Вставной струйный насос и способ освоения скважин им

(51) 04 5/00 (2011.01) 04 5/24 (2011.01) 04 1/08 (2011.01) 21 15/25 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат изобретения расширение области применения и снижение затрат времени при освоении скважин. Для этого во вставном струйном насосе,снабженном поддоном,расположенным на корпусном элементе лифтовой колонны и образующий с опускаемым на нижнем конце нагнетательного трубопровода внутренним корпусным элементом струйный насос с выкидным каналом, образуемым наружной поверхностью нагнетательного трубопровода и внутренними стенками лифтовой колонны, поддон его выполнен в виде разделительного элемента с тупиковой камерой, расположенной в опускаемом внутреннем корпусном элементе, снабженном кольцевым соплом или аксиально расположенными струйными аппаратами,перекрытыми внутренней поверхностью лифтовых труб.(72) Сушко Сергей Михайлович Бегун Анатолий Данилович Повелицын Владимир Михайлович Пшеницын Александр Станиславович Латыпов Авис Самигуллинович(54) ВСТАВНОЙ СТРУЙНЫЙ НАСОС И СПОСОБ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН ИМ(57) Изобретение относится к насосам, в частности к вставным струйным насосам, используемым при извлечении жидких полезных ископаемых из скважин. 25891 Изобретение относится к насосам, в частности к вставным струйным насосам, используемым для извлечения жидких полезных ископаемых из скважин. Известен струйный насос (Патент 2195586,опуб. 27.12.2002), содержащий трубопроводы подвода и отвода текучей среды, центральный и аксиально расположенные сопла, снабженные смесительными камерами,соединенными с емкостью, наполненной откачиваемой текучей средой. Основным недостатком известного многосоплового струйного насоса является его значительные поперечные размеры, исключающие возможность использования его в качестве вставного струйного насоса. Известен вставной струйный насос (Булатов А.И., Долгов СВ. Спутник буровика. Книга 2. - М. Недра, 2006, рис. 19, 34), содержащий монтируемый на погруженный в откачиваемую среду конец лифтовой колонны корпусный элемент, образующий с опускаемым на нижнем конце нагнетательного трубопровода внутренним элементом струйный насос, смесительная камера которого, сообщена с зоной поступления откачиваемой среды. К основным недостаткам известного струйного насоса следует отнести сложность конструкции и узкий диапазон регулирования подачи. Известен вставной струйный насос(инновационный патент 23557, опубл. 15.12.2010 г. бюл.12, содержащий монтируемый на погружаемом в откачиваемую среду конце лифтовой колонный наружный корпусной элемент с поддоном, образующий с опускаемым на нижнем конце нагнетательного трубопровода внутренним элементом струйный насос. Основным недостатком известного вставного струйного насоса является то обстоятельство, что невозможно изменить местоположение струйного насоса относительно лифтовой колонны при необходимости освоения скважины. Известен способ освоения скважин (патент 2195586, опубл. 27.12.2002), включающий создание депрессии погружным струйным насосом. Основным недостатком известного способа освоения скважин является необходимость опускания в скважину двух трубопроводов,вызывающая больших затрат времени и усложнения средства для освоения скважины. Задачей группы изобретений является разработка вставного струйного насоса, обладающего более широким диапазоном использования и снижения затрат времени на освоение технологических скважин. Для этого во вставном струйном насосе снабженном поддоном,расположенным на корпусном элементе лифтовой колонны и образующим с опускаемым на нижнем конце нагнетательного трубопровода внутренним корпусным элементом струйный насос с выкидным каналом, образуемым наружной поверхностью нагнетательного трубопровода и внутренними стенками лифтовой колонны, поддон его выполнен в 2 виде разделительного элемента с тупиковой камерой, расположенной в опускаемом внутреннем корпусном элементе, снабженном кольцевым соплом или аксиально расположенными струйными аппаратами,перекрытыми внутренней поверхностью лифтовых труб. Такое устройство струйного насоса(в дальнейшем насос) позволяет создавать депрессию,располагая его в любом интервале лифтовой колонны. Изобретение поясняется прилагаемыми графическими материалами,где на фиг.1 представлена схема вставного струйного насоса с аксиально расположенными струйными аппаратами(в дальнейшем насос АН), на фиг.2 - вставной струйный насос с кольцевым соплом (в дальнейшем насос КС). Насос АН состоит из корпуса 1, к которому снизу присоединено кольцо 2 с аксиально расположенными соплами 3. Кольцо поджато поддоном 4 и посажено внутрь кожуха 5, поджатого,в свою очередь, посредством кольца за счет воздействия гайки, навинченной на хвостовик поддона 4. В рабочем состоянии (внутри лифтовой колонны) образуются аксиально расположенные камеры смешения 7, каналы эжектирования 8,диффузорные камеры 9. При сборке образуется напорная камера 10. Насос КС фиг.2 отличается тем,что сопло 11 его выполнено кольцевого типа посредством внутреннего 12 и внешнего 13 колец,камеры смешения 7 и диффузорная 8 имеют тороидальную конструкцию. При этом внешнее кольцо 13 расположено на верхнем торце (в расточке) кожуха 5, упираясь верхней поверхностью в упорные ребра 14 корпуса 15. При расположении вставного струйного насоса во внутренней полости лифтовых труб 16 при работе насоса ниже него образуется зона депрессии 17, а над ним - зона выкидного канала 18, характеризующегося более высоким давлением по сравнению с зоной 17. Освоение скважин с помощью вставных струйных насосов происходит следующим образом. Насос АН (фиг.1) опускают внутрь лифтовой колонны посредством бурильных труб или гибкой колонны на заданную глубину, вследствие чего формируются, как было описано выше, камера смешения 7, каналы эжектирования 8 и диффузорные камеры 9, за счет взаимодействия с внутренней поверхностью лифтовой колонны. По мере подачи через нагнетательный трубопровод и канал подачи 16 текучей среды (воздуха или жидкости), последняя отражаясь от донной поверхности поддона 4 поступает в сопла 3 кольца 2. Вследствие высокой скорости истечения текучей среды из сопел 3 вокруг выходящих струй в камерах смешения 7 образуются зоны разрежения, в которые эжектриуется через каналы эжектирования 8 дополнительная часть скважинной жидкости,которая смешиваясь с жидкостью, поступающей через сопла 3, перемещается в диффузорные камеры 9 и далее по межтрубному выкидному каналу 18 до устья скважины. 25891 При необходимости изменения величины депрессии насос перемещают на новый уровень. В случае монтажа кольцевого сопла 11 (фиг.2) процесс образования зоны депрессии 7 в поднасосном пространстве происходит более равномерно по всему периметру насоса КС. При этом камера смешения 7 практически имеет тороидальную конструкцию, плавно переходящую в диффузорную камеру 8, в которой происходит выравнивание скорости потока и давления текучей среды до величины,необходимой для транспортирования по выкидному каналу 18. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Вставной струйный насос, содержащий снабженный поддоном внешний корпусной элемент,расположенный на нижнем конце лифтовой колонны и образующий с опускаемым на нижнем конце нагнетательного трубопровода внутренним корпусным элементом струйный насос с выкидным каналом, образуемым наружной поверхностью нагнетательного трубопровода и внутренними стенками лифтовой колонны, отличающийся тем,что поддон его выполнен в виде разделительного элемента с тупиковой камерой, расположенной в опускаемом внутреннем корпусном элементе,снабженном кольцевым соплом или аксиально расположенными струйными аппаратами,перекрытыми внутренней поверхностью лифтовых труб. 2. Способ освоения скважин, включающий создание депрессии в лифтовой колонне установкой струйного насоса, отличающийся тем, что устанавливают вставной струйный насос по п.1 в любом заданном интервале лифтовой колонны и создают там депрессию.