Устройство для инъекции текучегоАгЕНТА B СКВАжиНу Советский патент 1981 года по МПК E21F5/00 

(54) УСТРОЙСТВО/ ДЛЯ ИНЪЕКЦИИ ТЕКУЧЕГО АГЕНТЙГ В СКВАЖИНУ

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано для инъекции текучего агента в скважину. Известно устройство для герметизации устья скважины, включающее ствол с внутренним каналом и обратным клапа ном, эластичный уплотнительный элемент, расположенный между торцовыми стаканами, один из которых снабжен гнездом для подсоединения нагнетатель ного трубопровода Dl. Недостатком этого устройства явля ется трудность перестановки его из скважиныв скважину. Известно также устройство для инъекции текучего агента в скважину, включающее герметизатор, имеющий заглушку на забойном торце, состоящий из центральной трубы, двух полумуфт, эластичного уплотнительного элемента расположенного между полумуфтами, средств, обеспечивающих распор эластичного уплотнительного элемента, pa положенных на центральной трубе в местах закрепления эластичного уплотнительного элемента, концевик, выполненный с двумя наконечниками для подвода рабочей жидкости и текучего агента, соединенными с трубопроводом для подвода рабочей жидкости и текучего агента соответственно 2j. Недостатком известного устройства является необходимость разборки трубопроводов при перестановке устройства из скважины в скважину. Цель изобретения - уменьшение трудоемкости работ по монтажу устройства в скважине за счет исключения необходимости разборки трубопроводов. .Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено по меньшей мере одним дополнительным герметизатором, ,установленным последовательно с головным (основным) герметизатором, промежуточной муфтой, соединяющей указанные герметизаторы, переходной муфтой для подсоединения трубопровода подачи текучего агента, состоящего, из отдельных звеньев, снабженного ниппелями и полумуфтами, соединяющими отдельные звенья этого трубопровода, штуцерами и накидными гайками, соединяющими отдельные звенья трубопровода подачи рабочей жидкости, при этом трубопровод подачи рабочей жидкости размещен внутри трубопровода подачи текучего агента, а средства распора эластичного уплотнительного элемента в герметизаторах выполнены в виде двух установленных в полумуфтах распорных конусов, в больших основаниях .которых выполнены торцовые прорези, а в меньших - радиальные отверстия, и двух состыкованных, установленных в распорных конусах ниппелей, выполненных с осевыми каналами и кольцевыми проточками, сообщающими полость герметизатора с полостью трубопровода подачи рабочей жидкости через торцовы прорези и радиальные отверстия, выполненные в распорных конусах,причем ниппель дополнительного герметизатора, установленный на соединении промежуточной и переходной муфт, снабжен резьбовым наконечником для соединения с трубопроводом подачи рабочей жидкости и выполнен с тупиковыми осевыми каналами, радиальными каналами и дополнительными кольцевыми проточками для сообщения полости трубопровода подачи рабочей жидкости с полостью головного герметизатора, кроме того, промежуточная муфта выполнена с осевым каналом для сообщения внутренних полостей герметизаторов и с боковыми сквозньми каналами для сообщения внешних полостей герметизаторов, а переходная муфта выполнена с осевым каналом для размещения ниппеля и радисшьными каналами, соединенными с противоположно направленными боковыми каналами.

Вместе с тем трубопровод подачи рабочей жидкости выполнен из пластично-деформируемого материала, а трубопровод подачи текучего агента - из гибких напорных рукавов,

На фиг. 1 представлено устройство для инъекции текучего агента в скважину, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-Б на фиг. 1; на фиг. 5 -разрез Г-Г на фиг. I; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 3; на фиг. 7 - схема размещения устройства в скважине и оборудования дпя упрочнения горного массива на штреке.

Устройство содержит герметизаторы 1 и 2, соединенные промежуточной муфтой 3, переходную муфту 4, внешние трубопроводы 5 подачи текучего агента, внутренние трубопроводы 6 подачи рабочей жидкости, концевик 7.

Герметизатор I состоит из эластичного баллона 8, размещенного между двумя одинаковыми полумуфтами 9, двумя одинаковыми распорными конусами 10 и двумя ниппелями 11 и 12,соединенными между собой центральным стволом 13 Ниппель 1I соединен с центральным ствлом 13 при помощи резьбы а ниппель 12 сваркой. Распорный конус 10 выполнен с торцовыми прорезями 14 на одном конце и с радиальными отверстиями на другом. Ниппели М и 12 выполнены с

внутренними каналами 16 и 17 и кольцевыми проточками 18, соединяющими прорези 14 с радиальнь ми отверстиями 15 распорных конусов 0. Концы эластичного элемента (баллона) закреплены мезкду распорными конусами и резьбой полумуфт. Б торце герметизатора 1 установлена заглушка 19, запирающая внешнюю полость герметизатора между эластичным баллоном В и центральным стволом 13.

Герметизатор 2 выполнен аналогично герметизатору 1 , но вместо ниппеля i 2 применен ниппель 20, который выполнен с тупиковыми осевыми каналами 2 и 22, радиальными каналами 23 и 24, кольцевыми проточками 18, 25 и 26 и резьбовым наконечником 27 для присоединения внутреннего трубопровода 6.

Промежуточная муфта 3 выполнена с осевым каналом 28 для соединения внутренних каналов герметизаторов и с боковыми сквозными каналами 29 для соединения .внешних полостей герметизаторов.

Переходная муфта 4 выполнена с осевым каналом для размещения ниппеля 20, с радиальными каналами 30 и 31, соединенными с противоположно направленными боковыми каналами 32 и 33.

Каждый внешний трубопровод 5 д,чя подачи текучего агента выполнен из гибкого высоконапорного шланга 34, полумуфт 35 и ниппелей 36.

Каждый внутренний трубопровод 6 для подачи рабочей жидкости выполнен из пластично-деформируемого млтериапа, например из легко изгибаемой латунной трубки 37 и накидных гаек 38. Внутренние трубопроводы соединены меду собой штуцерами 39.

К внешнему трубопроводу подачи текучего агента присоединен концевик 7 с каналом для размещения наконечника АО с ограничительной шайбой 41, выполненный с каналами 42, 43 и 44 и резьбовым Седлом 45 для присоединения высоконапорного рукава от насоса, подающего текучий агент {укрепляющий раствор)-.

Наконечник 40 присоединен к внутреннему трубопроводу и выполнен с каналом 46 и резьбовым седлом 47 для присоединения высоконапорного шланга от насоса 48, подающего рабочую жидкость для распора герметизаторов. .

Подводящие трубопроводы, герметизаторы, переходная и промежуточные муфты с резьбовыми соединениями, уплотнениями и внутренними каналами раделены на две изолированные .друг от друга полости, причем рабочее сечение полости 49 в наружном трубопроводе подачи текучего агента в скважину значительно больше рабочего сечения

внутреннего трубопровода подачи рабочей жидкости (масла) на распор герметизатора.,

Длина герметизирующего устройства изменяется путем соединения между собой необходимого количества герметизаторов I и 2 промежуточными муфтаМи 3, а Длина подводящих трубопроводов изменяется путем увеличения или сокращения их звеньев. . В исходном положении устройство пр соединено к нагнетательной установке 50, расположенной на штреке 51, из которого ведут работы по укреплению горного массива,- и свернуто в бухту диаметром 1,0-1,2 м. Работу по укреплению горн9го маесива с помощью устройства производят следующим образом. Герметизаторы 1 и 2 в сборе с гибкими трубопроводами 5 и 6 заводят в скважину 52 на необходимую глубину и включают насос подачи рабочей жидкости (масла) для распора устройства в скважине. Рабочая жидкость по высоконапорному рукаву 53 поступает в каналы 46 наконечника 40, далее по внут ренним трубопроводам 6 поступает в ка нал 22 ниппеля20,из которого по ради альному кана;лу 24 и кольцевой проточке 26 поступает в радиальный канал 30

переходной муфты 4, из которого по боковым каналам 32, прорезям 14, кольцевым проточкам 18 и радиальным каналам I5 поступает в рабочее пространство герметизатора 2 между эластичным баллоном 8 и ниппелем 20,расширяя .баллон. Далее рабочая жидкость по радиальным каналам, кольцевой проточке и торцовым прорезям ниппеля поступает в боковые каналы 29 промежуточной муфты 3 и из нее через торцовые прорези 14, кольцевую проточку 18 и радиальные каналы 15 герметизатора 1 в его внешнюю полость, запертую заглущкой 19.

После распора герметизаторов в скважине при давлении рабочей жидкости в 30-50 атм, что ко.нтролируют по показаниям манометра 54, включают в работу нагнетательную установку 50 для подачи укрепляющего раствора. Укрепляющий раствор поступает по высоконапорному рукаву 55 в канал 44 концевика 7 и далее по каналам 43 и 42 полости 49, каналам 33 и 31 переходной муфты 4, кольцевой проточке 25, радиальному каналу 23 - в осевой ка нал 21 ниппеля 20, а затем через осевой канал 28 промежуточной муфты 3 поступает во внутренний канал герметизатора 1, и из него в скважину. После подачи необходимого количества-, укрепляющего раствора в скважину сни-t мают давление рабочей жидкости в герметизаторах, вынимают устройство из скважины, сворачивают трубопроводы в бухту или помещают устройство в следующую скважину без разборки трубопроводов. Формула изобретения 1. Устройство для инъекции текучего агента в скважи ту, включающее герметизатор, имеющий заглушку на забойном торце, состоящий из центральной трубы, двух полумуфт, эластичного уплотнительного элемента, расположенного между полумуфтами, средств, обеспечи- вающих распор эластичного уплотнительНого элемента, расположенных на центральной трубе в местах закрепления эллстичнрго уплотнительного элемента, концевик, выполненный с двумя наконечниками для подвода рабочей жидкости и текучего агента, соединенными с трубопроводами для подвода рабочей жидкости и текучего агента соответственно, отличающееся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости работ по монтажу устройства в скважине за счет исключения необходимости разборки трубопроводов, устройство снабжено по крайней мере одним дополнительным герметизатором, установленным последовательно с головным (основным) герметизатором, промежуточной муфтой, соединяющей указанные герметизаторы, переходной.муфтой для подсоединения трубопровода подачи текучего агента, состоящего из отдельных звеньев, снабженного ниппелями и полумуфтами, соединяющими отдельные звенья этого трубопровода, штуцерами и накидными гайками, соединяющими отдельные звенья трубопровода подачи рабочей жидкости, при этом трубопровод подачи рабочей жидкости размещен внутри трубопровода подачи текучего агента, а средства рас пораэластичного уплотнительного элемента в герметизаторах выполнены в виде двух установленных в полумуфтах распорных конусов, в больших основаниях которых выполнены торцовые прорези, а в меньших - радиальные отверстия, и двух состыкованных, установленных в распорных конусах ниппелей, выполненных с осевыми каналами и кольцевыми проточками, сообщающими .лолость герметизатора с полостью трубопровода подачи рабочей жидкости через торцовые прорези и радиальные отверстия.

выполненные в распорных конусах, причем ниппель дополнительного герметиза.тора, установленный на соединении промежуточной и переходной муфт,снабжен резьбовым наконечником для соединения с трубопроводом подачи рабочей жидкости и выполнен с тупиковыми осевыми каналами, радиальными каналами и дополнительными кольцевыми проточками для сообщения полости трубопровода подачи рабочей жидкости с полостью головного герметизатора, кроме того, промежуточная муфта выполнена с осевым каналом для сообщения внутренних полостей герметизаторов и с боковыми сквозными каналами для сообщения внешних полостей герметизаторов, а переход ная муфта выполнена с осевым каналом для размещения ниппеля и радиальными каналами, соединенными с противоположно направленными боковыми каналами. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что трубопровод подачи рабочей жидкости выполнен из пластично-деформируемого материала, а трубопровода подачи текучего агента - из гибких напорных рукавов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 693031, кл. Е 21F 5/02, 1977 Гпрототип) .

L

ъ-.

11

Ш

см

t)

щ

.v.

Ss

sa

6 3S 36 f f

Фцг.5

liS Ц 7

itii f+5