Устройство для извлечения материала из подземных формаций через скважины Советский патент 1984 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при опробовании продуктивных пластов методом гидроразмыва и скважинной гидродо.бычи полезных ископаемых.

Известно устройство для извлече- . ния материала из подземных формаций через скважины, включакядее гидравличеОсий, воздухоподающий и пульпоотводящий стайы труб, расположенные один в другом, и гидромотор с насадкой, сообщенной с полостью гидравлического става

Недостатком данного устройства является сложность приемов манипулирования при его эксплуатации.

Известны устройства для извлечения материала из подземных формаций ерез скважины, включающие сообщенную с источником напорной воды внешюю колонну труб с пулЬпоприемными кнами, гидромониторную.насадку, пульповыдачной гидроэлеватор и центральную пульповьщачную колонну Ш.

В известных устройствах спуск, ojDibeM и вращение гидромонитора осуествляют спуском, подъемом и вращением всей внешней колонны. Это приводит к тому, что при работе в необсаженной скважине вращательные вижения гидромонитора происходят ывками из-за заклиниваний внешней олонны на всем интервале скважины несмотря на то, что устьевая часть олонны вращается равномерно Особенно сильно это проявляется в достаточно глубоких скважинах, что приводит к практической невозможности соблюдения технологических параметров гидроразмыва, в частности соблюения условия равномерного перемещения струи вдоль забоя.

Кроме того, при необходимости размыва пород продуктивного пласта не полным круговым забоем манипулирование известными устройствами усложняется.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и упрощение приемов манипулирования : при его эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для извлечения материала из подземных формаций через скважины, включакщем сообщеннзто с источником напорной воды внешнюю колонну труб с пульпоприемными окнами, гидромонитор с насадкой, пульповыдачной гидроэлеватор и центральную

пульповьщачную колонну, внешняя колонна выполнена по меньшей мере с одним щелевидным отверстием и снабжена телескопическим хвостовиком, установленным с возможностью вращения относительно внешней колонны и жёстко соединенным .с центральной пульповыдачной колонной, смонтированной подвижно относительно внешней колонны, при этом щелевидное отверстие расположено в интервале вертикального хода гидромонитора.

Кроме того, внешняя колонна вы. полнена по крайней мере с одной про точкой на ее внутренней поверхности в интервале вертикального хода гидромонитора.

На фиг. 1 изображено устройство, размещенное в эксплуатационной скважине, вид сбоку, на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2, на фиг. 5 - участок внешней колонны с щелеврщными отверстиями, вид сбоку, на фиг, 6 разрез В-В на фиг. 5.

Предлагаемое устройство состоит из внешней колонны 1 труб, сообщенной с источником напорной воды (не

показан), расположенной в ней центральной колонны 2, расположенных в интервале концевой части (хвостовика) 3 внешней колонны 1 встроенного гидромонитора 4 с насадкой,

сообщенной с полостью внешней колонны t, гидроэлеватора с приемной камерой 5 и насадкой 6, установленной СОО.СНО с центральной колонной 2 и сообщенной с полостью внешней колонны 1, приемных окон 7, сообщенных с полостью приемной камеры 5 гидроэлеватора.

Концевая часть (хвостовика) 3 внешней колонны 1 выполнена телеско5 пически подвижной, установлена с возможностью вращения относительно внешней колонны 1 посредством сальниковых уплотнений 8 и жестко связана с центральной колонной 2, которая уста0 новлена с возможностью вращения и осевого перемещения относительно внешней колонны 1..

Полость внешней колонны 1 в интервале расположения приемных окон 7 отделена от остальной части полости колонны 1 перегородками 9 и 10, а насадка 6 гидроэлеватора сообщена с полостью внешней колонны.1 посредстBOM каналов 11 через камеру 12. Полость внешней колонны сообщена с источником напорной воды, а полость центральной колонны 2 сообщена с гид ротранспортным трубопроводом (не показан). Внешняя колонна 1 выполнена с про дольнь 1И щелевидными отверстиями 13 расположенными в интервале хода гидромонитора 4, обеспечивающего осевым перемещением телескопической кон части хвостовика 3 внешней колонны 1. Внешняя колонна 1 может быть выполнена с проточками 14 на ее внутренней поверхности в интервале хода гидромонитора 4. Концевая часть хвостовика 5 внешней колонны 1 оборудована одной или несколькими насадками 15, расположен ными в торце колонны 1 и сообщенными с полостью внешней колонны через камеру 12 и каналы 11. .Концевая часть хвостовика 3 внешней колонны 1 вместо насадок 15 може быть снабжена пакерующим элементом установленным на внешней поверхности колонны 1 в интервале между приемным .окнами 7 и торцом концевой части хвостовика 3. Устройство работает следующим образом. Устройство спускается в скважину 17, вскрывающую с перебуром продуктивный пласт 18, из которого предполагается отобрать пробу слагающего его материала. Нижний конец неподвижной части внешней колонны 1 с щелевидными отверстиями 13 устанавливается на уровне продуктивного пласта 18, а концевую, телескопическую часть хвостовика 3 внешней колонны 1 вьщвигают путем приложения осевого усилия на центральную колонну 2 с. помощью спуско-подъемного механизма таким образом, чтобы насадка гидромотора 4 находилась на уровне подошвы пласта 18. С помощью источника напорной воды, например высоконапорного насоса, в полость внешней колонны 1 подают напорную воду, поступающую в гидромонитор 4 и через каналы 11 и камеру 12 - в насадку 6 гидроэлеватора. Формируемая насадкой гидромонитора,4 высоконапорная струя, проходя через отверстие 13, с которым в данный момент совмещен срез указанной насадки, воздействует на пласт 18, размывая материал, слагающий его, и переводя в гидросмесь с образованием в пределах пласта 18 полости 19. Образующаяся гидросмесь потоком воды транспортируется по днищу полости 19 и поступает через отверстия 13 и приемные окна 7 в приемную камеру 5 гидроэлеватора и далее под воздействием струи, истекающей из насадки 6, по центральной колонне 2 выдается на поверхность. Перемещение струи, истекающей из насадки гидромонитора 4 вдоль забоя на установленном уровне, осуществляется вращением центральной колонны 2. Центральная колонна 2 передает вращение на концевую телескопическую часть хвостовика 3 внешней колонны 1. При вращении телескопической части хвостовика 3 в одну сторону происходит периодическое совмещение среза сопла насадки гидромонитора 4 с отверстиями 13 и последующее перекрытие указанного среза участками внешней колонны 1, расположенными между отверстиями 13. Таким образом, размыв осуществляется секторами, лежащими в пределах действия струи при совмещении среза сопла насадки гидромонитора 4 с отверстиями 13. Угол раскрытия сектора размыва ре- . гулируется при этом шириной .отверстий 13. При перекрытом срезе сопла насадки истекающая из нее вода может быть направлена по проточкам 14 вдоль телескопической части хвостовика 3, промывая зону приемных окон 7. После размыва пласта 18 на одном уровне гидромониторную насадку 4 перемещают на следующий вьшгележащий уровень путем подъема центральной колонны 2 вместе с концевой частью хвостовика 3 внешней колонны 1 введением в действие спуско-подъемного механизма при неподвижной внешней колонне 1, и цикл размыва повторяют. Снабжение устройства пакерующим элементом 16, выполненным, например, в виде эластичного кольца, позволяет избежать попадания в затрубное пространство концевой части хвостовика 3 частиц материала, слагающего пласт 18, что позволяет повысить достоверность отбираемой пробы и избежать ашламования затрубного пространства и заклинивания устройства. ,Ту же функцию может выполнять насадка 15, которая создает в затрубном пространстве противоток жидкбсти,, истекающей из нее, ; Применение предложенного устройства позволяет отбирать пробы гравийногалечнрго материала из погребенных Фиг. 1 111 9в россыпей через скважины минимально возможного сечения за счет практически полного использования указанного сечения, работать на необсаженных скважинах и вести размыв секторами путем простого вращения колонны В одном направлении. Ф(/е. 2

1. УСТРОЙСТВО ТЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ, включающее сообщенную с источником напорной воды внешнюю колонну труб с пульпоприемньми окнами, гидромонитор с насадкой, пульповыдачной гидроэлеватор, центральную пульповыдачную колонну, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения приемов манипулирования при эксплуатации, внешняя колонна выполнена по меньшей мере с одним щелевидным отверстием и снабжена телескопическим хвостовиком, установленным с возможностью вращения относительно внешней колонны и жестко соединенным с центральной пульповыдачной колонной, смонтированной подвижно относительно внешней колонны, при этом щелевидное отверстие расположено в интервале вертикального хода гидромонитора. (Л 2. Устройство по п. 1, отлис чающееся тем, что внешняя колонна выполнена по крайней мере с одной проточкой на ее внутренней поверхности в интервале вертикального хода гидромонитора.