорасширяющийся шларг в клапан с дроссельным отверстием, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с-целью повьвиения надежности герметизации за счет уменьшения потерь давления в клапане при нагие- . танин жидкости в массив, клапан выполнен в .виде плунжера с разновелики ми торцовыми поверхностями и разгрузочными отверстиями, а корпус выполнен с дренажнымканалом и обводным каналом, соединяющим подводящую трубу с упругорасширяющимся шлангом. (Л с Сд 00