Способ управления процессом растворения солей через рассолодобычную скважину Советский патент 1992 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к технике добычи солей подземным растворением в недрах, главным образом к горно-химической промышленности, и может быть использовано также в других отраслях промышленности, занимающихся добычей рассолов через буровые скважины.

Известно, что для защиты потолка подземной камеры от растворения могут применяться как воздушный, так и жидкостной нерастворители. Подача нерастворителя может осуществляться как по отдельному трубопроводу, так и совместно с растворителем (водой).

Известен способ добычи солей из соляных залежей через буровую скважИну, при

котором в качестве нерастворителя используют воздух совместно с нефтепродуктами, добавляемыми в растворитель для образования разделительного слоя между воздушным нерастворителем и рассолом в подземной камере растворения солей.

Известные и применяемые способы добычи солей через буровую скважину предусматривают удерживать давление нерастворителя и растворителя на оголовке скважины постоянным. Давление жидкостного нерастворителя, в качестве которого обычно йсполь.зуется дизельное топливо, на оголовке скважины составляет 30-60 кг/см . давление воздушного не растворителя может достигать 150 кг/см . Давление растворигеля на оголовке скважины в установившемся режиме работы составляет 10-20 кг/см, Давление выходящего из с)важины рассола

не превышает 0,5 кг/см, а его выход может колебаться от О до 20 ,

Основным недостатком используемых

способов является то, что часовой объем выхода рассола из скважины не зависит от давления нерастворителя, незначительно зависит от давления растворителя, но очень существенно зависит от гидравлического сопротивления колонны труб скважины. В процессе эксплуатации на стенках рассолоподьемной колонны происходит отложение солей (инкрустация), которые могут полностью закрыть отверстие трубы и перекрыть выход рассола. Для предотвращения засоления рассолоподъемных труб применяют реверсирование (изменение направления движения) потоков растворителя и рассола с помощью открытия и закрытия соответствующих задвижек.

Кроме того, известно, что концентрация выходящего рассола должна выдерживаться в пределах 306-312 г/л. Подача растворителя при поддержании постоянного давления может привести к тому, что объем закачиваемого растворителя может превысить производительность скважины в выдаче концентрированного рассола, в результате концентрация выходящего рассола начинает падать. Для повышения концентрации рассола скважину необходимо либо останавливать, либо существенно сокращать объем подаваемого растворителя, перекрывая задвижки. В случае падения давления растворителя (например, при подключении параллельно работающей скважины) его приток в скважину также уменьшается. В этом случае задвижки требуется открывать, т.е. требуется регулирование потока растворителя.

Открытие и закрытие задвижек на действующих рассолопромыслах осуществляют чаще всего вручную или, что весьма незначительно, с помощью электроприводов. Применение электроприводов не нашло широкого применения на рассолопромыслах, так как засоление происходит также и в самой задвижке, вследствие чего электропривод заклинивает, срабатывает защитное устройство и электромотор отключается. Последующие попытки включить электромотор приводят либо к поломка механических acтeй, либо к возгоранию электромотора. К гому же, применение силового электроприаода накладывает дополнительные требования по электробезопасности.

Известно, что альтернативной заменой электропривода является гидропривод или пневмопривод, которые обладают более

гибкими механическими характеристиками. В случае применения гидро- или пневмопривода надежность и безопасность работы скважины в целом повышается за счет

уменьшения аварийных ситуаций: возгораний электропривода, поломок и заклиниваний арматуры, появляется возможность автоматизировать работу скважины и рассолопромысла вцелом. Гидропривод применяют в случае использования избыточного давления жидкостного не|эастворителя, пневмопривод - в случае использования избыточного давления воздушного нерастворителя.

Цель изобретения - автоматизация работы рассолодобычной скважины при реверсировании подачи растворителя и выхода рассола, регулировании потока растворителя, повышение безотказности срабатывания задвижек за счет использования гидро- или пневмоприводов высокого давления, улучшение безопасности работы за счет устранения силового электропривода на трубопроводах с высококоррозийным

концентрированным соляным раствором.

На чертеже приведена схема способа управления подачи растворителя. В нее входят управляемые задвижки 1 и 2 на магистрали нерастворителя, управляемые гидроили пневмораспределители 3 и 4 для управления гидро- или пневмоприводами 7 и 8 (гидро- или пневмоцилиндрами) и задвижками 5 и 6 на трубопроводах с растворителем и рассолом; рассолодобычная скважина 9,

магистраль 10 сброса отработанного нерастворителя, трубопроводы 11, 12 и 13 с водой, рассолом, нерастворителем- вентиль-переключатель 14, регуляторы 15 и 17 давления,гидроаккумуляторы 16 и 18.

Способ осуществляется следующим образом (на примере жидкостного нерастворителя).

1.Вентиль 2 закрывают, вентиль 1 открывают и нерастворитель через регуляторы 15 и 17 давления начинает поступать на распределители 3 и 4. В зависимости от условий технологического процесса работы скважины (прямоток, противоток, установившийся режим) гидроприводы 7 или 8 могут работать в фиксированном.режиме или в режиме регулирования.

2.В фиксированном режиме нерастворитель под давлением, превышающем давление растворителя, подается через распределители 3 или 4 в верхнюю или нижнюю полости гидроцилиндров 7 или 8, вызывая открытие или закрытие задвижек 5 или 6, на трубопроводах 11 или 12 с растворите-лем и рассолом.

3. Использованный нерастворитель после срабатывания гидроцилиндров сбрасывается по магистрали 10 через вентиль-переключатель 14 в трубопровод 12 подачи растворителя, а затем вместе с растворителем закачивается обратно в скважину. Вентиль-переключатель 14 служит для переключения магистрали 10 выпуска с трубопровода 12 на трубопровод 13 во время реверсирования потоков растворителя и рассола, а также для увеличения силы воздействия гидроцилиндра на задвижку (так как противодавление рассола на выходе не превышает 0,5 кг/см , а противодавление растворителя составляет 10-20 кг/см).

4.В режиме регулирования давление нерастворителя с помощью регулятора 15 давления устанавливают равным давлению растворителя в трубопроводе 12. Заслонку задвижки 5 с помощью гидрораспределителя 3 устанавливают в среднее положение. После этого гидрораспределитель 3 устанавливают в плавающее положение (изображенное на фиг. 1). Задвижку 6 выхода рассола полностью открывают, вентили 1 и 2 закрывают. Гидроаккумуляторы 16 и 18 поддерживают давление нерастворителя в гидросистеме постоянным. Теперь при падении давления растворителя упадет давление в нижней (фиг. 1) полости гидроцилиндра 7, что вызывает открывание задвижки 5 и увеличение притока растворителя в скважину. При увеличении давления растворителя его давление в нижней полости гидроцилиндра 7 возрастает, вызывает прикрывание задвижки 5 и уменьшение притока растворителя в скважину. Вытесняемый из верхней полости гидроцилиндра нераствopиteль поступает в гидроаккумулятор 16, т.е. расход растворителя при этом поддерживается постоянным.

5.При перекрытии вентиля 1 и открытии вентиля 2 нерастворитель под давлением от насоса может подаваться по магистральному трубопроводу 13 к гидроприводам. Последовательность операций в этом случае аналогична описанной в пп. 2 - 4.

6.При закачке нерастворителя в скважину или при его выпуске из скважины вентили 1 и 2 открываются, гидроцилиндры 7 и 8 при этом нужно запирать с помощью гидрораспределителей 3 и 4.

Использование предлагаемого способа

позволяет; автоматизировать работу рассолодобычной скважины за счет применения элементов гидропневмоавтоматики; стабилизировать объемную подачу растворителя в скважину в единицу времени: улучшить

условия работы на трубопроводах за счет Исключения ручного труда, уменьшить опасность поражения электрическим током за счет устранения силового электропривода; снизить последствия аварий на трубопроводах за счет сокращения времени перекрытия трубопроводов, производить перекрытия трубопроводов независимо от подачи электроэнергии.

Формула изобретения

1. Способ управления процессом растворения солей через рассолодобычную скважину, включающий регулирование потока растворителя, подаваемого в скважину, и откачиваемого потока рассола

посредством гидро-или пневмоприводов, отли чающийся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности работы рассолодобычной скважины, производят отбор части нерастворителя из

скважины за счет его избыточного давления и подают его на гидро- или пневмоприводы перекрытия или регулирования потока растворителя в скважину или рассола из скважины, а регулирование потока растворителя

и рассола осуществляют путем регулирования избыточного давления нерастворителя, подаваемого на гидро- или пневмоприводы.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что отработанный нерастворитель из

гидро- или пневмоприводов направляют в рассолодобычную скважину для управления процессом растворения.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в периоды перекрытия трубопроводов выхода нерастворителя из скважины-нерастворитель отбирают из магистрального трубопровода с использованием насосного оборудования, предназначенного для закачки нерастворителя.

8

П

Изобретение относится к технике добычи солей подземным растворением. Цель изобретения - повышение надежности и безопасности работы рассолодобычных скважин. При добыче соли из подземного2пласта через скважину поддерживают давление жидкого нерастворителя и растворителя на оголовке скважины постоянным, но превышающим атмосферное. Поэтому при переводе электрических приводов к задвижкам на более безопасные гидравлические или пневматические приводы используют потенциальную энергию сжатого в размываемой полости жидкого или газообразного нерастворителя. Для этого отбирают часть нерастворителя из скважины и подают его на управляемые гидро- или пневмораспределители. При этом происходит открытие или закрытие задвижек, регулирующих подачу нерастворителя и растворителя в скважину. Использованный в распределителях нерастворитель вновь направляется в скважину. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.|Л

17