Устройство для оборудования эксплуатационных геотехнологических скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B43/28 

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке подземным выщелачиванием месторождений полезных ископаемых, сложенных породами с достаточной проницаемостью.

Цель изобретения - снижение затрат на оборудование и эксплуатацию геотехнологических скважин с двумя фильтрами.

На фиг. 1 изображена геотехнологическая скважина, вертикальный разрез; на

фиг. 2 - узел устройства в месте расположения отверстий с клапанами, вертикальный разрез.

Устройство для оборудования эксплуатационных геотехнологических скважин состоит из фильтровой колонны i с верхним фильтром 2 и нижним фильтром 3 на забойном конце, трубопровода 4 для подачи рабочего раствора, сообщенного с оголовком фильтровой колонны . расположенной внутри фильтровой колонны 1 раствороподъемной колонны 5 с пакером 6 на забойном конче, установленным в промежутке между фильтрами 2 и 3, и отверстиями 7 в стенке между оголовком и пакером 6, воздухоподающей колонны 8, расположённой внутри раствороподъемной колонны S, и трубопровода 9 для подвода воздуха, сообпленного с оголовком раствороподъемной колонны 5 и посредством отвода 10 с вентилем 11 - с оголовком воздухоподающей колонны 8. Раствороподъ- 0 емная колонна 5 снабжена установленными в ее отверстиях 7 клапанами, выполненными в виде эластичной, например резиновой, диафрагмы 12, и установленным поверх диафрагмы 12 предохранительным кожухам 13 с 5 отверстиями 14, расположенными вне пределов диафрагмы 12. Отверстия 7 выполнены в сердечнике 15, соединенном с раствороподъемной колонной 5 посредством двух переходников 16 и 17. Резиновая диафрагма

При откачке из нижнего фильтра 3 подача сжатого воздуха осуществляется по воздухоподающей колонне 8, при этом задвижка 23 должна быть открыта. После открытия задвижки 23 давление в раствороподъемной колонне 5 понижается до атмосферного, уровень жидкости восстанавливается, а отверстия 7 на сердечнике 15 закрываются диаф рагмой 12. Подаваемый по воздухоподающей колонне 8 воздух аэрирует жидкость, находящуюся в раствороподъемной колонне 5, что вызывает откачку жидкости из нижнего фильтра 3. В связи с тем, что действие эрлифта основано на законе сообщающихся сосудов, одним из которых является продуктивный горизонт 28, заполненный жидкостью, а другим - растворо- подъемная колонна 5, заполненная более легкой аэрированной смесью, а также вследствие наличия сопротивления фильтра и расстояния между фильтрами 2 и 3 давление в

12 надета на сердечник 15 с определенным на- 20. раствороподъемной колонне 5 при прокачке

тягом, обеспечивающим открытие отверстий 7 только в случае, если давление в раствороподъемной колонне 5 превыщает давление в фильтровой колонне 1. Нижний конец воздухоподающей колонны 8 расположен ниже отверстий 7. Трубопровод 4 сообщен с трубопроводом 9 посредством трубы 18 с венти- .ем 19. Трубопровод 9 снабжен краном 20, стап()вленным на участке между оголовком воздухоподающей колонны 8 и местом соединения трубы 18 с трубопроводом 9. Трубо- ЗО проводы 21 и 22 для отвода продуктивных растворов снабжены задвижками 23 и 24. Трубопровод 9 снабжен вентилем 25, а трубопровод 4 - вентилем 26.

Устройство работает следующим образом.

Фильтры 2 и 3 устанавливаются соответственно в кровле и подощве рудного тела 27. При откачке из верхнего фильтра 2 подача сжатого воздуха осуществляется по раствороподъемной колонне 5 через отвод 10, при этом задвижка 23 закрыта, а задвижка 24 открыта. При поступлении воздуха давление в раствороподъемной колонне 5 увеличивается, а уровень жидкости отжимается. Увеличение давления в раствороподъемной колонне 5 вызывает открытие отверстий 7, и как только уровень жидкости отожмется ниже отверстий 7, воздух через отверстия 7 в сердечнике 15 и отверстия 14 в предохранительном кожухе поступает в фильтровую колонну 1 и аэрирует находя35

40

45

нижнего фильтра 3 будет меньще, чем в фильтровой колонне 1, что исключает возможность открытия отверстий 7 на сердечнике 15.

Закачка рабочего раствора в верхний фильтр 2 при откачке из нижнего фильтра 3 осуществляется по трубопроводу 4 в фильтровую колонну 1. При этом задвижка 24 должна быть закрыта. При изменении направления движения технологических растворов в скважине подача сжатого воздуха производится в раствороподъемную колонну 5 через отвод 10, а подача рабочего раствора в воздухоподающую колонну 8 - через трубу 18, при этом задвижка 24 должна быть открыта, задвижка 23 закрыта, а давление воздуха в трубопроводе 9 предварительно сброшено при помощи крана 20. Подаваемый по раствороподъемной колонне 5 воздух аэрирует раствор в фильтровой колонне 1, вызывая откачку из верхнего фильтра 2. Закачка рабочего раствора производится по воздухоподающей колонне 8 под уровень жидкости в раствороподъемной колонне 5 и далее через нижний фильтр 3. При подаче воздуха по раствороподъемиой колонне 5 уровень жидкости в ней располагается ниже отверстий 7, поэтому для предотвращения попадания сжатого воздуха в воздухоподающую колонну 8 ее нижний конец устанавливается ниже отверстий 7, под уровень жидкости.

При необходимости предварительного защуюся там жидкость, что вызывает откачку 50 кисления продуктивного горизонта 28 устройжидкости из верхнего фильтра 2. При откачке жидкости из верхнего фильтра 2 уровень- жидкости в раствороподъемной колонне 5 на ходится ниже отверстий 7 на величину, равную обобщенным потерям давления, т. е. давлению, необходимому для открытия от- 55 верстий 7 на сердечнике 15 и аэродинамического сопротивления движению воздуха в отверстиях.

ство позволяет производить закачку рабочего раствора через верхний 2 и нижний 3 фильтры без откачки, при этом подача рабочего раствора должна производиться по фильтровой 1 и воздухоподающей 8 колоннам.

Формула изобретения Устройство для оборудования эксплуатационных геотехнологических скважин, вклюПри откачке из нижнего фильтра 3 подача сжатого воздуха осуществляется по воздухоподающей колонне 8, при этом задвижка 23 должна быть открыта. После открытия задвижки 23 давление в раствороподъемной колонне 5 понижается до атмосферного, уровень жидкости восстанавливается, а отверстия 7 на сердечнике 15 закрываются диаф рагмой 12. Подаваемый по воздухоподающей колонне 8 воздух аэрирует жидкость, находящуюся в раствороподъемной колонне 5, что вызывает откачку жидкости из нижнего фильтра 3. В связи с тем, что действие эрлифта основано на законе сообщающихся сосудов, одним из которых является продуктивный горизонт 28, заполненный жидкостью, а другим - растворо- подъемная колонна 5, заполненная более легкой аэрированной смесью, а также вследствие наличия сопротивления фильтра и расстояния между фильтрами 2 и 3 давление в

раствороподъемной колонне 5 при прокачке

. раствороподъемной колонне 5 при прокачке

- О

5

0

5

нижнего фильтра 3 будет меньще, чем в фильтровой колонне 1, что исключает возможность открытия отверстий 7 на сердечнике 15.

Закачка рабочего раствора в верхний фильтр 2 при откачке из нижнего фильтра 3 осуществляется по трубопроводу 4 в фильтровую колонну 1. При этом задвижка 24 должна быть закрыта. При изменении направления движения технологических растворов в скважине подача сжатого воздуха производится в раствороподъемную колонну 5 через отвод 10, а подача рабочего раствора в воздухоподающую колонну 8 - через трубу 18, при этом задвижка 24 должна быть открыта, задвижка 23 закрыта, а давление воздуха в трубопроводе 9 предварительно сброшено при помощи крана 20. Подаваемый по раствороподъемной колонне 5 воздух аэрирует раствор в фильтровой колонне 1, вызывая откачку из верхнего фильтра 2. Закачка рабочего раствора производится по воздухоподающей колонне 8 под уровень жидкости в раствороподъемной колонне 5 и далее через нижний фильтр 3. При подаче воздуха по раствороподъемиой колонне 5 уровень жидкости в ней располагается ниже отверстий 7, поэтому для предотвращения попадания сжатого воздуха в воздухоподающую колонну 8 ее нижний конец устанавливается ниже отверстий 7, под уровень жидкости.

При необходимости предварительного за0 кисления продуктивного горизонта 28 устройкисления продуктивного горизонта 28 устройство позволяет производить закачку рабочего раствора через верхний 2 и нижний 3 фильтры без откачки, при этом подача рабочего раствора должна производиться по фильтровой 1 и воздухоподающей 8 колоннам.

Формула изобретения Устройство для оборудования эксплуатационных геотехнологических скважин, включающее фильтровую колонну с двумя фильтрами на забойном конце, трубопровод для подачи рабочего раствора, сообщенный с оголовком фильтровой колонны, расположенную внутри фильтровой колонны раствороподъ- емную колонну с пакером на забойном конце, установленным в промежутке между фильтрами, и отверстиями в стенке между оголовком и пакером, воздухоподающую колонну, расположенную внутри растворо- подъемной колонны, и трубопровод для подвода воздуха, сообщенный с оголовками раствороподъемной и воздухоподающей колонн, отличающееся тем, что, с целью снижения затрат на оборудование и эксплуатацию геотехнологических скважин, растворо- ния трубы с запорной арматурой с трубопро- подъемная колонна снабжена установленны-водом для подвода воздуха.

ми в ее отверстиях клапанами, выполнен

ными в виде эластичной диафрагмы, и установленным поверх диафрагмы предохранительным кожухом с отверстиями, расположенными за пределами диафрагмы, при этом нижний конец воздухоподающей колонны расположен ниже отверстий раствороподъемной колонны, трубопровод для подачи рабочего раствора сообщен с трубопроводом для подвода воздуха к воздухоподающей колонне посредством трубы с запорной арматурой, а трубопровод для подвода воздуха к воздухоподающей колонне снабжен краном для сброса давления воздуха, установленным на участке между оголовком воздухоподающей колонны и местом соедине

Изобретение относится к горной про- .мышленности, а -менно к устройствам для оборудования геоте.хнологических скважин. Цель - снижение затрат на оборудование и эксплуатацию ск.важин с двумя фильтрами. Устрой ство включает фильтровую колонну (ФК) с двумя фильтрами, расположенную внутри ФК растворонодъемную ко.юпну (РК) с пакером и волдухоподающую колонну (ВК) внутри РК. Пакер установлен в промежутке между фильтрами. В стенке РК выполнены отверстия, расположенные между оголовком и пакером. В отверстиях РК установлены клапаны, выполненные в виде резиновой диафрагмы. Цоверх диафрагмы установлен кожух с отверстиями. Нижний конец ВК расположен ниже отверстий РК. Устройство имеет также трубопроводы для подачи рабочего раствора и воздуха, сообщенные посредством трубы с запорной арматурой. Трубопровод для подачи рабочего раствора сообщен с оголовком ФК. Трубопровод для подвода воздуха сообщен с оголовками РК и ВК и имеет кран для сброса давления воздуха. При откачке продуктивного раствора из верхнего фильтра подачу сжатого воздуха осуществляют по РК. При откачке раствора из нижнего фильт- ра подачу сжатого воздуха осуществляют по ВК. Закачку рабочего раствора в верхний фильтр при откачке из нижнего фильтра осуществляют по ФК. При изменении направления движения растворов подачу сжатого воздуха производят в РК, а подачу раствора -- в ЗК. При закисле ии продуктивного горизонта с закачкой раствора через оба фильтра без откачки подачу раствора осуществляют одновременно в ФК и В К. 2 ил. (О (Л 4 05 00 со

5 25, ZO

Л

;/

W

М

ZPV

/// /// /////// /// // /

21 2-5

22

Р1°

-8 П

///

V27

Фие.1

Фие.2