Устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ФИЛЬТРА СКВАЖИНЫ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Белгорхимпром(72) Авторы Смычник Анатолий Данилович Шемет Сергей Федорович Шейко Андрей Михайлович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Белгорхимпром(57) 1. Устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины, содержащее насос для подачи реагента, верхний и нижний горизонтальные пакеры, выполненные в виде фланцев с резиновой манжетой и установленные на расстоянии один от другого, отводящую и подводящую линии, секторные нагнетательные и всасывающие циркуляционные камеры, отличающееся тем, что содержит гидравлические горизонтальные пакеры, имеющие гидравлическую связь между собой при помощи соединительного патрубка, состоящие из отдельных пластин, соединенных между собой эластичной манжетой с возможностью их раскрытия под действием напора насоса поворотную распределительную камеру, состоящую из поворотной платформы, герметичной перегородки, неподвижной гильзы, смонтированной на горловине насоса, имеющей гидравлическую связь с горизонтальными пакерами 62182010.04.30 через отверстие напорную флейту с краном для возможности регулирования степени раскрытия горизонтальных гидравлических пакеров и со струенаправляющими насадками вертикальные пакеры, состоящие из выдвижной герметизирующей панели с направляющими колесами, передвигающейся внутри неподвижной перегородки по направляющим. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что концевые участки неподвижной перегородки каждого вертикального пакера уплотняются с помощью паза, образованного уголками, смонтированными на пластине горизонтального гидравлического пакера. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что напорная флейта имеет заглушку на концевом участке.(56) 1. А.с. СССР 1654473, МПК Е 03 В 3/15, опубл. 07.06.91 // Бюл.21. 2. Патент РБ 10296, МПК Е 03 В 3/00, Е 21 В 43/00 опубл. 28.02.2008 // Афцыйны бюл.1 (прототип). Полезная модель относится к эксплуатации водозаборных скважин и может быть использована для реагентной декольматации, в частности к устройствам для восстановления проницаемости фильтров и прифильтровых зон скважин при их кольматации осадками различного происхождения. Известно устройство для реагентной обработки скважин 1, содержащее насос с электродвигателем для подачи реагента, колону водоподъемных труб с верхними и нижними пакерами, установленными на расстоянии один от другого, причем каждый пакер выполнен составным из фланцев и эластичной кольцевой манжеты, расположенной между фланцами, при этом в нижнем фланце верхнего пакера и в верхнем фланце нижнего пакера выполнены отверстия для подачи реагента с возможностью их открывания при расширении манжет в рабочем положении пакеров. Недостатками известного устройства являются низкая эффективность очистки, обусловленная несовершенством пакеров из фланцев, что приводит к движению реагента внутри фильтра, минуя гравийную обсыпку, а также необходимость использования громоздких водоподъемных труб и кранового оборудования для монтажно-демонтажных работ. Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для реагентной обработки скважины 2 (прототип), содержащее насос для подачи реагента, верхний и нижний горизонтальные пакеры, установленные на расстоянии один от другого, нагнетательный патрубок и вертикальные разделительные перегородки, каждая из которых прикреплена к верхнему и нижнему горизонтальным пакерам и нагнетательному патрубку с возможностью образования секторных нагнетательных и всасывающих циркуляционных камер, отводящую линию и подводящую линию с установленными на ней всасывающими радиальными патрубками, причем нагнетательный патрубок выполнен с отверстиями, между которыми расположены эластичные диски, установленные в секторных нагнетательных циркуляционных камерах, а насос выполнен с вибрационным приводом в виде электромагнитного возбудителя. Недостатками этого устройства являются отсутствие возможности контроля герметизации горизонтальных пакеров и высокая вероятность утечек реагента через резиновую уплотняющую вставку вертикальной разделительной перегородки за счет ее неплотного прилегания к фильтру скважины, что приводит к уменьшению глубины проникновения циркуляционного потока реагента за фильтр скважины в прифильтровую зону и снижает эффективность декольматационных работ. Кроме того, предложенная технологическая схема предполагает использование устройства (например, эрлифта) для откачки продуктов реакции после регенерации, что приводит к усложнению и удорожанию ремонтновосстановительных мероприятий на скважине. 2 62182010.04.30 Задача полезной модели заключается в повышении эффективности регенерации фильтра и прифильтровой зоны. Для решения поставленной задачи устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины, содержащее насос для подачи реагента, верхний и нижний горизонтальные пакеры, выполненные в виде фланцев с резиновой манжетой и установленные на расстоянии один от другого, отводящую и подводящую линии, секторные нагнетательные и всасывающие циркуляционные камеры, дополнительно содержит гидравлические горизонтальные пакеры, имеющие гидравлическую связь между собой при помощи соединительного патрубка и состоящие из отдельных пластин, соединенных между собой эластичной манжетой с возможностью их раскрытия под действием напора насоса поворотную распределительную камеру, состоящую из поворотной платформы, герметичной перегородки, неподвижной гильзы, смонтированной на горловине насоса, имеющей гидравлическую связь с горизонтальными пакерами через отверстие напорную флейту с краном для возможности регулирования степени раскрытия горизонтальных гидравлических пакеров и со струенаправляющими насадками вертикальные пакеры, состоящие из выдвижной герметизирующей панели с направляющими колесами, передвигающейся внутри неподвижной перегородки по направляющим. Концевые участки неподвижной перегородки каждого вертикального пакера уплотняются с помощью паза, образованного уголками, смонтированными на пластине горизонтального гидравлического пакера. Напорная флейта имеет заглушку на концевом участке. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для циркуляционной декольматации фильтра скважины на фиг. 2 изображен вид горизонтального пакера снизу на фиг. 3 - конструкция соединения отдельных пластин с эластичной манжетой на фиг. 4 - конструкция вертикального пакера на фиг. 5 изображен разрез Б-Б на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 7 изображен разрез Д-Д в положении 1 поворотной распределительной камеры на фиг. 8 изображен разрез Д-Д в положении 2 поворотной распределительной камеры на фиг. 9 - схема функционирования поворотной распределительной камеры на фиг. 10 изображен разрез Г-Г. Устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины содержит отводящую линию 1 и подводящую линию 2, соединенные с поворотной распределительной камерой 3, состоящей из поворотной платформы 4 с тремя отверстиями 5 и неподвижной гильзы 6 с двумя отверстиями 7 (фиг. 9), смонтированной на горловине 8 насоса 9, с герметичной перегородкой 10. Поворотная распределительная камера 3 имеет гидравлическую связь через отверстие 11 с горизонтальными гидравлическими пакерами 12 лепесткового типа, состоящими из отдельных пластин 13, соединенными между собой эластичной манжетой 14. На подводящей линии 2 установлен обратный клапан 15. Насос 9 установлен под защитой кожуха 16 с отверстием 17, расположенного в нижней части погружного устройства 18. К кожуху 16 крепятся вертикальные пакеры 19, состоящие из выдвижной герметизирующей панели 20 с направляющими колесами 21, выдвигающимися с помощью пружины 22, и уплотняющейся манжеты 23. Выдвижная герметизирующая панель 20 перемещается внутри неподвижной перегородки 24 по направляющим 25 с помощью пружины 26. Концевые участки неподвижной перегородки 24 вертикального пакера 19 уплотняются с помощью паза, образованного уголками 27, смонтированными на пластине 13 горизонтального гидравлического пакера 12 лепесткового типа. К горизонтальным гидравлическим пакерам 12 устанавливается напорная флейта 28 с краном 29 и струенаправляющими насадками 30, и заглушкой 31. Гидравлическая связь между горизонтальными пакерами 12 обеспечивается с помощью соединительного патрубка 32. Устройство работает следующим образом. При помощи грузоподъемного средства (не показано) устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины опускается на кабель-тросе (не показан) до верхнего интервала закольматированного фильтра. Далее при помощи подводящей линии 2 через обратный клапан 15 при положении 1 поворотной распределительной камеры (фиг. 7) 3 62182010.04.30 подается реагент посредством соединительного патрубка 32 в горизонтальные гидравлические пакеры 12 и через напорную флейту 28 поступает за контур закольматированного фильтра. Затем происходит перекрытие подводящей линии 2 и включается насос 9, и благодаря сопротивлению крана 29 создается напор, энергия которого достаточна для преодоления жесткости эластичной манжеты 14 и раскрытия горизонтальных гидравлических пакеров лепесткового типа, и герметизации обрабатываемого интервала фильтра скважины. Под действием жесткости пружин 26 происходит выталкивание выдвижной герметизирующей панели 20 и с помощью резиновой манжеты 23 происходит уплотнение вертикальных пакеров 19 к фильтру скважины. Направляющие колеса 21 обеспечивают плавный вход (выход) погружного устройства 18 в скважину и его безфрикционное перемещение вдоль оси скважины. Сила нажатия колес 21 регулируется с помощью жесткости пружины 22. После герметизации интервала скважины вертикальными 19 и горизонтальными гидравлическими пакерами 12 поток реагента через напорную флейту 28 преобразуется с помощью струенаправляющих насадок 30 в струю и устремляется за контур закольматированного фильтра, и локализуется в его окрестности в зоне сосредоточения основной массы кольматирующих соединений. Далее поток увлекается во всасывающий сектор скважинного устройства 18 и через отверстие 17 попадает в пространство между кожухом 16 и двигателем насоса 9, тем самым охлаждает двигатель насоса 9, что обеспечивает непрерывную работу погружного устройства 18 на заданном интервале фильтра скважины. Процесс повторяется в одном интервале до тех пор, пока не стабилизируется нагрузка на двигателе насоса 9, контролируемая показанием амперметра (не показан) или показанием датчика электропроводности. После этого насос 9 отключается и под действием жесткости манжеты 14 происходит отжатие горизонтальных пакеров и возврат их в исходное положение. Далее при помощи отводящей линии 1 поворотная распределительная камера 3 поворачивается на 90 градусов в положение 2 (фиг. 8). При этом вход в горизонтальный гидравлический пакер и в подводящую линию благодаря обратному клапану 15 остается перекрытым и жидкость, насыщенная продуктами реакции реагента и кольматанта, при включенном насосе 9 устремляется по отводящей линии 1 за пределы скважины. После прокачки отключают насос 9 и погружное устройство 18 перемещают в следующий интервал закольматированного фильтра и процесс повторяется. Устройство для циркуляционной регенерации фильтра скважины создает циркуляционный горизонтальный поток, локализованный в окрестности фильтра скважины, где сосредоточена основная масса кольматирующих отложений. Предложенная усовершенствованная конструкция самоуплотняющихся вертикальных и горизонтальных гидравлических пакеров лепесткового типа дает возможность обеспечивать герметизацию обрабатываемого интервала фильтра и минимизировать утечки реагента вдоль фильтра скважины. В результате этого создаются условия для увеличения скорости движения реагента в закольматированном грунте, интенсифицируя реакцию растворения осадка в реагенте, и повышается эффективность обработок. Наличие поворотной распределительной камеры позволяет производить выброс продуктов реакции тем же насосом без привлечения дополнительных механизмов (например, эрлифта) по удалению образовавшегося шлама. В результате уменьшается время обработки скважины и стоимость декольматационных работ. Используемый реагент может содержать стабилизаторы,ингибиторы коррозии и интенсификаторы. Таким образом, за счет более совершенной герметизации циркуляционных секторных камер, приводящей к локализации потока реагента в окрестности фильтра скважины, где сосредоточена основная масса кольматирующих соединений, и увеличения скорости горизонтальной циркуляции потока жидкости - основного фактора, интенсифицирующего процесс растворения и выноса продуктов реакции, достигается равномерная степень проницаемости фильтра и прифильтровой зоны, что в совокупности повышает эффективность регенерации фильтра и прифильтровой зоны. 4 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5