Устройство многорежимной двухконтурной гидродинамической системы восстановления скважины.

(51) 21 37/00 (2006.01) 21 21/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ полигонов, подвергшиеся засорению в процессе эксплуатации. В предлагаемом устройстве, за счт применения Регулирующе - промывочной насадки, появляется возможность формировать режим работы промывочного устройства изменением направления потоков промывающих жидкостей высокого и низкого давлений без извлечения элементов оборудования из полости скважины. Регулирующе-промывочная насадка выполняет функции промывочного устройства, формирующего каналы подачи промывочной жидкости либо в призабойную зону, либо в полость обсадной трубы скважины, через промывочные сопла низкого давления и форсунку высокого давления, и модифицированного золотника - переключателя режима работ,состоящего из корпуса,направляющей золотникового штока,переключающего штока золотникового устройства и возвратной пружины. Управляющим воздействием, устанавливающим режимы обработки объектов восстановления,является давление в контуре высокого давления режим работы системы определяется его наличием или отсутствием, при этом шток золотникового устройства совместно с направляющим цилиндром,выполняет функцию поршня,снабжнного запорным клапаном.(72) Морозов Александр ВалерьевичМорозов Владимир ПетровичМорозов Валерий ПетровичРоманенко Александр Филиппович Морозов Владимир Валерьевич(73) Морозов Александр ВалерьевичМорозов Владимир ПетровичМорозов Валерий ПетровичМорозов Владимир Валерьевич Романенко Александр Филиппович(54) УСТРОЙСТВО МНОГОРЕЖИМНОЙ ДВУХКОНТУРНОЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ.(57) Областью применения предлагаемого устройства являются предприятия гидрометаллургической отрасли, занимающиеся извлечением металлов из рудных месторождений способом подземного выщелачивания. Изобретение относится к устройствам, позволяющим эффективно восстанавливать скважины технологических Изобретение относится к технологии разработки месторождений металлических руд методами подземного выщелачивания и может быть применено при восстановлении скважин в случаях снижения их дебита из-за кольматации, заиливания и др., как самого проходного сечения скважины и перфорации фильтрующих частей,так и прифильтрового пространства скважины со стороны рудного тела - призабойной зоны. Разработка представляемого устройства преследует цель оптимизации технологических примов восстановления скважин с обеспечением минимума энергетических и водных затрат в процессе восстановления скважин, минимизации числа операций, связанных с подъмом - спуском оборудования, что определяет минимум временных затрат. Обеспечение этих критериев диктуется в первую очередь пустынными и полупустынными условиями эксплуатации добывающих полигонов. Прототипом предлагаемого изобретения является Устройство двухконтурной гидродинамической очистки скважин подземного выщелачивания металлических руд, на которое выдан патент РК на изобретение за 24448. Совокупностью существенных признаков указанного прототипа является наличие двух контуров промывной жидкости. Давление одного из потоков возможно использовать в качестве управляющего воздействия. Поэтому существенным признаком наиболее близкого аналога является наличие двухконтурной системы циркуляции жидкости в системе очистки скважины. Оконечным устройством системы восстановления фильтрационной зоны и призабойной зоны (прототипа) являлись срез трубы,формирующей отток промывочной жидкости низкого давления и форсунка ФДТ (высокого давления). В процессе эксплуатации указанного выше устройства,выяснилась недостаточная эффективность его работы в процессе восстановления фильтрующей способности призабойного пространства. Объясняется это тем,что струя высокого давления, преодолевая толщу жидкости от сопла форсунки до породы в призабойной зоне, теряет свой напор на преодоление сопротивления среды и, увеличивая поперечное сечение с потерей скорости, теряет и гидродинамический напор. На эффективности промывки призабойного пространства сказывается недостаточный, для этой операции,дебит промывающей жидкости,обеспечиваемый насосом высокого давления,изначально определяемый соображением экономии ресурсов потребностью очистки внутрискважинного пространства. Для того, чтобы обеспечить энергетические потребности промывающего устройства при восстановлении проницаемости призабойной зоны,необходимо обеспечение промывочного потока по мере удаления от стенок фильтра в продуктивный пласт или в толщу гравийной обсыпки фильтров. Указанный технический результат достигается тем,что в систему двухконтурной гидродинамической очистки скважин, вводится устройство, выполняющее совмещнную функцию промывочной насадки и модифицированного золотника - Регулирующе - промывочная насадка,позволяющее устанавливать режим работы промывного устройства - перенаправлять подачу промывной жидкости низкого давления с высоким дебитом через перфорационные отверстия фильтрующей зоны скважины в призабойную зону или во внутреннюю полость скважины за счт перемещения переключающего штока золотникового устройства (20). Очистка объектов восстановления осуществляется струями высокого и низкого давления. Смотри Фиг.2, 3 - Состояние Регулирующе - промывочной насадки в режиме восстановления внутрискважинного пространства и Состояние Регулирующе - промывочной насадки в режиме восстановления призабойной зоны. В качестве управляющего воздействия при выборе режима работы системы восстановления скважины, используется давление жидкости в контуре высокого давления. Режим работы системы определяется его наличием или отсутствием Режим очистки внутрискважинного пространства. Режиму очистки внутрискважинной полости,перфорационных отверстий скважины и частично забойной зоны, прилегающей непосредственно к внешней стороне фильтра скважины, соответствует наличие большого давления в контуре большого давления. При этом, статическим напором потока промывающей жидкости высокого давления,происходит перемещение золотникового штока (20) устройства в нижнее положение.Режим промывки забойного пространства Этому режиму соответствует отсутствие высокого давления в контуре высокого давления. В этом режиме работы происходит перенаправление потока промывающей жидкости низкого давления 0- 1 МПа из канала внутренней полости скважины через отверстия фильтра скважины в прилегающую призабойную область рудного тела. При этом, в силу отсутствия напора жидкости высокого давления, происходит перемещение золотникового штока возвратной пружиной (19) устройства в верхнее положение.Пульсирующий режим работы устройства. В этом режиме за счет переменного включения выключения высокого давления (осуществляется устройством (14), формирующим закон изменения высокого давления) и, соответственно, переменой подачи потока низкого давления 0-1 МПа в призабойную зону создатся режим, близкий к режиму последовательных гидравлических ударов на соответствующий участок призабойной зоны. Работа регулирующей насадки во всех трх режимах поясняется схемами Фиг.1,2,3,4 где Емкость с промывной водой низкого давления. мкость с промывной водой высокого давления. Насос низкого давления. Насос высокого давления. Шланг промывочной жидкости низкого давления. Шланг промывочной жидкости высокого давления. Обсадочная труба скважины. Зона фильтра. Корпус Регулирующе-промывочной насадки. Форсунка ФДТ (высокого давления). При наличии высокого давления (Рв 0) в контуре высокого давления (Схема А - режим промывки внутрискважинного пространства и перфорационных отверстий фильтра) статическим напором контура высокого давления переключающий шток золотникового устройства(20) регулирующей насадки перемещается и клапан(23) открывает канал А (21) насадки, через которые промывочная жидкость низкого давления податся в полость обсадной колонны, обеспечивая вынос разрушенного материала (продукта очистки) на оголовок скважины. При этом разрушение кольматантных и заиливающих отложений во внутренней полости скважины и перфорационных отверстиях фильтра скважины осуществляется струями высокого давления (до 350 бар),подаваемых из сопел вращающейся форсунки высокого давления (10). При сбросе (отключении) высокого давления(Рв 0) (схема В - режим промывки призабойного пространства) переключающий шток золотникового устройства(20) регулирующей насадки устанавливается возвратной пружиной (19) в положение,при котором клапаном(23) перекрывается канал А (21) и открывается канал В (22), подающие жидкость низкого давления через отверстия фильтра скважины обсадной колонны в забойную зону. При этом поочердно, по мере продвижения Регулирующе-промывочной насадки по высоте фильтра, к отверстиям фильтра скважины подключаются промывочные сопла низкого давления насадки (17), через которые жидкость насоса низкого давления 0,5 -1,0 МПа с большим дебетом податся в призабойную зону рудного пласта, обеспечивая необходимое давление промывающей жидкости по всему объму призабойной зоны. При этом часть заиливающей компоненты уносится вглубь пласта, а часть попадает в полость обсадной колоны, и в следующем цикле промывки полости выносится на оголовок скважины. С введением в схему системы двухконтурной гидродинамической очистки скважины Отстойная зона. Призабойная зона. Окна фильтра. Устройство, формирующее закон изменения высокого давления. Поток промывочной жидкости низкого давления. Поток промывочной жидкости высокого давления. Промывочное сопло низкого давления. Направляющая золотникового штока Пружина золотникового устройства. Переключающий шток золотникового устройства Канал А Канал В Клапан переключающего штока. Регулирующе-промывочной насадки, способной реализовать функцию релейного звена, появляется возможность влиять на параметры энергетического агента, восстанавливающего работоспособность фильтрующего устройства скважины промывной жидкости - непосредственно в обрабатываемой зоне объекта. Наиболее перспективным, в данном случае,является формирование в призабойной зоне режима,при котором закон изменения давления в зоне соответствует гидравлическому удару или близком по характеристикам к нему. На Фигуре 4, приведены графики изменения давлений, поясняющие режимы работы золотникового устройства Регулирующепромывочной насадки. Из протекания графиков давлений в контурах высокого и низкого давлений видно, что эти давления находятся в противофазах. При этом воздействие, на призабойную зону скважины, осуществляется в течение всего периода процесса время воздействия высокого давления Тим сменяется временем Тскв - низкого давления и т.д. В любом режиме обработка призабойной зоны осуществляется послойно перемещением Регулирующе - промывочной насадки по высоте зоны фильтрации, что исключает появление локальных промоин в толще материала призабойной зоны и утечки в не промывающей жидкости при заиленной или кольматированной основной фильтрующей поверхности скважины. Изобретение может быть реализовано на месторождениях подземного выщелачивания полиметаллических руд, золотоносных и урановых месторождениях. Ближайшие аналоги заявленного устройства, отличающиеся указанными выше недостатками,используются на урановых месторождениях Казахстана. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство многорежимной двухконтурной гидродинамической системы восстановления скважины,содержащее контуры подачи промывающей жидкости высокого и низкого 3 давлений,объекты восстановления работоспособности скважины внутрискважинную полость, скважинный фильтр с отверстиями, зону фильтрации, призабойную зону, отличающееся тем, что содержит регулирующе-промывочную насадку, выполняющую функции промывочного устройства,формирующего каналы подачи промывочной жидкости либо в призабойную зону через промывочные сопла низкого давления, либо в полость обсадной трубы скважины,и модифицированного золотника - переключателя режима работ,состоящего из корпуса, 4 направляющей золотникового штока,переключающего штока золотникового устройства,форсунки высокого давления, возвратной пружины,при этом управляющим воздействием,устанавливающим режимы обработки объектов восстановления, является давление в контуре высокого давления - режим работы системы определяется его наличием или отсутствием, для чего шток золотникового устройства, выполняющий функцию поршня, снабжн запорным клапаном,перенаправляющим поток жидкости в каналы скважинного пространства или призабойной зоны.