Рабочий орган устройства для виброреагентной обработки скважин Советский патент 1985 года по МПК E03B3/15 E03B3/18 

00 оо Изобретение относится к строительству и эксплуатации водозаборов подземных вод, систем вертикальных дренажей и искусственного пополнения запасов подземных вод, в частности к устройствам для обработки скважин на воду. Известен рабочий орган устройства для виброобработки скважин на воду, включающий штангу и прикрепленные к ней стальные диски D . Недостатком данного рабочего органа является то, что им невозможно обрабатывать фильтры разного диаметра, а также фильтры каркасно-стержне вые и каркасно-проволочные. Наиболее близок к предлагаемому рабочий орган устройства для очистки фильтра водяной скважины, включающий закреплеиньш на штанге диск, сменный эластичный поршень и прижимной фланец я . Недостатками известного рабочего органа являются низкая степень растворения кольматирующих образований при использовании его для виброреагентной обработки скважин, малые размеры обрабатываемой зоны и отсутс вие возможности обработки скважин, оборудованных каркасно-стержневыми и каркасно-проволочными фильтрами, так как при отсутствии способности в секциях фильтра возвратно-поступа тельные движения эластичного поршня приводят к разрушению конструктивных элементов внутренней части фильтра. Цель изобретения - повышение эффекта очистки и расширение области применения -устройства за счет возмо ности использования его при обработ ке скважин, оборудованных каркасностержневыми и каркасно-проволочными фильтрами. Поставленная цель достигается тем что в рабочем органе устройства для очистки фильтра водяной скважины, включающем закрепленные на штанге диск, полый эластичный поршень и прижимной фланец, эластичньй поршень вьтолнен снаружи с кольцевыми углублениями, прижимной фланец -снабжен снизу проволочными каркасом с жестки сетчатым дном и турбулизаторами пото ка, выполненными в виде установленны в шахматном порядке по его боковой поверхности наклонных апастинок, диск снабжен загрузочным люком с крьшткой, нижняя сторона диска выпол302нена с конусовидной выемкой и отверстием в центре, сообщающимся с угловым каналом, выполненным в нижней части штанги. На фиг.1 изображен предлагаемый рабочий орган устройства для виброреагентной обработки скважин на воду, об1ций вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1. Рабочий орган устройства для виброреагентной обработки скважин на воду содержит полый эластичный поршень 1 с кольцевыми углублениями 2 на его наружной поверхности и скрозными параллельными его оси отверстиями 3, диск 4, прикрепленный к штанге 5 и примыкающий к верхнему торцу поршня 1, и прижимной фланец 6, оборудованный проволочным каркасом 7 с жестким сетчатым дном 8. Боковая поверхность проволочного каркаса 7 оснащена турбулизаторами 9 потока, выполненными в виде наклонных пластинок, прикрепленных к ней в шахматном порядке. В отверстиях 3 поршня 1 размещены шпильки 10, которые крепят диск 4 со штангой 5, поршень 1 и фланец 6 с проволочным каркасом 7 в единую сборку с помощью, например, гаек 11. В диске 4 имеется загрузочный дюк 12 для засыпки порошкообразного реагента, перекрываемый крьш1кой 13. Нижняя сторона диска выполнена в виде конусовидной выемки 14, вершина которой направленна вверх соосно поршню 1, причем в центре выемки 14 имеется отверстие 15, сообщенное с угловым каналом 16 в нижней части штанги 5. Рабочий орган устройства для виброреагентной обработки скважин на воду работает следующим обрйзом. В люк засыпают порошкообразный реагент, который заполняет внутреннюю часть проволочного каркаса 7 и эластичного поршня 1. Затем отверстие 12 перекрьшают крьш1кой 13, рабочий орган на штанге 5 опускают скважину и эластичный поршень 1 устанавливают в обсадной колонне выше фильтра. Вибратор соединяют со штакгой и запускают. При вибрации возникают гидродинамические потоки, часть которых за счет наклонных пластинок 9 направляется внутрь проволочного каркаса 7 и эластичного поршня 1, тем самым повы3шая степень растворения порошкообраз ного реагента. Образовавшийся раствор через сетчатое дно 8 и щели .каркаса 7 свободно проникает в фильт ровую часть скважины. Газы, образующиеся в результате растворения порош кообразного реагента и его реакций с кольматантом, собираются в конусообразной полости диска 14 и через отверстие 15 и угловой канал 16 сбра сываются в ствол скважины под поршнем 1. Конусное строение полости препятствует защемлению газа и через отверстие 15 и угловой канал 16 сбрасываются в случае возможного отклонения от вертикали рабочего органа. При вибрировании эластичного поршня 1 в обсадной колонне генерируются гидродинамические давления, амплитуда которых определяется общим сопротивлением движению поршня, состоящим из бокового и лобового сопротивлений. Кольцевые углубления 2 на боковой поверхности эластичного поршня 1 позволяют увеличить боковое сопротивление. Полая часть эластично го поршня 1 с жестким сетчатьм дном 8 увеличивает лобовое сопротивление, Наклонные пластинки 9 позволяют,не только направлять поток внутрь проСравнительные данные, свидетельствую ции рабочего органа по сравнению 30 волочного каркаса 7 и полого эластичного поршня 1, но и турбулизировать жидкооть под поршнем 1, тем самым увеличивая сопротивление движению поршня 1, а следовательно, и амплитуду гидродинамического давления, а также скорость растворения реагента. Генерируемые в полости фильтра скважины гидродинамические давления обеспечивают возникновение возвратно-поступательного движения реагента как в самом фильтре, так ив закольматированной зоне, что увеличивает массоперенос в системе кольматант - реагент и обеспечивает наиболее полное растворение крльматирующих образований. Время окончания виброреагентной обработки определяют любым известным способом, например, по стабилизации электрического сопротивления раствора, после чего выключают вибратор, оборудование для обработки демонтируют, монтируют водоподъемное оборудование и прокачивают скважину. Экспериментальные данные, свидетельствующие о повьшении эффективности виброреагентной обработки скважины при использовании предпагаемого рабочего органа по сравнению с .применением известного, приведены в. таблице. преимуществе предлагаемой конструквестной

РАБОЧИЙ ОРГАН УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВИБРОРЕАГЕНТНОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИН, включающий закрепленные на штанге диск, полый эластичный поршень и прижимной фланец, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекта очистки и расширения области применения устройства, эластичный поршень вьшолнен снаружи с кольцевыми углублениями, прижимной фланец снабжен снизу проволочным карка- сом с жестким сетчатым дном и турбулизаторами потока, выполненными в виде установленных в шахматном порядке по его боковой поверхности наклонных пластинок, диск снабжен загрузочным люком с крышкой, нижняя сторона диска выполнена с конусовидной выемкой и отверстием в центре, (Л сообщакмцимся с угловым каналом, выполненным в нижней части штанги.

Амплитуда генерируемых гидродинамических давлений, НПа

Время обработки, контролируемое по стабилизации электрического сопротивления раствора в фильтре скважины, мин

Насьщенность порового пространства кольматирующими образованиями до обработки

после обработки

Удельный дебит скважины при сдаче в эксплуатацию,

перед обработкой после обработки

0,7 АО

0,42

0,08

15,4

3,0

6,2

S1

Предлагаемый рабочий орган может быть применен при виброреагентных обработках скважин, оборудованных каркасно-стержневыми и каркаснопроволочными фильтрами, так как он устанавливается не в фильтре, а над ним. Возможносвь установить предлагаемый рабочий орган над фильтром в глухой трубе появляется вследствие генерации рабочим органом предлагаемого устройства гидродинамических давлений др 0,7-0,8 МПа, которые при

обычной длине фильтра скважин на воду до 10 м практически не затухают. Дополнительным преимуществом предлагаемого рабочего .органа является то, 5 что он, в отличие от известного рабочего органа, обеспечивает получение раствора из порошкообразного реагента непосредственно в фильтре скважины.

10 Экономический зффект от применения предлагаемого устройства в масштабе 300 скважин составляет 1,8 млн.руб.

Фиг. 2

A-A

В

(Риг 3