Установка для закачки и откачки жидкости из продуктивного пласта Советский патент 1991 года по МПК E21B43/28 

вв рхними частями скважин, вертикальный полый гидропреобразователь (ГП) 10, установленный коаксиально в за- качной скважине 1 и соединенный верхней своей частью с энергетическим ТП 5. На ГП 10 размещены и соединены с ним верхний 11 и нижний 12 клапаны. Внутри скважины 1 размещены гидравлические пакеры 15. На верхней части ГП 10 размещена обечайка 16 с вертикальными камерами 17, в которых установлены сильйюны 18. Камеры 17 сообщены отверстиями 19 с полостью 20 ГП 10. При этом сильфоны 18 соедн1- нены посредством верхних вертикальных подвижных штоков 21 с жесткой втулкой 22, выполненной в виде обратного усеченного конуса и установленной с возможностью перемещения в вертикальном направлении коаксиально снаружи корпуса ГП 10 под верхней обечайкой 16. На верхней части корпуса 13 верхнего клапана 11 закреплена эластичная втулка 23 с возможностью перекрытия верхних выходных отверстий наружной кольцевой полости 24,выполненной в нем. В корпусе 13 верхнего клапана 11 выполнена внутренняя кольцевая полость 26, в которую помещена эластичная манжета 25, установленная с возможностью перекрытия вертикальных щелей 27, выполненных в стенке ГП 10 по его окружности.Смена циклов откачка - закачка осуществляется за счет реверса клапанов 3 ил.

Изобретение относится к конструкциям установок для закачки и откачки жидкости из сважины и м.б. использовано в горнодобывающей пром-сти для добычи полезных ископаемых методом подземного выщелачивания.Цель - повышение производительности установки и ее КПД при одновременном увеличении надежности за счет исключения пропускания потока энергетической ч жидкости через гидропреобразователь. Установка включает закачную скважину 1, соединенную энергетическим трубопроводом (ТП) 5 с откачной скважиной и ТП технологического 8 и продуктового 9 растворов, соединенными с (Л & 03 оъ 01 О5 СО

Изобретение относится к конструкции установок для закачки и откачки жидкости из скважины и может быть использовано в горнодобывающей промышленности для добычи полезных ископаемых методом подземного выщелачивания.

Целью изобретения является повышение производительности установки и ее КПД при одновременном увеличении надежности за счет исключения пропускания потока энергетической жидкости через гидропреобразователь.

На фиг.1 изображена технологичес - кая схема установки и продольный разрез общего вида скважин; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Установка для закачки и откачки жидкости из скважин состоит из эа- качной 1 и откачной 2 скважин,расположенных параллельно одна другой в толще земли и опущенных в продуктовый пласт 3, глубинного гидроприводного насоса 4, помещенного в откач- ную скважину 2, энергетического трубопровода 5 с задвижками 6 и 7, соединяющего скважины 1 и 2 между собой, трубопроводов 8 и 9 соответственно технологического и продуктивного растворов, соединенных р верхними частями скважин 1 и 2, вертикального полого цилиндрического гидравлического преобразователя (гидропреобразователя) 10, коаксиально уста

0

5

0

5

0

5

гнЯзленного- в закачной скважине 1 и соединенного верхней своей частью с энергетическим трубопроводом 5,верхнего 11 и нижнего 12 клапанов,размещенных на гидропреобразователе 10 и соединенных с ним своими корпусами 13 и 14, и надувных гидравлических пакеров 15, закрепленных внутри скважин 1 и 2.

Гидропреобразователь 10 снабжен обечайкой 16, размещенной на верхней его части и выполненной с вертикальными сильфонными камерами 17,первыми вертикальными сильфонами 1Ј, установленными в сильфонных камерах 17, которые нижними своими частями сообщены посредством отверстий 19,выполненных в стенке гидропреобразователя 10, с его полостью 20,верхними вертикальными подвижными штоками 21, закрепленными верхними концами на нижних торцах сильфонов 18, первой жесткой втулкой 22, выполненной в виде обратного усеченного конуса,установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении коаксиально снаружи корпуса гидропреобразователя 10 под верхней обечайкой 16 и соединенной своим верхним торцом с нижними концами штоков 21, первой эластичной втулкой 23, закрепленной на верхней части корпуса 13 верхнего клапана 11 с возможностью перекрытия верхних выходных отверстий наружной

кольцевой полости 24, выполненной в нем, первой эластичной манжетой

25, пбмещенной в выполненную в корпусе 13 верхнего клапана 11 внутреннюю кольцевую полость 26 и установленной с возможностью перекрытия выполненных в -стенках гидропреобразователя 10 по его окружности вертикальных щелей 27, второй эластичной втулкой 23, соединяющей один из пакеров 15, установленный на верхнем клапане 11, с первой эластичной манжетой 25, а также снабжен нижней обечайкой 29, установленной на гидропреобразователе 10 над нижним клапаном 12 и выполненной с вертикальными сильфонными камерами 30, сообщенными отверстиями 31, выполненными в стенке гидропреобразователя, с его полостью 20, вторыми вертикальными сильфона- ми 32, размещенными в сильфонных камерах 30 нижней обечайки 29, нижними вертикальными штоками 33, соединенными одними своими концами с сильфо- нами 32 нижней обечайки 29, третьей эластичной втулкой 34, закрепленной на корпусе 14 нижнего клапана 12 под нижней обечайкой 29, установленной коаксиально снаружи корпуса гидропреобразователя 10 под нижним торцом корпуса 14 нижнего клапана 12 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, второй жесткой втулкой 35, выполненной в виде прямого усеченного конуса и соединенной своим меньшим основанием с вторыми концами нижних штоков 33, второй эластичной манжетой 36, закрывающей продольные щели 37, выполненные в нижней части гидропреобразователя 10 под корпусом 14 нижнего клапана 12. Кроме того, установка снабжена разгрзочным трубопроводом 33, размещенным внутри гидропреобразователя 10 и соединяющим нижнюю часть внутренней полости 26 верхнего клапана 11 с нижней частью полости 20 гидропреобразователя 10. Корпус гидропреобразователя также снабжен эластичной цилиндрической оболочкой 39, коаксиально установленной снаружи центральной его части между клапанами 11 и 12 и закрепленной своими торцами в их корпусах 13 и 14 с возможностью закрытия продольных щелей 40, выполненных в центральной части гидропреобразователя 10.

10

365636

Второй из пакеров 15 закачной скважины 1 размещен на нижней части гидропреобразователя 10 под его нижней подвижной втулкой 35. Нижняя эластичная манжета 36 отделяет полость 20 гидропреобразователя 10 от полости 41 закачной скважины 1.

Установка работает следующим эб- разом.

В исходном положении закачная скважина 1 заполнена технологическим раствором из трубопровода 8. При этом надувные гидравлические пакеры 15, 15 как гидропреобразователя 10, так и глубинного гидроприводного насоса 4, приведены в рабочее состояние, т.е. отключают призабойное подпакерное пространство скважин 1 и 2 от затруб- но-надпакерного пространства. Энергетический трубопровод 5 заполнен водой, предпочтительно деаэрированной с полимерными добавками, снижающими вязкость. Откачная скважина 2 заполнена продуктовым раствором, по мере его откачки из продуктового пласта

25 и 36 находятся на своих сердечни20

25

30

35

40 ках, т.е. в сжатом состоянии,силь- фоны 18 и 32 разжаты, разжата и эластичная втулка 23, а задвижки 6 и 7 закрыты.

С открытием задвижки 6 энергетическая жидкость под пусковым давлением распространяется по полости 20 гидропреобразователя 10. При этом сильфоны 18 и 32 верхнего II и нижнего 12 клапанов сжимаются, закрывается эластичная втулка 23 и открывается эластичная втулка 34 посредством штоков 21 и 33 и конических втулок 22 и 35. При этом манжеты 25 и 36 остаются сжатыми из-за недостаточности пускового давления, которое заранее определяется. Диафрагма оболочки 39 раздувается и вытесняет жидкость из межпакерного пространства

10

гидропреобразователя 10 через открытый нижний клапан 12 в продуктовый пласт 3. С окончанием деформации оболочки 39 отключается пусковое давление, открывается задвижка 7 и установка вступает в автоматический режим работы.

Давление в энергетическом трубопроводе 5 падает в результате подключения части энергетического тру- бопровода 5, размещенного в откачной скважине 2, сильфоны 18 и 32 разжимаются, открывается эластичная втулка 23 и закрывается втулка 34. При этом t5 открывается верхний клапан 11 и закрывается нижний клапан 12; оболочка 39 сжимается и технологический раствор заполняет межпакерное пространство. При этом давление в энергетичес- 20 ком трубопроводе 5 резко возрастает, больше чем в два раза, и приводит в действие глубинный насос 4,который при закрытом всасывающем клапане и открытом нагнетательном клапане пос- 25 редством своей оболочки (диафрагмы) осуществляет цикл нагнетания продуктового раствора через ствол скважины 2 в трубопровод 9.

Цикл нагнетания, осуществляемый 30 глубинным насосом 4 в период заполнения межпакерного пространства гидравлического преобразователя 10 технологическим раствором, продолжается до тех пор, пока оболочка 39 не остановится на центральной части гидравлического преобразователя 10,т.е. на своем перфорированном сердечнике.

В момент посадки на сердечник оболочки 39 давление в энерге гическом до трубопроводе 5 резко снижается и определяется упругими усилиями оболочки глубинного насоса 4 в ее предельно деформированном положении. При

16365638

10, а манжета 36 открывает изнутри4 отверстие, сообщающее межпакерное пространство гидравлического преобразователя 10 с пластом 3. С завершением реверса, т.е. посадкой манжет 25 и 36 на свои сердечники со щелями, оболочка глубинного насоса 4 возвращается в исходное положение при закрытом нагнетательном клапане и открытом всасывающем клапане, т.е. осуществляется цикл всасывания, а из меж- пакеркого пространства оболочка 39 гидравлического преобразователя 10 вытесняет технологический раствор в пласт 3.

Этот цикл осуществляется до тех пор, пока оболочка глубинного -насоса

4не остановится на своем сердечнике. С остановкой данной оболочки давление в энергетическом трубопроводе

5понижается и соответствует напряжению оболочки 39 гидравлического преобразователя 10 в предельно деформированном состоянии, за этим следует реверс рабочих ходов.

35

Так как сильфоны 18 и 32 заряжены большим давлением, в сравнении с напряжением оболочки 39 в предельно растянутом ее состоянии, то они разжимаются. При этом сильфон 18 посредством эластичной втулки 23 открывает доступ технологическому раствору в межпакерное пространство гидравлического преобразователя 10, а сильфон 32 посредством эластичной втулки 34 отключает (разобщает) межпакерное пространство гидравлического преобразователя 10 от пласта 3, давление в энергетическом трубопроводе 5 с подключением межтрубного пространства к оболочке 39, резко возрастает

50

гическому раствору в гидравлический преобразователь 10; сильфон 18 сжимается и занимает позицию для будущего цикла.

, 10 00 - и манжета 25 посредством эластичной этом давлении сильфоны 18 и 32,будучи 45 втулки 23 открывает доступ техноло- заряжены меньшим давлением, не меняют своей позиции, соответственно и эластичные втулки 23 и 34. Манжеты 25 и 36, будучи натянуты предварительно на перфорированные сердечники (со щелями) с большим усилием, чем

С повышением давления в энергетическом трубопроводе 5 манжета 36 изнутри перекрывает сообщение межпакерного пространства с пластом 3, а сильфон 32 посредством эластичной втулки 34 открывает это сообщение, На этом завершается реверс рабочего цикла с последующими чередованиями.

давление в энергетическом трубопроводе 5 в рассматриваемый момент, принимают исходное положение,при котором манжета 25 перекрывает посредством механической связи и эластичной втулки 28 доступ технологическому раствору в межпакерное пространство гидравлического преобразователя

55

Так как сильфоны 18 и 32 заряжены большим давлением, в сравнении с напряжением оболочки 39 в предельно растянутом ее состоянии, то они разжимаются. При этом сильфон 18 посредством эластичной втулки 23 открывает доступ технологическому раствору в межпакерное пространство гидравлического преобразователя 10, а сильфон 32 посредством эластичной втулки 34 отключает (разобщает) межпакерное пространство гидравлического преобразователя 10 от пласта 3, давление в энергетическом трубопроводе 5 с подключением межтрубного пространства к оболочке 39, резко возрастает

гическому раствору в гидравлический преобразователь 10; сильфон 18 сжимается и занимает позицию для будущего цикла.

и манжета 25 посредством эластичной втулки 23 открывает доступ техноло-

Формула изобретения

Установка для закачки и откачки жидкости из продуктивного пласта, включающая закачную скважину,соединенную с откачной скважиной -энергетическим трубопроводом, глубинный гидроприводный насос, помещенный в откачнуто скважину, трубопроводы технологического и продуктового раствора, соединенные с верхними частями скважин, вертикальный полый цилиндрический гидравлический преобразователь, коаксиально установленный в закачной скважине и соединенный верхней частью с энергетическим трубопроводом, верхний и нижний клапаны, размещенные на гидропреобразователе и соединенные с ним корпусами, и надувные гидравлические пакеры, закрепленные внутри скважин, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности установки и ее КПД при одновременном увеличении надежности за счет исключения пропускания потока энергетической жидкости через гидропреобразователь, последний снабжен обечайкой, размещенной на верхней его части и выполненной с вертикальными сильфон- ными камерами, первыми вертикальными сильфонами, установленными в силь- фонных камерах, которые нижними частями сообщены посредством отверстий, выполненных в стенке гидропреобразователя, с его полостью, верхними вертикальными подвижными штоками,закрепленными верхними концами на нижних торцах сильфонов, первой жесткой втулкой, выполненной в виде обратного усеченного конуса, установленной с возможностью -возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении коаксиально снаружи корпуса гидропреобраэователя под верхней обечайкой и соединенной верхним торцом с нижними концами штоков, первой эластичной втулкой, закрепленной на верхней части корпуса верхнего клапана с возможностью перекрытия верхних выходных отверстий наружной кольцево полости, выполненной в нем, снабжен первой эластичной манжетой, помещенной в выполненную в корпусе верхнего клапана внутреннюю кольцевую полость и установленной с возможностью перекрытия выполненных в стенке гидропре

5

0

5

0

5

0

5

0

5

образователя по его окружности вертикальных щелей, второй эластичной втулкой, соединенной с одним кз паке- ров, установленным на верхнем клапане, и первой эластичной манжетой, снабжен нижней обечайкой, установленной на корпусе гидропреобраэователя над нижним клапаном и обе у- дованной вертикальными сильфонными камерами, сообщенными посредством отверстий, выполненных в корпусе гидропреобразователя, с его полостью, вторыми вертикальными сильфонами, размещенными в сильфонных камерах нижней обечайки, нижними вертикальными штоками, соединенными одними концами с сильфонами нижней обечайки, третьей эластичной втулкой,закрепленной на корпусе нижнего клапана под нижней обечайкой, установленной коаксиально снаружи корпуса гидропреобразователя под нижним торцом корпуса нижнего клапана с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, второй жесткой втулкой, выполненной в виде прямого усеченного конуса и соединенной меньшим основанием с вторыми концами нижних штоков, эластичной манжетой, установленной с возможностью перекрытия продольных щелей, выполненных в нижней части гидропреобразователя по его окружности под корпусом нижнего клапана, установка снабжена разгрузочным тру-1 боироводом, размещенным внутри гидропреобразователя и сообщенным одним концом с нижней частью внутренней полости верхнего клапана, а вторым - с нижней частью полости гидропреоб-1- разователя, корпус гидропреобразователя снабжен эластичной цилиндрической оболочкой коаксиально установленной снаружи его центральной части между клапанами, закрепленной торцами в их корпусах с возможностью перекрытия продольных щелей,выполненных в центральной части гидропреобразователя по его окружности, при этом второй из пакеров закачной скважины размещен на нижней части гидропреобразователя под его нижней подвижной втулкой, а нижняя эластичная манжета отделяет полость гидропреобразователя от полости закачной скважины.

25

Ы

Фие.З