Патент на изобретение №2250358
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ФИЛЬТРОВОЙ СКВАЖИНЫ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области горного дела, а именно к устройствам для сооружения фильтровых скважин. Обеспечивает надежную полную очистку текучей среды за счет оптимального распределения гравия по всей прифильтровой зоне. Сущность изобретения по способу: устанавливают инструмент с фильтровой колонной в ствол скважины. Засыпают и промывают гравийную набивку. Согласно изобретению подачу промывочной жидкости осуществляют поинтервально через струйное устройство. Промывочную жидкость подают с направлением струй в кольцевую полость между стенками ствола скважины и фильтровой колонны из расчета перекрытия струями сечения кольцевой полости. Инструмент включает фильтровую колонну с гравийной набивкой и отстойником, в котором закреплен обратный клапан. Инструмент так же включает промывочную трубу с блокирующими средствами и обратным клапаном, закрепленную к отстойнику с возможностью разъединения. Согласно изобретению инструмент снабжен струйным устройством, установленным между блокирующими средствами. Струйное устройство выполнено в виде комплекта кольцевых сопел. Сопла образованы сферическими кольцами, радиусы кривизны которых взяты с центром на оси фильтровой колонны, с цилиндрическими опорными участками, верхние из которых выполнены с радиальными каналами для подачи через них промывочной жидкости с направлением струй из расчета перекрытия ими сечения кольцевой полости между стенками ствола скважины и фильтровой колонны. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области горного дела, в частности к способам и устройствам для сооружения скважин для добычи воды и другой текучей среды, и может быть использовано при закачивании скважин в процессе бурения или проведения ремонта скважин для борьбы с выносом песка из слабосцементированных и несцементированных продуктивных пластов. Известен способ сооружения фильтровой скважины с гравийной набивкой [1], заключающийся в установке фильтровой колонны, засыпке и промывке гравийной набивки. Известный способ обеспечивает оборудование скважин гравийно-обсыпными фильтрами в восходящем потоке промывочной жидкости, в условиях с низким пластовым давлением продуктивных горизонтов и поглощением промывочной жидкости мало эффективно, в связи с невозможностью полной очистки скважины от бурового шлама, выноса пластового песка и формирования гравийного фильтра. Известен также способ для гравийной набивки интервала внутри ствола скважины, включающий операции по спуску трубопровода с основной секцией фильтра и верхним обходным фильтром [2]. Наличие обходного фильтра несколько выравнивает скорости намыва гравия и обеспечения фракционирования частиц. Однако проблема недостаточной очистки от бурового шлама и пластового песка, также не решается, особенно при превышении давлений промывочной жидкости над пластовым. Наиболее близким аналогом изобретения является способ сооружения фильтровой скважины по изобретению [3], включающий операции установки инструмента с основным и дополнительными фильтрами, промывочной трубой со средствами блокирования потока промывочной жидкости, засыпку и промывку гравийной набивки. Недостатком способа является его недостаточная эффективность особенно при использовании в продуктивных пластах с низким пластовым давлением и поглощением промывочной жидкости. В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено создание способа сооружения фильтровой скважины, который обеспечивает оптимальное распределение гравия по всей прифильтровой зоне, и надежную полную очистку от бурового шлама и пластового песка и обеспечивает формирование естественного фильтра. Указанная задача решается тем, что способ сооружения фильтровой скважины, заключающийся в установке инструмента с фильтровой колонной в стволе скважины, засыпке и промывке гравийной набивки согласно изобретению подачу промывочной жидкости осуществляют по интервально через струйное устройство с направлением струй по радиусным кривым с перекрытием сечения кольцевой полости между стенками ствола скважины фильтровой колонной путем изменения величины радиуса кривизны струй. Известен инструмент для сооружения фильтровой скважины с гравийной набивкой [1], включающий трубопровод с фильтром и герметизирующим оголовком, опускаемый на бурильных трубах, съемно соединенных с обратным клапаном, закрепленным в отстойнике фильтра. Известный инструмент обеспечивает оборудование скважин гравийно-обсыпными фильтрами в восходящем потоке промывочной жидкости в условиях с низким пластовым давлением продуктивных горизонтов и поглощением промывочной жидкости мало эффективно, в связи с невозможностью полной очистки скважины от бурового шлама, выноса пластового песка и формирования гравийного фильтра. Известен также скважинный инструмент для гравийной набивки интервала внутри ствола скважины, включающий трубопровод с основной секцией фильтра и верхним обходным фильтром [2]. Наличие обходного фильтра несколько выравнивает скорости намыва гравия и обеспечения фракционирования частиц. Однако проблема недостаточной очистки от бурового шлама и пластового песка также не решается, особенно при превышении давлений промывочной жидкости над пластовым. Наиболее близким аналогом изобретения является инструмент для сооружения фильтровой скважины [3], включающий трубопровод с основным и дополнительными фильтрами, промывочную трубу со средствами блокирования потока промывочной жидкости. Недостатком инструмента является его малая эффективность особенно при использовании в продуктивных пластах с низким пластовым давлением и поглощением промывочной жидкости. В связи с тем, что снабжение инструмента промывочной трубой с блокирующими средствами и наличие обходного фильтра дают возможность управления потоком промывочной жидкости для хорошей набивки кольцевой полости фильтра, но не обеспечивают полную очистку фильтра от выбуренного шлама, пластового песка. В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено создание инструмента для сооружения фильтровой скважины, который обеспечивает оптимальное распределение гравия по всей прифильтровой зоне, и надежную полную очистку от бурового шлама и пластового песка и обеспечивает формирование естественного фильтра. Указанная задача решается тем, что инструмент для сооружения фильтровой скважины, включающий фильтровую колонну с гравийной набивкой, отстойник, в котором закреплен обратный клапан, промывочную трубу с блокирующими средствами и обратным клапаном, закрепленную к отстойнику с возможностью разъединения. Согласно настоящему изобретению инструмент снабжен струйным устройством, установленным между блокирующими средствами, установленными на корпусе, закрепленном к промывочной трубе верхней частью и выполненном с радиальными каналами. Кроме того, корпус блокирующих средств снабжен подпружиненным радиальным клапаном, связанным шарнирно в верхней части с обратным клапаном промывочной трубы и соединен нижней частью с отстойником через переводник с возможностью разъединения, выполненный с толкателем. Также струйное устройство выполнено в виде комплекта кольцевых сопел, образованных сферическими кольцами, радиусы кривизны которых взяты с центром на оси фильтровой колонны из расчета перекрытия сечения кольцевой полости между стенкам ствола скважины и фильтровой колонны, снабженными цилиндрическими опорными участками, верхние из которых с радиальными каналами. Сущность изобретения пояснена чертежами. На фиг.1 дано сечение инструмента в начальном положении. На фиг.2 – при проведении промывки. В ствол скважины 1 опускают фильтровую колонну 2 с отстойником 3, в котором закреплен обратный клапан 4 и переводник 5, соединенный с корпусом в блокирующих средств 7, 8. Верхняя часть корпуса 6 закреплена к промывочной трубе 9. Корпус 6 выполнен с радиальными клапанами, перекрытыми радиальным клапаном 10, к которому в верхней части шарнирно соединен обратный клапан 11 промывочной трубы 9. Между блокирующими средствами 7, 8 установлено струйное устройство, расстояние между блокирующими средствами 7, 8 регулируются дистанционной втулкой 12. Переводник 5 выполнен с толкателем 13. Струйное устройство выполнено в виде комплекта кольцевых сопел, образованных сферическими кольцами 14, снабженными цилиндрическими опорными участками, верхние из которых выполнены с радиальными каналами 15. Радиусы кривизны колец взяты с центром на оси фильтровой колонны из расчета перекрытия сечения кольцевой полости между стенками ствола скважины и фильтровой колонны. Сооружение гравийного фильтра в соответствии с настоящим изобретением заключается в следующем. Скважинный инструмент на промывочной трубе 9 спускают в ствол скважины 1. Для полной посадки фильтровой колонны 2 на забой включают подачи промывочной жидкости для призабойной промывки, при которой промывочная жидкость проходит через промывочную трубу 9, обратный клапан 4 в кольцевое пространство между отстойником 3 и стволом скважины 1. При этом буровой шлам и песок вымывается из скважины и осуществляется спуск фильтровой колонны на забой скважины. Вымытые шлам и песок через фильтровую колонну перетекают во внутреннюю полость. После посадки фильтровой колонны на забой прямую призабойную промывку выключают и производят порционную засыпку. Количество гравий набивки на одну порцию берут из расчета, чтобы перекрыть кольцевое пространство между блокирующими средствами 7, 8. После засыпки первой порции гравийной набивки разъединяют корпус 6 блокирующих средств 7, 8 от переводника 5, приподнимают инструмент над отстойником 3 и включают прямую промывку (см. фиг.2). При этом обратный клапан 11 промывочной трубы 9 становится в гнездо, выполненное в верхней части радиального клапана 10 и радиальный клапан 10, перемещается в нижнее положение, открывая радиальные каналы корпуса 6 блокирующих средств 7, 8. Промывочная жидкость через радиальные каналы 15, выполненные в цилиндрических участках верхних конических колец, проникает в кольцевые сопла струйного устройства. Во время промывки наряду с вымыванием бурового шлама и песка, осуществляется оптимальная укладка фракций гравийной набивки, соответствующая укладке в естественных условиях. Части бурового шлама и вымываемый песок с мелкими фракциями гравийной набивки транспортируются через фильтровую колонну на поверхность. Дальнейшие операции по засыпке и промывке гравийной набивки производятся аналогично. После промывки производится откачка скважины с обратной промывкой. Технический результат. 1. Сооружение фильтровой скважины с оптимальным распределением гравия по всей прифильтровой зоне. 2. Надежная и полная очистка скважины от бурового шлама и пластового песка. 3. Обеспечение формирования естественного фильтра. Пример осуществления способа. Ремонту и реконструкции подлежит вышедшая из строя в связи с длительной эксплуатацией скважина №102273/16 окского водоносного горизонта водозабора “Луковский лес”, г.Рязань. Скважина безфильтровая, глубина 160 м, обсажена на глубину 123 м от устья обсадной колонной 324 мм до выхода из строя эксплуатировалась с применением насосов типа ЭЦВ 8-16-140. Конкретные причины прекращения эксплуатации скважины: повышенная мутность откачиваемой воды. Для ремонта скважины производят следующие операции: 1. Очистку ствола скважины и расширение прифильтровой зоны 125-160 м до 350 мм. 2. Спуск обсадной колонны 3. Промывка скважины с одновременной засыпкой гравия с крупностью фракций от 0,5 до 10 мм до уровня 125 м от устья скважины и подсыпка по мере выноса мелких фракций и песка и образования естественного фильтра. 4. Замер динамического уровня для данной скважины он составляет 75 м от устья скважины. 5. Окончательная промывка скважины с обратной промывкой. 6. Проведение строительной откачки скважины. 7. Отбор проб откачиваемой воды и химический анализ. Источники информации 1. Оноприенко М.Г. Бурение и оборудование гидрогеологических скважин. М.: Недра, 1978. – с.90. 2. Патент РФ №2169254, МПК 7 Е 21 В 43/04, 20.06.2001. 3. Патент РФ №2209943, МПК 7 Е 21 В 43/04, 10.08.2003.
Формула изобретения
1. Способ сооружения фильтровой скважины, заключающийся в установке инструмента с фильтровой колонной в ствол скважины, засыпке и промывке гравийной набивки, отличающийся тем, что подачу промывочной жидкости осуществляют поинтервально по радиусным кривым через струйное устройство, выполненное в виде комплекта кольцевых сопел, образованных сферическими кольцами, радиусы кривизны которых взяты с центром на оси фильтровой колонны, с цилиндрическими опорными участками, верхние из которых выполнены с радиальными каналами, причем промывочную жидкость подают через кольцевые сопла с направлением струй в кольцевую полость между стенками ствола скважины и фильтровой колонны из расчета перекрытия струями сечения кольцевой полости. 2. Инструмент для сооружения фильтровой скважины, включающий фильтровую колонну с гравийной набивкой и отстойником, в котором закреплен обратный клапан, промывочную трубу с блокирующими средствами и обратным клапаном, закрепленную к отстойнику с возможностью разъединения, отличающийся тем, что он снабжен струйным устройством, установленным между блокирующими средствами, установленными на корпусе, закрепленном к промывочной трубе верхней частью и выполненным с клапанами, а струйное устройство выполнено в виде комплекта кольцевых сопел, образованных сферическими кольцами, радиусы кривизны которых взяты с центром на оси фильтровой колонны, с цилиндрическими опорными участками, верхние из которых выполнены с радиальными каналами для подачи через них промывочной жидкости с направлением струй из расчета перекрытия ими сечения кольцевой полости между стенками ствола скважины и фильтровой колонны.
РИСУНКИ
PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
(73) Патентообладатель(и):
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 22.08.2006 № РД0011457
Извещение опубликовано: 10.10.2006 БИ: 28/2006
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 21.11.2006
Извещение опубликовано: 20.02.2008 БИ: 05/2008
NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.04.2009
Извещение опубликовано: 20.04.2009 БИ: 11/2009
RH4A – Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение
Дата выдачи дубликата: 20.03.2009
Наименование лица, которому выдан дубликат:
Извещение опубликовано: 27.04.2009 БИ: 12/2009
|
||||||||||||||||||||||||||
245 мм с фильтром в нижней части длиной 35 м на инструменте для сооружения фильтровой скважины.
