Устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта

(51) 21 37/00 (2006.01) 21 37/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ кавитационных пузырьков, сокращение времени проведения РВР, расширения контура питания технологических жидкостей в призабойной зоне пласта (ПЗП), увеличение дебита откачных скважин,снижение материальных и энергетических затрат. Устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта выполнено с переменным сечением с конфузором на входе,переходящим в цилиндрическую часть, которая переходит в диффузор. В цилиндрической части закреплен активный элемент, выполненный в виде цилиндрической трубки конусообразной конечной частью с выходом в диффузор. Вдоль поверхности активного элемента выполнены выступы,образующие винтовые или тангенциально направленные каналы, с зазором между ними и внутренней поверхностью цилиндрической части корпуса. Диффузорная часть устройства снабжена патрубком, предназначенным для подачи воздуха или любого другого газа.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕКОЛЬМАТАЦИИ ФИЛЬТРОВ И ПРИФИЛЬТРОВОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА(57) Изобретение относится к добыче полезных ископаемых методом подземного выщелачивания(ПВ) и может быть использовано для освоения новых скважин и проведения ремонтновосстановительных работ (РВР) фильтров и прифильтровой зоны пласта малодебитных закольматированных скважин. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности обработки скважин при низких расходах декольматирующих агентов, за счет создания непрерывной гидромониторной паро(газо)-жидкостной струи устройством и подачи воздуха или любого другого газа в зону разряжения Изобретение относится к добыче полезных ископаемых методом подземного выщелачивания(ПВ) и может быть использовано для освоения новых скважин и проведения ремонтновосстановительных работ (РВР) фильтров и прифильтровой зоны пласта малодебитных закольматированных скважин. Известно устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта,представляющее собой гидроударник двойного действия. Оно содержит поршневой верхний клапан,размещенный в клапанной коробке, в верхней части которой выполнено отверстие, ограничитель хода клапана,дроссельное устройство,дифференциальный поршень-боек и наковальню(Предварительный патент РК 15614, МПК Е 21 В 6/02, публ. 15.04.2005, бюл. 4). Недостатком этого устройства является его низкая эффективность для диспергации кольматирующих образований, находящихся в прифильтровой зоне пласта. Известно устройство для декольматации фильтров и призабойной зоны пласта (Патент Российской Федерации 2121568, МПК Е 21 В 43/25, Е 21 В 28/00 опубл. 10.11.1998 г.). Оно содержит цилиндрический корпус с вертикальным центральным каналом, соединенным посредством резьбы с вышерасположенной цилиндрической обечайкой, имеющей внешнюю резьбу. Внутри обечайки установлен активный элемент,выполненный в виде шнека с перфорированной винтовой поверхностью,образованной металлической перфорированной полосой,скрученной вокруг продольной оси корпуса установки. Недостатком устройства является то, что на относительно больших глубинах требуется обеспечить высокое давление перед входом в устройство, что вызывает необходимость подачи большего количества жидкого рабочего агента. Это приводит к росту гидравлического сопротивления в подводящем трубопроводе и соответствующему повышению затрат мощности. Известно устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта (Патент Российской Федерации 2281389, МПК Е 21 В 43/25,Е 21 В 37/08, опубл. 10.08.2006 г.). Оно содержит корпус со сквозным продольным отверстием,имеющим входную цилиндрическую часть,переходящую в диффузор с углом раскрытия более 15, переходящим в выходную цилиндрическую часть, диаметр которой превышает диаметр входной цилиндрической части не менее чем в 4 раза. Переходная кромка между входной цилиндрической частью и диффузором выполнена по радиусу, не превышающему 200 мкм. Недостатком известного устройства является то,что оно ненадежно при выполнении работ в загрязненной жидкости (механические примеси,твердые выносы из ствола скважины) и недостаточно эффективно работает и не позволяет достаточно повысить дебет скважин. Кроме того, 2 устройство не позволяет непрерывно обрабатывать скважины, что повышает время обработки скважин. Наиболее близким к устройству для его осуществления является устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта. Устройство,предназначенное для проведения декольматации фильтров и прифильтровой зоны скважины подачей технической воды или специальной промывочной жидкости, выполнено с переменным сечением с конфузором на входе,переходящим в цилиндрическую часть, которая переходит в диффузор, в цилиндрической части закреплен активный элемент,выполненный в виде цилиндрической трубки конусообразной конечной частью с выходом в диффузор, вдоль поверхности активного элемента выполнены выступы,образующие винтовые или тангенциально направленные каналы, с зазором между ними и внутренней поверхностью цилиндрической части корпуса (Патент РК 23883, МПК Е 21 В 37/00, опубл. 15.04.11, бюл. 4). Задачей изобретения является создание устройства для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта,позволяющего повысить надежность работы в загрязненной жидкости,эффективность декольматации и увеличить дебет обработанных скважин, снизить время обработки. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности обработки скважин при низких расходах декольматирующих агентов, за счет создания непрерывной гидромониторной паро(газо)-жидкостной струи устройством и подачи воздуха или любого другого газа в зону разряжения кавитационных пузырьков, сокращение времени проведения РВР, расширения контура питания технологических жидкостей в призабойной зоне пласта (ПЗП), увеличение дебита откачных скважин,снижение материальных и энергетических затрат. Достижение технического решения по повышению эффективности обработки фильтров скважины и прифильтровой зоны пласта обеспечивается за счет создания непрерывной гидромониторной пара (газо)-жидкостной струи устройством и подачи воздуха или кислорода в зону разряжения кавитационных пузырьков. Для достижения технического результата в устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта, содержащее корпус со сквозным продольным отверстием с конфузором на входе, переходящим в цилиндрический участок, с последующим диффузором на выходе, в корпусе вдоль его продольной оси и с зазором относительно его стенок закреплен активный элемент, имеющий цилиндрическую часть,переходящую в конусообразную конечную часть, заканчивающуюся в диффузоре, на цилиндрической части активного элемента выполнены выступы,образующие тангенциально направленные каналы, причем диффузорная часть устройства снабжена патрубком,соединенным шлангом высокого давления для эжекции технического кислорода из воздуха или подачи воздуха или газов. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем проводится механическая обработка скважинных фильтров и прифильтровой зоны скважины путем подачи насосом потока от устья скважины до фильтровой зоны скважины технической воды или жидкого промывающего агента на основе поверхностно- активных веществ через размещенную в скважине либо колонну труб(буровые снаряды), либо пластиковый шланг (длина которого не меньше глубины забоя скважины) и преобразование данного потока в непрерывный поток пара- жидкостной смеси с помощью предлагаемого устройства, выполненного в виде полой трубки со входящим конфузором, поточной камерой, переходящей в диффузор, где создается высокое давление за счет схлопывания кавитационных пузырьков. Для усиления эффекта разрушения кольматантов и расширения зоны питания в диффузорную часть устройства подается технический кислород, либо любой другой газ через патрубок с помощью компрессора. Этот поток паражидкостной смеси направляется на фильтры. Изобретение иллюстрируется чертежом на фиг.1- устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта. Устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта содержит корпус 1 со сквозным продольным отверстием. Сквозное отверстие корпуса выполнено с конфузором 2 на входе, переходящим в цилиндрический участок 3, переходящую в диффузор 6 на выходе. Активный элемент 4 установлен внутри корпуса и закреплен на его входной части и выполнен в виде полой трубки с расширяющимся выходным сечением, диаметркоторого меньше диаметравыходной части диффузора 7 в 4-4,7 раза, а отношение расстояния сквозного участка между активным элементом и цилиндрическим участком 3 к выходной части диффузора 6 составляет не менее 4,5. Вдоль поверхности активного элемента выполнены выступы 5, образующие тангенциально направленные каналы. В диффузионной части выполнен патрубок 8 диаметром 5-10 мм для подачи технического кислорода, либо любого другого газа с помощью компрессорных установок. Активный элемент 4 (фиг.1) с тангенциально направленными шнеками на поверхности и внутренней полостью диаметром 4 мм крепится в корпусе с помощью крыльчатки 9 (фиг.1) и может быть стационарным или вращающимся. Угол раскрытия диффузора 6 может изменяться от 7 до 30, угол сужения конфузора 2 составляет 30, а длина цилиндрического участка 3 (фиг.1) может изменяться от 25 мм до 100 мм за счет секций,соединенных между собой резьбой (10). Устройство работает следующим образом. Техническая вода или промывочная жидкость(ПЖ), которая готовится заранее, подается в фильтровую зону скважины с помощью бурового насоса под давлением поступает в устройство посредством буровых снарядов или пластикового шланга, опускаемых в скважину до фильтровой зоны. Вода или ПЖ проходит через сужающуюся часть кавитатора конфузор 2 и через цилиндрический участок 3 направляется в диффузор 6, обтекая активный элемент 4. При этом суперкаверна,образованная в диффузоре устройства, при смыкании создает зону схлопывающихся микропузырьков,оказывающих направленное пульсационное кавитационно-кумулятивное воздействие на твердые химические или механические отложения за счет дополнительной активации посредством активного элемента 4. Вода или ПЖ кроме передачи гидродинамических колебаний в прифильтровой зоне удаляет разрушенные кольматанты (песок, глина, гипс) из зоны воздействия, а также, при наличии растворяющего компонента в составе ПЖ,растворяет гипсовые отложения, а дополнительно выполненный в диффузорной части патрубок для подачи воздуха или любого другого газа через компрессорные установки ускоряет вышеотмеченные процессы, а также расширяет зону охвата жидкостями за пределами фильтровой зоны скважины. Заявляемое устройство гидромеханической обработки скважин позволяет увеличить дебит скважины в среднем от 4 до 10 раз и более,упростить схему проведения РВР за счет проведения отдельных последовательных операций промывки,очистки и освоения в одну стадию. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для декольматации фильтров и прифильтровой зоны пласта выполнено с переменным сечением с конфузором на входе,переходящим в цилиндрический участок, который переходит в диффузор, в цилиндрической части закреплен активный элемент, выполненный в виде цилиндрической трубки конусообразной конечной частью с выходом в диффузор, вдоль поверхности активного элемента выполнены выступы,образующие тангенциально направленные каналы,с зазором между ними и внутренней поверхностью цилиндрической части корпуса, отличающееся тем,что диффузорная часть устройства снабжена патрубком, предназначенным для подачи воздуха или любого другого газа через шланг высокого давления.