Устройство для вибрационной обработки фильтров водозаборных скважин

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКО3 4У СВИДЕТЕЛЬСТВУ н11966174 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлеио 31 ° 03 ° 81 (21) 3269262/29-26

Р Ц К> з

1 с присоединением заявки ¹E 03 В 3/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 6,28.112 ъ . 2 (088. 8) Опубликовано 15.1082. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 15. 10. 82

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-,строительный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОИ ОБРАБОТКИ

ФИЛЬТРОВ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для восстановления их проиэВОдительнОсти путем Очистки фильтров и призабойных зон от колъМатирующих Отложений, увеличивающих гидравлические сопротивления и снижающих приток воды в скважины.

Известно устройство для очистки фильтровой трубы скважины гидравлическими импульсами, состоящее из размещенного на поверхности земли механического вибратора и присоединенной к нему буровой трубы, на которой в интервале водоносного горизонта установлены горизонтальные диски (.1 .

Недостатком данного устройства является то, что оно может применять.-. ся при сравнительно небольшой глубине размещения фильтровой трубы скважины, не превышающей 150 м, так как при использовании его на больших глубинах значительно возрастает масса колебательной системы и потребная 25 мощность привода вибратора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является устройство для вибрационной обработки фильтров скважин, состоящее из глубинного электромеханического вибратора, к которому присоединен шток с горизонтальными дисками. Это устройство по сравнению с предыдущим имеет значительно более широкую область. применения, так как может быть установлено на любой глубине от поверхности земпи(2).

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию, обусловленную наличием электродвигателя, а также вращающихся и трущихся элементов, что снижает надежность его работы. Кроме того, при его использовании не обеспечивается одновременной промывки фильтровой трубы, что уменьшает эффективность восстановле- . ния проницаемости фильтра.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение эффективности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем вибратор и присоединенную к нему трубу с дисками, вибратор выполнен в виде гидравлического аппарата, за» крепленного на нижнем конце колонны буровых труб и состоящего иэ цилиндрического корпуса с фланцами и направ.

966174 ляющим патрубком, закрепленными в верхней его части, и центральным отверстием в днище, трубок, сообцающих подфланцевую полость корпуса с колонкой буровых труб, и замкнутой камеры, расположенной под корпусом против центрального;отверстня, труба .с дисками проходит через направля- ющий патрубок, корпус и замкнутую камеру коаксиально ими снабжена упругой мембраной, закрепленной между фланцами, перепускным клапаном, перекрывающим центральное отверстие, стопорным кольцом и возвратной пружиной, расположенной между направляющим патрубком и стопорным кольцом, при этом в полости замкнутой камеры и между дисками труба выполнена с радиальными отверстиями.

Такое выполнение устройства позволяет производить колебания трубы с дисками действием потока воды, нагнетаемой под давлением в замкнутый корпус. Эта вода выбрасывается в виде пульсирующих струй высокого давления иэ радиальных отверстий на боко— вой поверхности трубы. Одновременное воздействие. гидродинамических импульсов, возникающих при вибрации дисков, и пульсирующих струй воды на кольматирующие отложения обеспечивает их эффективное разрушение, диспергирование и удаление за пределы фильтра. Кроме того, в предложенном устройстве отсутствуют вращающиеся и трущиеся детали, благодаря че му оно имеет достаточно простую конструкцию и высокую надежность в работе. с, На чертеже представлено схематично устройство, продольный разрез.

Устройство состоит иэ герметически закрытого цилиндрического корпуса 1,. внутри которого между фланцами 2 жестко закреплена упругая мемрана 3, выполненная из упругой стали или резины. Через мембрану 3 .по оси корпуса пропуцена труба 4, жестко закрепленная на мембране. На трубе

4 установлен перепускной клапан 5, который перекрывает центральное отверстие 6 в днище корпуса 1. Клапан

5 прижат к днищу посредством пружины 7, расположенной между направляющим патрубком 8 и стопорным кольцом 9, прикрепленным к трубе 4. Подача воды в полость 10 между мембраной

3 и клапаном 5 производится по трубкам 11, сообщающимся с колонной бурил ных труб 12, присоединенной к насосу высокого давления, расположенному на поверхности земли вблизи устья скважины на чертеже не показан) .

Под центральным отверстием 6 установлена замкнутая камера 13, через основание которой проходит труба 4, при этом место стыка снабжено сальником 14, предотвращающим утечку воды в полость фильтра, Внутри замкнутой камеры 13 труба 4 имеет на боковой поверхности входные радиальные отверстия 15. За пределами камеры 13 на трубе 4 установлены с интервалом 105 15 см диски 16, диаметр которых на

0,5-1,0 см меньше диаметра фильтра.

Между дисками 16 на боковой поверх-, ности трубы 4 .находятся выходные радиальные отверстия 17. Т Фба 4 q

10 дисками 16 заключена в цилиндрический стержневой каркас 18, служащий для предотврацения касания дисков

16 боковой поверхности фильтров (на чертеже не показан) °

Каркас сверху кРепится к корпу-. су 1, а снизу к опорному диску 19.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается на колонне труб 12 внутри фильтра скважины, после чего вода нагнетается насосом по трубе 12 и трубкам 11 в полость 10 корпуса 1. Под действием давления воды мембрана 3 отжимается, и жестко связанный с ней перепускной клапан 5 открывает центральное отверстие в днище корпуса 1. Вода устремляется в камеру 13, входит в отверстия 15, проходит по трубе 4 и выбрасывается в виде струй иэ от30 верстий 17, расположенных между дисками 16 °

° После этого давление воды в полость 10 падает, и под действием возвратной пружины 7 мембрана 3 и

35 клапан 5 возвращаются в начальное положение, перекрывая центральное отверстие в днище корпуса 1 и поступление воды в камеру 13. Затем цикл работы устройства повторяется в той

40 же последовательности, при этом мембрана 3 с жестко связанной с ней трубой и дисками 16 совершает возвратно-поступательное движение с одновременным пульсирующим истечением струй жидкости иэ отверстий 17.

При вибрации колебательной системы (трубы 4 с дисками 16) в воде, заполняющей фильтр,.образуются гидродинамические импульсы с давлением

0,5-2,0 Па. При одновременном воз50 действии высокочастотных гидродинамических импульсов и пульсирующих струй воды на кольматирующие фильтр и профильтровую зону отложения, препятствующие притоку воды, разрушают55 ся, диспергируются, и выносятся поь- током воды иа поверхность земли..

После обработки первой эоны фильтра, соответствующей длине трубы 4 c дйсками 16, наращивают колонну труб

12 на указанную длину и производят обработку следующего интервала фильтровой трубы. Таким образом фильтр скважины обрабатывают по всей длине.

Испытания показывают, что предло65 женное устройство при давлении 1 мПа, 966174

Формула изобретения и Расходе воды 1,0 л/с обеспечивает частоту колебаний 8-10 Гц/500600 кол/мин при амплитуде 4-6 мм.

При таких параметрах обеспечивается эффективная очистка фильтра от глинистой корки при обработке фильтра, искусственно закольматированного слоем глины, в течение 2-3 ч.

Таким образом, устройство обеспечивает очистку фильтра одновременным воздействием высокочастотных гидро- .динамических импульсов и -пульсирующих струй воды, что повышает эффективность его работы на 20-30% по сравнению с устройством, принятым за прототип. Кроме этого, предложенное устройство имеет более простую конструкцию за счет отсутствия вращающихся и трущихся элементов.

Устройство для вибрационной обработки фильтров водозаборных скважин, содержащее вибратор и присоединенную к нему трубу с дисками, о т л ичающее с я тем, что, с целью интенсификации процесса обработки фильтра и прифильтровой зоны и упрощения конструкции, вибратор выполнен в виде гидравлического аппарата, закрепленного на нижнем конце колонны буровых труб и состоящЕго из цилиндрического корпуса с фланцами и направляющим патрубком, закреплен5 ными в верхней его части, н центральным отверстием в днище, трубок, сообщающих подфланцевую полость корпуса с колонной буровых труб, и замкнутой камеры, расположенной под корпусом против центрального отверf0 стия, труба с дисками проходит через. направляющий патрубок, корпус и замкнутую камеру коаксиально ими снабжена упругой мембраной, закрепленной между фланцами, перепускньм кла)5 паном, перекрывающим центральное отверстие, стопорным кольцом и возвратной пружиной, расположенной между направляющим патрубком и стопорным кольцом, при этом в полости замкнутой,камеры и между дисками труба выполнена с радиальными отверстиями.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 26,2042, кл. Е 21 В 37/00, 1967.

2. Верстов В. В. О целесообразности применения погружиого виброоборудования для разглинизации скважин на во3Q ду. Труды ВНИИ1 С "Специальные строительные работы". Вып.43. Л., 1976, с. 3-10.

ВНИИПИ Заказ 7792/41

Тираж 781 Подписное

Филиал IIIIII ".Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,а