Устройство для импульсного нагнетания жидкости в скважины Советский патент 1978 года по МПК E21F5/00 E21F5/02 

, Изобретение относится к горной промышленности, а именно к средствам борьбы с пылью, внезапными выбросами угля и газа и горными ударами, основанным на нагнетании жидкости в угольные пласты. Известно устройство для импульсного нагнетаиия жидкости в скважины, состоящее из иагнетательного насоса, напорной магистрали, повысителя давления, помещеиного в скважину, оборудованную обсадными трубами ). Недостатком этого устройства является небольшая величина импульсов, создаваемых за счет гидравлического удара, возникающего при периодической остановке движущейся жидкости. Кроме того, в горной промышленностн, использующей скважины малого диаметра, необсаженные трубами, устройство не может быть использоваио. Известно устройство для импульсного нагнетания жидкости в скважнны, включающее герметизатор скважины, нагнетательный насос, напорную магистраль и усилитель давления, состоящий из иасоса, баллона-аккумулятора и импульсного клапана J2j. Недостатком устройства яв.пяется высокая энергоемкость, так как при большом гидравлическом сопротивлении пласта в полости импульсного клапана давление не снижается и он не срабатывает. При гидроразрыве пласта давление в напорной магистрали резко падает, частота срабатывания нмпульсиого клапана возрастает и жидкость поступает в прилегающие выработки, снижая эффективность профилактической обработки. Передача импульсов по напорной магистрали, состоящей из упругих рукавов, сопровождается значительными потерями энерк гии импульсов и износом рукавов, а отсутствие чередования импульсов с разрежением в скважине приводит к закупорке трещии, потребляющих нагнетаемую жидкость. Это обуславливает дополиительиое снижение проиэбодительности труда. Целью изобретения является снижение энергоемкости нагнетания и повышение проиаводительности труда. .Для достижения цели устройство снабжено дополнительным гермегизатором скважины ополнительным усилителем давления, распределителем потока жидкости между усилителями, гидравлическим механизмом обратной связи, причем каждый из усилителей давления с одной стороны гидравлически соедиис С соответствующим гсрмети; ;1торол1 скважины, а с лругой сторош - с соответствующим патрубком |)аспреле;и1тсля потока жидкости, иоследпий, кроме Toio, сосдппеп соответствующими патрубками с меха.чизмом обратной связи.

Усилите.) дав.кмшя может быт B j no/i ien в виде ерел1еииого объема, содержа iero дифференциал 5иый одиружи 1епп.)Й оршен1з, снабже 1Н 5 Й обрат 1ым . Распределитель потока жидкости це,1ееоо(раз11о снабдить дог о;1 Н тельным пон.лавковым разгрузочн)1м золотником.

На чертеже изображено предлагаемое уст)ойство для имнульс ого жидкости в пласт.

К герметизатору 1 скважин ирисоедине) овыеитель, состоящий из 2 переменного объема и r o;ioro однружинениого дифференниально о 3 с обрат)м клапаном 4, которь Й осредство.м напо)ной магистрали 5 и натрубка 6 соеди 1еп с распределителем 7 потока жидкости, C ia6женным поплавковым разгрузочным золот П1ко.м 8 и соединенным с одной стороны 1ри патрубка 9 с гидравличес им ме. 10 обратной связи, состоящим из 10рп1ня 11 и рычажной системы 12, а с другой стороны - с агнетательным насосом 13.

Устройство работает с.тедующи.м образом.

Нагнетательный насос 13 подает жидкость в иолость распреде.лителя, 7 потока жидкости. Затем через атрубок 6 и наиорПу О .а ИСТраЛ 5 3 ЧНОЛ 1ЯетСЯ НОЛОСТ) ИОвыснтеля дав.теиия, через обрат Н)1Й лаиан 4 и иолость диффереи.циального юр1нпя 3 жидкост) посту ает в герметизатор 1 скважи ы. С)дновреме о жидкост иостуиаст к иоп.лавковому золотнику 8 i через иат)убок 9 в о,()сть ии. нндра г 1дравлнческого механизма 10 обратной . При этом зо, 8 закрь вает .левую но.тость и сообн1ает с атмосферой правую.

Ec.iH 1ласт имеет достаточную пронипае.мост), то жидкост) li.iaBHo 1агнетастся i массив уг,1я. Г.сми -о.;1ьпый л асспв 1рекра иает виигыват) / пдкост1), давление в скважи {е |-()3|)астае . Одповреме1- по с этим возрастает дав/1еиие и в 1овысителе. При этом ди1|к|)еренпиа.ьиый 11орн1еи 3 нрн.ходит в . И-. б. агодаря |)азности н.1оп.адей О еречн(1Г(; иори1;1я, пов з И1ает б( да 5;1ение в скважине. Обратп)1Й 1. 4 закр1,|вается. В момент окончания движения Я дав;1е -1е в полости ме.ханизма It) обрат}шй евяз1 пов э И1ается, И приходит в движение и е ПО.)(

р 1чажной систем 12 отключает левый иовыеитель дав.ления. Жидкость от нагнетател ного насоеа остуг1ает в равую часть расиределитедя 7 потока жидкости н к движение гюп.лавковый золотник 8, который соединяет иолость раснределнтел;: 7 1 01ока /К1;д:лос :;; с а.мосферой. Лав.ле|.ие ж :дкости в , поиыеителе давления резко снижается, ди1 н|1ереин альнь Й , 3 отбраеываетси к исходное но.южсние, ав скважине создается :)(()(|)ект имн.юзин. Жидкость движетея из треиин: к устью скважи 1, очии1ая 1рнзабойну1О ее асть от мелких . Дости нув .3, жидкость останавливается, возинкает; 1Т1Драв.1нческий удар, Btxuia KOTopoio 11а/1рав.:|яется

к забою скважи 1)1. К этехму време 1и ир(;исходит очередное 1ерек.почение и 3 дви/кется навстречу отраженной от торна екважин, юлне давлеиня. Возникает суммарный импульс давления, н IHIK. повторяется. При образовании трещин давление в скважн 1е онижается и частота срабатывания механиз.ма обратной связи уменьн ается, что вызывает у.меньп1е 1ие амг1.литуд з1 им 1у;1Ьсов давления, и жидкость и;1авно иостунает в угольный массив.

В результате поочередного воздействия ia статического и импульсного давле ия (е 1оложительной и отри 1ательной ам 1литуда.ми) юв 1 11аютея скорость и равио.мерHOCT j виитывания жидкости угольным массивом, а подкл очепие дополиитель ого Iepметизатора скважины и уси чителя дав.;1ения нск,лкочает 1отер)И ъиср.-ин в нс|)нод)1 iieoo.ii, иотреб.леиия жидкости )й и:- скваЖИ 1.

Ус1ройство Д.1Я 11аг етания 0 жидкости в скважин1 1 обеспечивас-т cnii/Ktние эиср1оемкости и /.(жет работал, от исболыпого да. {1U--30 алм) жидкости, Си давае.) в niaxrax за счет раз 1ости геодезических отметок. Оно 1()зво.ляет создават| нмну. дав;1е П я н разреже ие в 5 скважине в автоматическом режиме. Это ioр,ьннае1 эффективность нрофилакт 1ческой об|5аботкп уголь ых ластов.

Формула изооретени.ч

I. Устройство для импульсного 1агнетапия жидкости в екважнны, вкл оча ОН1ее ерметиза 1ор скваж11Н1 1, нагюрную мaгиcтpaлI, еи.лнтел 1 давле Н1я и ,1те. ,

отличающееся тем, что, с лллью Э 1ергоемкостп 1 агл1сл;пп1я i производ 1тельиости тру.ла, оно снабжено .лпитель ым герметизатором скважины, доиолиительньгм уеи;1ите,лсм дав.ления, раснреде.лителем иотока жидкости мсжд уси.лнтелями, гл1драв.Л 1ческнм механнз.мом обратной , н|5иче.м из ..лей давле ия с одной стороны 1и;фаB.iI ческн соединен с соответству1он1нм Ирмсгизатором CK uiжины, а с другой cTopoHiii - с соотвсктвую ннм нат)убком раснрсде.лиле, потока /кидКОСЛЛ1, ИОС.., Крг)е . (Ч1еД, СО(). На1р бка 1 И с .змом обратной евя;,и.

2. Устройство IK) 1. , отличающееся тем, что усилитель давления выполнен в виде цилиндра неременного объема, содержащего дифференциальный нодпружиненный поршень, снабженный обратным клапаном.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем. что распределитель потока жидкости снабжен дополнительным поплавковым раз рузоч н ы м зол от н и ком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1..Авторское свидетельство .ХСР Л« 160131. кл. Е 21 В 33/12, 1960.

2.Авторское свидетельство СССР „NO 199065. кл. Е 21 F 5/00. 1966.