Устройство для вибрационной обработки фильтров водозаборных скважин Советский патент 1982 года по МПК E03B3/18 

Изобретение относится к эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для восстановления их производительности путем очистки .ф.ильтров и призабойных зон от кольматируююих отложений, увеличивакяцих гидравлические сопротивления и снижающих приток воды в скважины.

Известно устройство для очистки фильтровой трубы скважины гидравлическими импульсами , состоящее из размещенного на поверхности земли механического вибратора и присоединенной к нему буровой трубы, на которой в интервале водоносного горизонта установлены горизонтальные диски ClJ.

Недостатком данного устройства является то, что оно может применятьгся при сравнительно небольшой глубине размещения фильтровой трубы скважины, не превы1аающей 150 м, так как при использовании его на больших глубинах значительно возрастает масса колебательной системы и потребная мощность привода вибратора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получае- мому результату является устройство для вибрационной обработки фильтров

скважин, состоящее из глубинного электромеханического вибратора, к которому присоединен шток с горизонтальными дисками. Это устройство по сравнению спредыдущим имеет значительно более широкую область-применения, так как может быть установлено на любой глубине от поверхности земли 2.

10

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию, обусловленную наличием электродвигателя, а также вращающихся и трущихся элементов, что снижает надежность его ра15боты. Кроме того, при его использовании не обеспечивается одновременной промывки фильтровой трубы, что уменьшает эффективность восстановле- . НИН проницаемости фильтра.

20

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение эффективности .его рабою.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержа25щем вибратор и присоединенную к нему трубу с дисками, вибратор выполнен в виде гидравлического аппарата, закрепленного на нижнем конце колонны буровых труб и состоящего из цилинд30рического корпуса с фланцами и направ. ляющим патрубком, закрепленными в верхней его части, и центральным отверстием в днище, трубок, сообщающих подфланцевую полость корпуса с колонкой буровых труб, и замкнуто камеры, расположенной под корпусом против центрального отверстия, труб -е дисками проходит через направля- ющий патрубок, корпус и замкнутую к меру коаксиально ими снабжена упругой мембраной, закрепленной между фланцами, перепускным клапаном, перекрывающим центральное отверстие, стопорным кольцом и возвратной пружиной, расположенной между, направляющим патрубком и стопорным кольцом, при этом в полости замкнутой камеры и между дисками труба выполнена с радиальными отверстиями. Такое выполнение устройства позв ляет производить колебания трубы с дисками действием потока воды, на гнетаемой под давлением в замкнутый корпус. Эта вода выбрасывается в ви де пульсирующих струй высокого давл ния из радиальных отверстий на боко вой поверхности трубы. Одновременно воздействие гидродинамических импульсов, возникающих при вибрации дисков, и пульсирующих струй воды на кольматирующие отложения обеспечивает их эффективное разрушение, диспергирование и удаление за преде лы фильтра. Кроме того, в предложен ном устройстве отсутствуют вращающи еся и трущиеся детали, благодаря че му оно имеет достаточно простую конструкцию и высокую надежность в раб те. о На чертеже представлено схематич но устройство, продольный разрез. Устройство состоит из герметически закрытого цилиндрического корпуса 1, внутри которого между фланцами 2 жестко закреплена упругая мемрана 3, выполненная из упругой стали или резины. Через мембрану 3 .по оси корпуса пропущена труба 4, жестко закрепленная на мембране. На трубе 4установлен перепускной клапан 5, который перекрывает центральное отверстие б в днище корпуса 1. Клапан 5прижат к днищу посредством пружины 7, расположенной между направляющим патрубком 8 и стопорным кольцом 9, прикрепленн1 1М к трубе 4. Пода ча воды в полость 10 между мембраной 3 и клапаном 5 производится по трубкам 11, сообщающимся с колонной бури ных труб 12, присоединенной к насосу высокого давления, расположенному на поверхности земли вблизи устья скважины Сна чертеже не показан). Под центральным отверстием 6 уста новлена замкнутая камера 13, через основание которой, проходит труба 4, при этом место -стыка снабжено сальни ком 14, предотвращающим утечку воды в полость фильтра. Внутри замкнутой камеры 13 труба 4 имеет на боковой поверхности входные радиальные отверстия 15. За пределами камеры 13 на трубе 4 установлены с интервалом 1015см диски 16, диаметр которых на 0,5-1,0 см меньще диаметра фильтра. Между дисками 16 на боковой noBepx- j ности трубы 4 находятся выходные радиальные отверстия 17. ТрУба 4 дисками 16 заключена в цилиндрический стержневой каркас 18, служащий для предотвращения касания дисков 16боковой поверхности фильтров (на чертеже не показан). Каркас сверху крепится к корпу-г су 1, а снизу к опорному диску 19. Устройство работает следующим образом. Устройство устанавливается на колонне труб 12 внутри фильтра скважины, после чего вода нагнетается насосом по трубе 12 и трубкам 11 в полость 10 корпуса 1. Под действием давления воды мембрана 3 отжимается, и жестко связанный с ней перепускной клапан 5 открывает центральное отверстие в днище корпуса 1. Вода устремляется в камеру 13, входит в отверстия 15, проходит по трубе 4 и выбрасывается в виде струй из отверстий 17, расположенных между дисками 16. После этого давление воды в полость 10 падает, и под действием возвратной пружины 7 мембрана -3 и клапан 5 возвращаются в начальное положение, перекрывая центральное отверстие в днище корпуса 1 и поступление воды в камеру 13. Затем цикл работы устройства повторяется в той же последовательности, при этом мембрана 3 с жестко связанной с ней трубой и дисками 16 совершает возвратно-поступательное движение с одновременным пульсирующим истечением струй жидкости из отверстий 17. При вибрации колебательной системы (трубы 4 с дисками 16) в воде, заполняющей фильтр,.образуются гидродинамические импульсы с давлением 0,5-2,0 Па. При одновременном воздействии высокочастотных гидродинамических импульсов и пульсирующих струй воды на кольматирующие фильтр и профильтровую зону отложения, препятствующие притоку воды, разрушаются, диспергируются, и выносятся потоком воды на поверхность земли.. После обработки первой зоны фильтра, соответствующей длине трубы 4 с дисками 16, наращивают колонну труб 12 на указанную длину и производят обработку следующего интервала фильтровой трубы. Таким образом фильтр скважины обрабатывают по всей длине. Испытания показывают, -что предложенное устройство при давлении 1 мПа,