Скважинный гидромониторный агрегат Советский патент 1985 года по МПК E21C45/00 

2.А.грегат по п. 1, отличающийся тем, что длина патрубка превышает длину перфсрйрозакной стенки, приемной камеры |-идрсэлеватора.

3.Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что внешний диаметр перфорированной стенки приемной камеры внешнего диаметра гидроэлеваторной колонны.

4.Агрегат по п. 1, отличающийся, тем, чтс патрзбок снабжен насадкой, установленной 3-} отверстии.

5 Агрегат по п. 1, отличающийся тем, но меньшей мере один уплотнительный

элемент патрубка выполнен из эластичного материала и имеет кольцен ую полость, сообшенную с гидромониторной колонной.

6.Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя стенка патрубка выполнена с одним дополнительным отверстием, расположенным у верхнего торца патрубка под уплотнительным элементом.

7.Агрегат по п. 1, отличающийся гем. ччо гидромониторная колонна установлена с возможностью осевого перемещения ниже уровня перфорации приемной камерьь

1. СКВАЖИННЫЙ ГИДРОМОНИТОРНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий центральную пульповыдачную колонну, напорную гидроэлеваторную колонну, расположенную концентрично пульповыдачной и жестко соединенную с ней, напорную гидромониторную колонну, установленную концентрично гидроэлеваторнои с возможностью вращения и осевого перемещения относительно последней, отбойную насадку, сообщенную с гидромониторной колонной, и гидроэлеватор с перфорированной стенкой приемной камеры и насадкой, сообщенной с гидроэлеваторной колонной, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы агрегата за счет обеспечения расщтыбовки перфорации приемной камеры и ее полости, агрегат снабжен патрубком, установленным концентринтрично и внутри гидромониторной колонны у ее забойного торца и жестко соединенным с гидрмониторной колонной, при этом патрубок снабжен уплотнительными элементами, расположенными у его торцов, и усу-ановлен с возможностью взаимодействия с гидроэлеваторной колонной, при этом (Л на внутренней стенке патрубка между уплотнительными элементами выполнено отверстие. оо 00 О1

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при эксплуатационном опробовании продуктивных горизонтов, при скважинной гидродобыче твердых ископаемых, для проведения шурфов, скважин большого диаметра и стволов.

Известен скважинный гидромониторный агрегат, содержаш,ий гидромониторную напорную и пульповыдачную колонны, отбойную насадку, сообшенную с гидромониторной колонной н гидроэлеватор с перфорированной стенкой приемной камеры и с насадкой, сообш,енной с гидромониторной колонной 1.

Однако данное устройство не обеспечивает расштыбовку полости приемной камерь1 и рыхление породы непосредственно у приемных окон.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому устройству является скважинный гидромониторный агрегат, содержащий центральную пульповыдачную колокну, напорную гидроэлеваторную колонну, расположенную концентрично пульповыдачной и жестко связанную с ней, напорную гидромониторную колонну, установленную концентрично гидроэлеваторной с возможностью вращения и осевого перемещения относительно последней, отбойную насадку, сообщенную с гидрмониторной колонной, и гидроэлеватор с перфорированной стенкой приемной камеры и насадкой, сообщенной с гидроэлеваторной колонной 2.

Однако известное устройство не обеспечивает расштыбовку перфорации и приемной камеры.

Целью изобретения является повышение эффективности работы агрегата путем обеспечения расштыбовки перфорации приемной камеры и ее полости.

Поставленная цель достигается тем, что скважинный гидромониторный агрегат, содержащий центральную пульповыдачную колонну, напорную гидрозлеваторную колонну, расположенную концентрично нульповыдачной и жестко соединенную- с ней, напорную гидромониторную колонну, установленную кояцентрично гидроэлеваторной с возможностью вращения и осевого перемещения относительно последней, отбойную насадку, сообщенную с гидромониторной колонной, и гидроэлеватор с перфорирован,„ ной стенкой приемной камеры и насадкой, сообщенной с гидроэлеваторной колонной, снабжен патрубком, установлеицыг кокцентрично и внутри гидромониторной колонны у ее забойного торца и ;кссгко сойдинег НЫМ с гидромониторной колонной, при ЭТО;й

15 патрубок снабжен уплотнительнь1ми 3j eMc;iтами, расположенными у его торцов, и установлен с возможностью взаинодействиЕ с гидроэлеваторной колонной, при этом на внутренней стенке патрубка ме.жду уплотнительными элемента1 1И В1. отьер0 стие.

Длина патрубка г рсв;лшает длину перфорированной стенки приегутной камеры гидроэлеватора.

Внешний диаметр перфорированной стен,5 кк приемной камеры меныие внешнего диаметра гидроэлеваторной колонны.

Патрубок снабжен насадкой, установленной в отверстии.

По меньшей мере один уплотнительный элемент патрубка выполнен из эластичного материала и имеет кольцевую полость, сообщенную с гидро:у ониторной колонной.

Внутренняя стенка патрубка выполнена с одним дополнительным отверстием, расположенным у верхнего торца патрубка .5 под уплотнительным элементом.

Гидромониторная колонна установлена с возможностью осевого перемещения ниже уровня перфорации приемной камеры.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы агрегата при различном положении гидромониторной колонны; на фиг. 3 и 4 - схемы другого

варианта устройства также при различном положении указанной колонны; на фиг. 5 и 6 - схемы конструктивных элементов агрегата.

Скважинный гидромониторный агрегат состоит из центральной пульповыдачной колонны 1, напорной гидроэлеваторной колонны 2, напорной гидромониторной колонны 3, отбойной насадки 4, гидроэлеватора с перфорированной стенкой 5 приемной камеры 6 и насадкой 7, патрубка 8, стенка которого выполнена с отверстием 9, и уплотнительных элементов 10.

Напорная гидроэлеваторная колонна 2 расположена концентрично пульповыдачной и жёстко связана с ней, при этом гидроэлеваторная колонна мОжет доходить до поверхности и сообщаться с самостоятельным насосом, а с другой стороны может быть сообщена с гидромониторной колонной через отверстия 11. Во втором случае верхний торец гидроэлеваторной колонны жестко связан с пульповыдачной.

Напорная гидромониторная колонна 3 установлена ковцентрично гидроэлеваторной с возможностью вращения и осевого перемепления от1 осительно последней. Отбойная насадка 4 сообщена с гидромониторной колон1юй, при этом насадка может быть размеп1,ена как в полости колонны, так и вне ее. Насадка 7 гидроэлеватора сообщена с гидроэлеваторной колонной трубопроводом 12, пересекающим приемную камеру.

Патрубок 8 установлен внутри гидромониторной колонны у ее забойного торца концентрично гидроэлеваторной колонне и жестко связан с гидромониторной колонной, при этом уплотнительные элементы 10 расположены у его торцов и выполнены кольцевымн. Указанными уплотнениярли труба взаимодействует с гидроэлеваторной колонной, т. е. может вращаться и перемещаться относительно последней. Стенка патрубка 8 у ее нижнего торца над уплотнительным элементом выполнена с отверстием 9, в котором может быть установлена насадка, сообщенная с гидромониторной колонной. Труба также может быть выполнена с отверстием 13, расположенным у верхнего торца трубы под уплотнительным элементом.

Длина укэзанной трубы может превышать длину перфорированной стенки 5 приемной камеры б, а внешний диаметр указанной стенки меньще внещнего диаметра гидроэлеваторной колонны. Уплотнительный элемент может быть выполнен в виде пакера 14 из эластичного материала, полость которого сообщена с гидромониторной колонной, а гидромониторная колонна может быть установлена с возможностью осевого перемещения ниже уровня перфорации приемной камеры.

Агрегат работает следующим образом.

После проведения пилотной скважины 15 до подощвы продуктивного горизонта

с перебуром в ней размещают агрегат, при этом гидромониторную колонну располагают в крайнем верхнем положении. По гидромониторной и гидроэлеваторной колоннам под давлением подают жидкость, которая, проходя насадки 4 и 7, формируется в струи, обеспечивая разрущение породы и ее гидротранспортирование в виде пульпы на поверхность по пульповыдачной колонне 1. При вращении гидромониторной колонQ ны 3 или всего агрегата в целой, происходит формирование камеры 16. По мере размыва породы гидромониторную колонну опускают, вынимая продуктивный горизонт на всю мощность, при этом при размыве пород уплотнительный элемент 10 у нижнего

5 торца патрубка 8 расположен выще перфорации приемной камеры б гидроэлеватора и пре дотвращает утечку напорной жидкости из гидромониторной колонны через отверстие 9.

При защтыбовке перфорации или полости приемной камеры в случае, когда перекрытие пульповыдачной колонны задвижкой не дает положительного результата, гидромониторную колонну опускают таким образом, чтобы отверстие 9 находилось напротив перфорации. Вращением и медленным опусканием гидромониторной колонны осуществляют расщтыбовку перфорации и полости приемной камеры высоконапорной струей, истекающей из отверстия

0 9 трубы 8, при этом уплотнительный элемент у верхнего торца трубы 8 предотвращает прЪрыв напорной жидкости из гидромониторной колонны в зазор между перфорированной стенкой и трубой. Для повыщения эф. фективности действия струи, поступающей

5 в приемную камеру из гидромониторной колонны, в отверстии 9 может быть установлена струеформирующая насадка. Следует также отметить, что количество отверстий и соответственно насадок может быть знаQ читальным. В этом случае отпадает необходимость во вращении гидромониторной колонны вокруг приемной камеры. При значительной ребристости стенки приемной камеры для устранения повреждений нижнего уплотнительного элемента целесообразно внещний

5 диаметр перфорированной стенки принимать меньще внещнего диаметра гидроэлеваторной колонны, при этом между уплотнительным элементом и стенкой приемной камеры постоянно сохраняется предохранительный зазор. Опускание гидромониторной колонны можно осуществлять как с частичным перекрытием перфорации, так и с полным. В последнем случае забойный торец гидромониторной колонны находится ниже уровня перфорации приемной камеры и доступ пульпы в нее исключен. Для обеспечения такого варианта работы длина трубы 8 должна быть больше длины перфорированной стенки приемной камеры, т. е. верхний уплотнительный элемент должен

постоянно взаимодействовать с гидроэлеваторной колонной.

Для исключения случайного попадания мельчайшего штыба в зазор между трубой 8 и гидроэлеваторной колонной при действии струй, сформированных отверстиями 9, в пределах приемной камеры и для исключения негативного влияния этого штыба на дальнейшую работу стенка патрубка 8 у верхнего торца под верхним уплотнением выполнена с дополнительными отверстиями 13, через которые жидкость из гидромониторной колонны поступает в зазор между трубой и гидроэлеваторной гидромониторной колонны поступает в зазор между трубой и гидроэлеваторной колонной и вытесняет штыб. В силу наличия высокого давления нижний уплотнитльный элемент тру

бы целесообразно выполнять в виде пакера

14 из эластичного материала, полость которо

го сообшена с гидромониторной колонной.

Одновременно с расштыбовкой перфорации и полости приемной камеры благодаря тому, что отбойная насадка 4 расположена у забойного торца гидромониторной колонны, появляется возможность рыхления породы и разрушения негабарита в районе приемной камеры и выше ее. После расштыбовки приемной камеры и разрушения негабарита осушествляют подъем гидромониторной колонны на заданную высоту и продолжают отбойку породы.

Таким образом, устройство обеспечивает

расштыбовку приемной камеры тидроэлеватора, что повышает эффективность гидродобычи полезных ископаемых.