RU2190064C2 - Well and well operation - Google Patents
Well and well operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190064C2 RU2190064C2 RU2000128480A RU2000128480A RU2190064C2 RU 2190064 C2 RU2190064 C2 RU 2190064C2 RU 2000128480 A RU2000128480 A RU 2000128480A RU 2000128480 A RU2000128480 A RU 2000128480A RU 2190064 C2 RU2190064 C2 RU 2190064C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- filter
- well
- regeneration
- pipe
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 97
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 47
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 14
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 7
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 7
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 claims description 3
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims 3
- 230000000454 anti-cipatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 claims 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 claims 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 14
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 abstract description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 abstract description 2
- 241001443588 Cottus gobio Species 0.000 abstract 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 abstract 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- -1 casing Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к устройству, оборудованию и эксплуатации скважин на воду, то есть к области водозаборов подземных вод, систем вертикального дренажа, пополнения запасов подземных вод через нагнетательные скважины, а также нефтяных и газовых скважин, и предназначена для очистки скважин от различных кольматирующих отложений и песка и может быть использована для водоснабжения и на промыслах нефтяной и газовой промышленности. The group of inventions relates to the device, equipment and operation of wells for water, that is, to the field of groundwater abstractions, vertical drainage systems, replenishment of groundwater through injection wells, as well as oil and gas wells, and is intended for cleaning wells from various matting deposits and sand and can be used for water supply and in the fields of oil and gas industry.
Известна водозаборная скважина, в которой осуществляются механические колебания и регенерация межтрубной засыпки, которая содержит соосно перфорированные трубы фильтра с засыпкой гранулированного материала между ними, погружной насос, элемент для передачи колебаний от насоса засыпки и пружину, например (см. авт. свид. СССР 1506036, кл. Е 03 В 3/18, 1987). A well is known to be a water well in which mechanical vibrations and regeneration of the annular filling are carried out, which contains coaxially perforated filter pipes with filling of granular material between them, a submersible pump, an element for transmitting vibrations from the filling pump and a spring, for example (see ed. Certificate of the USSR 150603636 Cl. E 03 B 3/18, 1987).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известной скважине не осуществляется затрубная регенерация в прифильтровой зоне и труб, что независимо от межтрубной регенерации, безусловно, ведет к затрубной кольматации, снижению удельного дебита и прекращению работы скважины раньше нормативного срока, а также устройство усложняет условия водоотбора и вызывает пескование фильтра при постоянной вибрации межтрубной засыпки работающим насосом через каверны затрубного пространства, образованные во время водоотбора, и не решает проблем удаления песка и осадка из глубоких скважин без демонтажа погружного насоса и монтажа очистного агрегата. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that annular regeneration in the prefilter zone and pipes is not carried out in a known well, which, regardless of the annular regeneration, certainly leads to annular mudding, a decrease in the specific flow rate and termination of work wells earlier than the norm, and the device complicates the conditions for water withdrawal and causes sanding of the filter with constant vibration of the annular filling with a running pump Through the caverns of the annulus formed during the sampling, it does not solve the problems of removing sand and sediment from deep wells without dismantling the submersible pump and installing the treatment unit.
Известен фильтр водозаборной скважины, повышающий ремонтопригодность фильтровой колонны в случае ее досрочного выхода из эксплуатации из-за повреждения и содержащий перфорированную трубу, уплотнительный конус из листовой стали, эластичную прокладку, фланцы, втулки, колонну монтажных труб, упоры и гайки, эксцентрики с муфтами, например (см. авт. св. СССР 1654474, кл. Е 03 В 3/18; 3/06, 1991). A well-known filter is a water well that improves the maintainability of the filter column in the event of its early decommissioning due to damage and contains a perforated pipe, a sealing cone made of sheet steel, an elastic gasket, flanges, bushings, a column of mounting pipes, stops and nuts, cam with couplings, for example (see ed. St. USSR 1654474, class E 03 B 3/18; 3/06, 1991).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании фильтра, относится то, что в известном фильтре в результате кольматации в процессе эксплуатации трудоемко демонтировать фильтр из-за наличия резьбовых соединений и сложности монтажа и конструкции, а также снижение дебита из-за кольматации в прифильтровой зоне и наличие проблем с пескованием. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a filter include the fact that in a known filter, as a result of mudding during operation, it is difficult to dismantle the filter due to the presence of threaded connections and the complexity of installation and construction, as well as a decrease in flow rate due to mudding in filter zone and sanding problems.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству в группе изобретений по совокупности признаков является фильтр водозаборной скважины, в котором осуществляются механические колебания затрубной обсыпки прифильтровой зоны скважины, который содержит опорный каркас из перфорированной трубы, проволочные спирали, фильтрующее покрытие в виде сетки, скобы и эластичный шланг с компрессором или насосом, например (см. авт. св. СССР 1661306, кл. Е 03 В 3/18, 1989). The closest device of the same purpose to the claimed device in the group of inventions according to the totality of features is a water well filter, in which mechanical vibrations of the annular sprinkling of the prefilter zone of the well are carried out, which contains a support frame of a perforated pipe, wire spirals, a filter coating in the form of a mesh, brackets and flexible hose with compressor or pump, for example (see ed. St. USSR 1661306, class E 03 B 3/18, 1989).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании принятого за прототип известного фильтра, относится то, что в известном фильтре эластичный шланг и скобы снижают скважинность фильтра, низкая эффективность регенерации из-за эластичности шланга, устройство также требует больших энергозатрат для преодоления сжимающих усилий грунта и весьма неэффективно из-за кольматации, достигающей от 10-15 см до 2-3 м в радиусе от ствола фильтровой колонны, а также не решает проблем с пескованием и ремонтопригодностью фильтровой колонны. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known filter adopted for the prototype include the fact that in the known filter, an elastic hose and staples reduce the filter duty cycle, low regeneration efficiency due to the elasticity of the hose, the device also requires high energy consumption to overcome compressive forces soil and is very inefficient due to mudding, reaching from 10-15 cm to 2-3 m in radius from the barrel of the filter column, and also does not solve problems with sanding and repair odnostyu a filter column.
Наиболее близким также устройством того же назначения к заявленному устройству в группе изобретений по совокупности признаков является скважина, в которой осуществляется механическая регенерация межтрубной засыпки и удаление песка и осадка из отстойника скважины во время водоотбора, которая содержит внутреннюю и наружную перфорированные трубы с размещенными между ними фильтрующим материалом и подпружиненными электромагнитными кольцами, электромагнитом, струйным насосом, соленоидным вентилем, подающе-отводящим трубопроводом, датчиком динамического уровня воды в скважине и исполнительным механизмом, например (см. авт. св. СССР 1335656, кл. Е 03 В 3/15; 3/18, 1986). The closest device of the same purpose to the claimed device in the group of inventions according to the totality of features is a well in which mechanical regeneration of the annular filling and removal of sand and sediment from the sump of the well during sampling is carried out, which contains internal and external perforated pipes with a filtering filter placed between them material and spring-loaded electromagnetic rings, electromagnet, jet pump, solenoid valve, supply and exhaust pipe, sensor a dynamic water level in the well and an actuator, for example (see ed. St. USSR 1335656, class E 03 B 3/15; 3/18, 1986).
К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известной скважины, относится то, что в известной скважине не осуществляется механическая затрубная регенерация в прифильтровой зоне из-за отсутствия в ней вибрации, не удаляется песок и осадок из ствола скважины и отстойника из глубоких скважин (более 100 м) во время водоотбора, снижается скважинность фильтра размещенными в нем электромагнитами, не исключаются ложные включения устройства регенерации датчиком динамического уровня воды в скважине за счет снижения притока воды в самом водоносном горизонте, а не в прифильтровой зоне за счет кольматации. The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using a well-known well include the fact that in the well-known well mechanical annular regeneration is not carried out in the filter zone due to the absence of vibration in it, sand and sediment are not removed from the wellbore and sump from deep wells ( more than 100 m) during sampling, the filter duty cycle decreases by the electromagnets placed in it, false switching on of the regeneration device by the dynamic water level sensor in the wells is not excluded by reducing the flow of water in the aquifer, rather than prifiltrovoy area due to clogging.
Известен способ гидродинамической вибрационной обработки эксплуатирующихся скважин путем восстановления проницаемости прифильтровой зоны в основном за счет сообщения ей импульсов гидродинамического давления при фиксированных колебаниях рабочего органа в фильтровой колонне, где минимальные значения амплитуды давления соответствуют моменту восстановления проницаемости фильтра и призабойной зоны, например (см. рис. 112, с. 225 и с. 224, абзац 3 снизу, книга "Вибрационная техника и технология в свайных и буровых работах", авторы М. Г. Цейтлин, В.В. Верстов, Г.Г. Азбель, изд. Стройиздат, Ленинград, 1987 г.). There is a known method of hydrodynamic vibration processing of operating wells by restoring the permeability of the filter zone mainly due to the transmission of hydrodynamic pressure pulses to it with fixed oscillations of the working body in the filter column, where the minimum pressure amplitude values correspond to the moment of restoration of the filter permeability and bottom-hole zone, for example (see Fig. 112, p. 225 and p. 224, paragraph 3 below, the book "Vibration Engineering and Technology in Pile and Drilling Operations", authors M. G. Zeitlin, V. .V. Verstov, G.G. Azbel, ed. Stroyizdat, Leningrad, 1987).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа обработки скважины, относят то, что в известном способе обработки скважины, закольматированной в процессе эксплуатации осадками, обработку ведут после демонтажа трубопроводной обвязки, эксплуатационного насоса, чистки ствола скважины желонкой, монтажа вибрационного оборудования и вибрирования по 20-30 мин несколько раз с перерывами в 10-15 мин, что не обеспечивает эффективного восстановления проницаемости закольматированной прифильтровой зоны, также не исключает пескования затрубного пространства во время водоотбора. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the well-known method of treating a well include the fact that in the known method of treating a well that has been colmated during operation by precipitation, the treatment is carried out after dismantling the piping, production pump, cleaning the borehole with a chute, and installing vibration equipment and vibrations of 20-30 minutes several times with breaks of 10-15 minutes, which does not provide an effective restoration of permeability prifiltrovoy second zone does not exclude sandsing annulus during water intake.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ ударно-вибрационной обработки артезианской скважины, в котором путем ударно-вакуумной обработки ведут декольматацию и разглинизацию скважины, состоящую в гидромеханическом разрушении кольматанта и глины с предварительной очисткой от наносов песка и глины в области основного водотока и последовательного создания интенсивных импульсов давления определенной частоты и вакуумных полостей, например (см. с. 28, журнал "Водоснабжение и санитарная техника" 6, 1999 г. ). The closest method of the same purpose to the claimed method in the group of inventions according to the totality of features is a method of shock-vibration treatment of an artesian well, in which, by means of shock-vacuum treatment, the well is decolmatized and wedged out, which consists in hydromechanical destruction of mud and clay with preliminary cleaning of sand deposits and clay in the area of the main watercourse and the consequent creation of intense pressure pulses of a certain frequency and vacuum cavities, for example (see p. 28, Journal "Water Supply and Sanitary Engineering" 6, 1999).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относят то, что в известном способе обработки скважины также необходимо обрабатывать уже образовавшийся кольматант в процессе эксплуатации скважины, затрачивать большое время на цикл регенерации и на их подготовку, связанную с монтажом и демонтажем оборудования в области основного водопритока, большую стоимостью работ по восстановлению производительности скважины, составляющую до 30% от стоимости новой скважины, малую эффективность разрушения кольматанта после его образования на неподвижной внешней стороне трубы фильтра, так как скважинность фильтровой колонны в области водотока не превышает 25% от площади всей его поверхности, то 75% его площади поверхности и соответствующие им фильтрующие площади зон водотока вокруг фильтровой колонны подвержены кольматации и остаются неочищенными, из-за чего после обработки период повышения водоотбора между периодами регенерации необоснованно снижается, уменьшая срок службы скважины против нормативного в 5-6 раз. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted for the prototype include the fact that in the known method of processing the well, it is also necessary to process the already formed co-matant during the operation of the well, spend a lot of time on the regeneration cycle and on their preparation related with installation and dismantling of equipment in the field of the main water inflow, the high cost of the work to restore the productivity of the well, up to 30% of the cost of a new well, the low efficiency of the destruction of the mud after it is formed on the fixed outer side of the filter pipe, since the filter string in the area of the watercourse does not exceed 25% of its entire surface area, then 75% of its surface area and the corresponding filtering areas of the watercourse zones around the filter the columns are susceptible to mudding and remain untreated, which is why after treatment the period of increasing the water withdrawal between the regeneration periods is unreasonably reduced, decreasing the life of the well against regulatory 5-6 times.
Наиболее близким способом также, но используемым в строительстве и приемлемым в заявленном способе, как группе изобретений, как элемент способа, по совокупности признаков является способ бестраншейной прокладки коммуникаций, в котором путем приложения вибрационной нагрузки вибратором к внутренней поверхности головной части прокладываемой трубы уменьшают силы трения между боковой поверхностью трубы и грунтом, повышая скорость проходки и поддерживая затухающие колебания по мере нарастания длины продавливаемой трубы, например (см. заявка СССР 4354066, от 31.12.1987 г., кл. E 02 F 5/18). The closest method also, but used in construction and acceptable in the claimed method, as a group of inventions, as an element of the method, according to a set of features, is a method of trenchless laying of communications, in which by applying a vibration load to the inner surface of the head of the pipe to be laid, friction forces between the lateral surface of the pipe and the soil, increasing the penetration rate and supporting damped vibrations as the length of the forced pipe increases, for example (see USSR USSR 4354066, dated December 31, 1987, class E 02 F 5/18).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относят то, что в известном способе бестраншейной прокладки коммуникаций вибрационную нагрузку прикладывают к жестко защемленной в грунте с обоих концов трубе, колебания прикладывают лишь с одного конца длинного трубопровода, нагрузку вибратором прикладывают при движении трубы по новым участкам с грунтом, плотным с обоих сторон трубы, защемленная с обоих сторон труба испытывает большие вдавливающие усилия до 500-700 атм или вынуждающую силу до 5000 кН, что требует больших энергозатрат, металлоемких механизмов и значительного времени на подготовку и вдавливание трубы, а для эффективных продольных перемещений величина вынуждающей силы по отношению к силе тяжести находится в пределах или равна 0,35-0,5. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that in the known method of trenchless laying of communications, a vibration load is applied to a pipe rigidly pinched in soil at both ends, vibrations are applied from only one end of a long pipeline, a vibrator load is applied when the movement of the pipe in new areas with soil dense on both sides of the pipe, the pipe pinched on both sides experiences great pressing forces of up to 500-700 atm and and the driving force up to 5000 kN, which requires a lot of energy, metal-consuming mechanisms and considerable time for preparation and pressing of the pipe, and for the effective value of the longitudinal movement of the driving force against the force of gravity is within or equal to 0.35-0.5.
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
1. Фильтровая колонна, составляющая лишь малую часть всего ствола скважины, отделена от остальной неподвижной ее части и выполнена подвижной для улучшения контакта со средой в вертикальном положении. 1. The filter column, comprising only a small part of the entire wellbore, is separated from the rest of its stationary part and is movable to improve contact with the medium in an upright position.
2. Известное прочное плотное герметичное сальниковое уплотнение в соосных трубах, предотвращающее проникновение песка в ствол скважины у верхней границы водоносного горизонта, выполнено на нижнем торце эксплуатационной колонны в виде фильтра-сальника в кожуховом корпусе с пенополистирольной засыпкой из гранул, которые легче воды и прижаты ей снизу вверх в кожухе и предотвращают проникновение песка, беспрепятственно пропускают, воду увеличивая дебит. 2. The well-known strong tight hermetic packing in coaxial pipes, preventing the penetration of sand into the wellbore at the upper boundary of the aquifer, is made at the lower end of the production casing in the form of a packing gland in a housing with polystyrene foam filling from granules that are lighter than water and pressed against it bottom up in the casing and prevent the penetration of sand, freely pass, increasing water flow rate.
3. Фильтровая колонна выполнена за одно целое с отстойником или отдельно через два подвижных сальника (вариант) дренажных скважин и размещена между водоупорами "плавающей" в водоносном горизонте. 3. The filter column is made in one piece with the sump or separately through two movable oil seals (option) of drainage wells and is placed between the floating glands in the aquifer.
4. Фильтровая колонна устанавливается уже в готовые отверстия скважин и испытывает после установки незначительное боковое давление фильтрующей обсыпки и одинаковое давление воды внутри и снаружи в статическом состоянии, а в периоды регенерации за счет предварительной ее вибрации боковое давление грунта снижается в 5-6 раз и фактически незначительно превышает собственный вес фильтровой колонны, размещенной в пружине, что требует малых вынуждающих усилий для продольного ее перемещения и эффективного снятия и предотвращения образования кольматанта на наружной ее поверхности, вызывая механическое перемещение обсыпки и ее очистку от кольматанта за счет поперечных и продольных колебаний свободного нижнего конца фильтровой колонны и перемещения обсыпки, где происходит закрытие каверн прифильтровых зон, образованных в период водоотбора за счет выноса мелких фракций песка и кольматанта в ствол скважины и отстойник, который автоматически удаляется из него и накапливается изолированно от общей полости скважин, не попадая в насос, и периодически один раз в 6-12 мес извлекается из скважины в циклоне-контейнере совместно с насосом для его осмотра, ремонта или замены. 4. The filter column is installed already in the finished holes of the wells and after installation it experiences a slight lateral pressure of the filtering dust and the same water pressure inside and outside in a static state, and during regeneration periods due to its preliminary vibration, the lateral soil pressure decreases by 5-6 times and actually slightly exceeds the dead weight of the filter column located in the spring, which requires small forces for longitudinal movement and effective removal and prevention of formation colmatant on its outer surface, causing mechanical displacement of the sprinkler and its removal from the Kolmatant due to transverse and longitudinal vibrations of the free lower end of the filter column and displacement of the sprinkler, where the caverns of the filter zones formed during water removal are closed due to the removal of fine fractions of sand and colmatant in the wellbore and sump, which is automatically removed from it and accumulates in isolation from the total cavity of the wells without getting into the pump, and is periodically removed once every 6-12 months from a well in a cyclone container together with a pump for inspection, repair or replacement.
Единый технический результат, который может быть получен при осуществлении группы изобретений, в частности, выражен в повышении эффективности затрубной регенерации, в полезном использовании энергии гидравлического удара, в локализации процесса кольматации, в сокращении времени и возможности замены и улучшении монтажа фильтра, в улучшении контакта фильтровой колонны с фильтрующей средой, сокращении времени циклов регенерации, снижении стоимости работ за счет возможности повышения, эффективности периодической затрубной вибрации и механического поперечного и продольного перемещения фильтровой трубы с предупреждением кольматации в автоматическом режиме, полезном использовании энергии гидравлического удара или изменении давления воды в сети водопровода в разные периоды суток, а также в повышении воздействия на подвижный фильтр ударом бойка-цилиндра при снижении его силы удара и массы бойка одновременно, или эффектом использования силы тяжести балластных цилиндров воды скважин вертикального дренажа большого диаметра. A single technical result that can be obtained by carrying out a group of inventions, in particular, is expressed in increasing the efficiency of annular regeneration, in the beneficial use of water hammer energy, in localizing the process of clogging, in reducing the time and possibility of replacing and improving filter installation, in improving filter contact columns with a filter medium, reducing the time of regeneration cycles, reducing the cost of work due to the possibility of increasing the effectiveness of periodic annular vibration and transverse and longitudinal movement of the filter pipe with automatic prevention of clogging, the beneficial use of the energy of water hammer or a change in water pressure in the water supply network at different times of the day, as well as in increasing the impact on the movable filter by the impact of the cylinder head while reducing its impact force and mass hammering at the same time, or by using the effect of gravity of ballast cylinders of water wells of large vertical drainage.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что в известном способе эксплуатации скважины, создаваемом путем оптимальной эксплуатации погружного насоса с остановкой скважины и:
1) с периодической регенерацией прифильтровой зоны и фильтра, удалением песка из отстойника без остановки и демонтажа погружного насоса или с остановкой и демонтажем его в скважинах глубиной более 100 м.The specified single technical result in the implementation of the group of inventions for the object-method is achieved by the fact that in the known method of operating a well, created by the optimal operation of a submersible pump with a well stop and:
1) with periodic regeneration of the filter zone and filter, removing sand from the sump without stopping and dismantling the submersible pump, or with stopping and dismounting it in wells with a depth of more than 100 m.
2) периодическую регенерацию осуществляют мгновенно до 0,01 с гидравлическим ударом, и в автоматическом, упреждающем кольматацию, режиме, одновременно с водоотбором и в различных вариантах, а именно пассивной и активной регенерации, пассивную ведут автоматическим изменением давления в водоподъемной трубе насосом и внешней сети водопровода в различное время суток, и ограниченности дебита скважины, для чего перемещают давлением воды фильтровую колонну на пружине и изменяют пористость обсыпки прифильтровой зоны, чем создают условия, препятствующие образованию кольматанта и пескованию за счет исключения каверн, выноса песка в прифильтровой зоне, образованных при водоотборе, а активную регенерацию ведут по заданной программе или вручную при интенсивных по времени процессах кольматации, для чего периодически отключают погружной насос и подают регулируемый, упреждающий кольматацию, вынужденный гидравлический удар на обратный клапан, чем смещают на пружине фильтровую колонну, а во время удара и предварительно за время не более 5 мин прикладывают вибрационную нагрузку вибратором к внутренней нижней части отстойника свободно "плавающей" в водоносном горизонте фильтровой колонны. 2) periodic regeneration is carried out instantly up to 0.01 with a water hammer, and in automatic, proactive mudding, at the same time as water withdrawal and in various variants, namely passive and active regeneration, passive regeneration is carried out automatically by changing the pressure in the riser by the pump and the external network water supply at different times of the day, and the limited flow rate of the well, for which they move the filter column on the spring with water pressure and change the porosity of the sprinkling of the filter zone, thereby creating conditions that impede causing formation of colmatant and sanding due to the exclusion of cavities, removal of sand in the filter zone formed during water withdrawal, and active regeneration is carried out according to a predetermined program or manually during time-intensive colmatation processes, for which the submersible pump is periodically turned off and an adjustable, preventive clogging a hydraulic shock to the non-return valve, which displaces the filter column on the spring, and during the shock and previously for a period of not more than 5 minutes, a vibration load of the vibration is applied Hur to the internal bottom part of the settler freely "floating" in the aquifer a filter column.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что в известном устройстве скважина содержит эксплуатационную колонну труб, соосно с ней одну или две внутреннюю и наружную перфорированные трубы фильтра с заглушенным нижним торцом наружной трубы и фильтрующей засыпкой из гранулированного материала между ними и в прифильтровой зоне, датчик динамического уровня воды, элемент для передачи колебаний фильтрующей межтрубной засыпки, содержащий погружной насос и пружину, элемент для удаления песка и осадка, содержащий струйный насос, подающе-отводящий трубопровод и соленоидный вентиль. The specified single technical result in the implementation of the group of inventions for the object device is achieved by the fact that in the known device, the well contains a production string of pipes, coaxially with it one or two inner and outer perforated filter pipes with a blanked lower end of the outer pipe and a filtering bed of granular material between them and in the filter zone, a dynamic water level sensor, an element for transmitting vibrations of the filtering annular filling, containing a submersible pump and a spring, electric a sand and sediment removal unit comprising a jet pump, a supply and outlet pipe and a solenoid valve.
Особенность устройства заключается в том, что эксплуатационная колонна труб на башмаке имеет упорный фланец, совмещенный с пенополистирольным фильтром-сальником, в котором установлен с возможностью перемещения на пружине верхний торец неперфорированной части фильтровой колонны, снабженный упорным фланцем, размещенным на пружине, а механизм создания и передачи колебания трубе и фильтрующей обсыпке прифильтровой зоны содержит дополнительно боек-цилиндр, пружину, упорный диск с ребрами жесткости, трос и механизм привода (не показан), размещенные в отстойнике, и механизм накопления и удаления песка и осадка, который дополнительно снабжен циклоном-контейнером песка и осадка на погружном насосе со сбросным патрубком очищенной воды в скважине и отбойными лопатками песка, и датчиками верхнего уровня песка в отстойнике и циклоне-контейнере. The feature of the device is that the production string of pipes on the shoe has a stop flange combined with a polystyrene foam filter gland, in which the upper end face of the non-perforated part of the filter string is mounted with a spring, equipped with a stop flange placed on the spring, and the creation mechanism and the transmission of vibration to the pipe and filter dusting of the filter zone additionally contains a cylinder head, a spring, a thrust disc with stiffeners, a cable and a drive mechanism (not shown), -substituted in the sump, and the mechanism of accumulation and removal of sand and sludge, which is further provided with a cyclone container for sand and sludge submersible pump with purified water waste pipe in the hole and sand baffle blades and the upper level sensor in the sump and sand cyclone container.
Кроме того, особенность автоматизации работы устройства на системах водоснабжения и скважинах, работающих непосредственно на сеть в системах с водонапорной башней или контррезервуаром, заключающаяся в исключении всяких затрат на декольматацию, состоит в том, что используется любое изменение давления в сети водопровода, создаваемое водоразбором и насосом из-за ограниченности дебита скважины и сопротивления сети по длине, которое осуществляет перемещение фильтровой колонны на пружине и ее обсыпки при пассивной регенерации, для чего скважина содержит на водоподъемном трубопроводе тарельчатый диск, промежуточный патрубок, передающие усилие на пружину от корпуса электронасоса в пассивном режиме, а в режиме активной регенерации вынужденным мгновенным гидравлическим ударом после остановки насоса, для чего скважина содержит дополнительно тарельчатый диск, промежуточный патрубок, обратный мгновенного действия и предохранительный клапаны на корпусе насоса, регулируемый вантуз на устье скважины и вибратор в отстойнике. In addition, the feature of automating the operation of the device on water supply systems and wells operating directly on the network in systems with a water tower or counter reservoir, which consists in eliminating any costs for decolmation, is that any change in pressure in the water supply network created by the water intake and pump is used due to the limited flow rate of the well and the network resistance along the length, which carries out the movement of the filter column on the spring and its sprinkling during passive regeneration, for which The azhina contains a disk disk, an intermediate nozzle on the water-lifting pipeline, transferring force to the spring from the electric pump casing in the passive mode, and in the active regeneration mode by a forced instantaneous hydraulic shock after the pump stops, for which the well additionally contains a disk disk, an intermediate nozzle, an inverse instantaneous action and safety valves on the pump housing, an adjustable plunger at the wellhead and a vibrator in the sump.
Кроме того, скважина вертикального дренажа большого диаметра открытых оросительных систем для снижения увеличенных боковых нажимных усилий на фильтровую колонну за счет площади боковой поверхности дополнительно содержит вибратор на нижнем конце фильтровой колонны, балластные цилиндры для воды с впускным клапаном-вентилем, выпускным соленоидным вентилем снизу, а сверху одни содержат вантузы, другие - вентили, и водоподъемная труба на устье скважины также снабжена задвижкой с электроприводом, перекрываемой на время регенерации. In addition, a large-diameter vertical drainage well of open irrigation systems to reduce increased lateral pressing forces on the filter column due to the side surface area additionally contains a vibrator at the lower end of the filter column, water ballast cylinders with an inlet valve-valve, an outlet solenoid valve at the bottom, and on top, some contain plungers, others contain valves, and the riser at the wellhead is also equipped with an electrically actuated valve that is shut off for the duration of the regeneration.
Совокупность признаков, перечисленных выше в формуле изобретения устройства и способа, позволяет эффективно вести регенерацию фильтров любых скважин, так как вибрации и механическим колебаниям подвергается не весь ствол скважины, включая кондуктор, обсадную колонну, промежуточную и эксплуатационную с размещенным в ней насосом, а лишь подвижную часть, то есть фильтровую колонну труб, которая составляет незначительную часть длины, а пенополистирольный фильтр-сальник, размещенный в кожухе на верхней границе водоносного горизонта, увеличивает фильтрующую поверхность скважины, не пропуская песок в ствол за счет удержания пенополистирола в кожухе, за счет пластового давления и его удельного веса, который меньше воды. The combination of features listed above in the claims of the device and method allows efficiently regenerating the filters of any wells, since not the entire wellbore is exposed to vibrations and mechanical vibrations, including the conductor, casing, intermediate and production with a pump placed in it, but only a movable part, that is, a filter pipe string, which makes up a small part of the length, and a polystyrene foam filter gland located in the casing at the upper boundary of the aquifer, increases It filters the surface of the well, not allowing sand to enter the wellbore due to the retention of polystyrene foam in the casing, due to reservoir pressure and its specific gravity, which is less than water.
Заявленная группа изобретений соответствует требованиям единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - устройство (скважина) предназначено для осуществления другого заявленного объекта группы - способа эксплуатации, при этом оба объекта группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата. The claimed group of inventions meets the requirements of the unity of invention, since the group of diverse inventions forms a single inventive concept, moreover, one of the claimed objects of the group — the device (well) —is designed to implement the other claimed object of the group — the method of operation, while both objects of the group of inventions are aimed at solving one and the same task with obtaining a single technical result.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной группы изобретений, как для объекта-способа, так и для объекта-устройства, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналоги, как для способа, так и для устройства заявленной группы, характеризующиеся признаками, тождественными всем существенным признакам как способа, так и для устройства - как наиболее близких по совокупности признаков аналогов, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков для каждого из заявленных объектов группы, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, каждый из объектов группы изобретений соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed group of inventions, both for the method object and for the device object, allowed to establish that the applicant did not find analogues, both for the method and for the device of the claimed group, characterized by features identical to all the essential features of both the method and the device - as the closest in the set of features of analogues, Allowed to identify a set of significant in relation to the perceived by the applicant technical result of the distinguishing features for each of the claimed objects of the group set forth in the claims. Therefore, each of the objects of the group of inventions meets the condition of "novelty."
Для проверки соответствия каждого объекта заявленной группы изобретений условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявить признаки, совпадающие с отличительными от выбранных прототипов признаками для каждого объекта заявленной группы изобретений. Результаты поиска показали, что каждый объект заявленной группы изобретений не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками каждого из объектов заявленной группы изобретений преобразований на достижение технического результата, в частности, в каждом из объектов заявленной группы изобретений не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения;
- замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части средства (элемента, действия) с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного результата;
- увеличение количества однотипных элементов действий для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов действий;
- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.To verify the compliance of each object of the claimed group of inventions with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the selected prototypes for each object of the claimed group of inventions. The search results showed that each object of the claimed group of inventions does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of each of the objects of the claimed group of inventions on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art, in particular the following transformations are not provided for in each of the objects of the claimed group of inventions:
- the addition of a known means by any known part, attached to it according to known rules, to achieve a technical result, in respect of which the effect of such an addition is established;
- replacement of any part of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part of the tool (element, action) with the simultaneous exclusion due to its presence of the function and the achievement of the usual result;
- an increase in the number of action elements of the same type to enhance the technical result due to the presence in the tool of precisely such action elements;
- the implementation of a known tool or part of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
- the creation of a tool consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the relationships between them.
Следовательно, каждый из объектов заявленной группы изобретений соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, each of the objects of the claimed group of inventions meets the condition of "inventive step".
На чертежах представлено устройство в заявленной группе изобретений, где на фиг. 1 изображена скважина, продольный разрез для неустойчивых водоносных горизонтов; на фиг. 2 - то же для устойчивых; на фиг. 3 дан общий вид скважины с вариантом регенерации прифильтровой зоны гидравлическим ударом эксплуатационного насоса; на фиг. 4 - размещение струйного насоса в отстойнике скважины с большой высотой фильтра; на фиг. 5 - с малой высотой фильтра; на фиг. 6 - продольный разрез циклона-контейнера песка и осадка; на фиг. 7 - фрагмент отстойника с элементом создания передачи колебаний электромагнитом с сердечником для глубоких скважин малого диаметра фильтра; на фиг. 8 дан общий вид нагнетательной скважины; на фиг. 9 - скважины вертикального дренажа большого диаметра открытых оросительных систем; на фиг. 10 - фрагмент отстойника с механизмом двухстороннего ударно-вибрационного действия; а на фиг. 11 - элемент фрагмента отстойника, размещенный в стакане водоупора, для скважин с малой мощностью водоносного горизонта. The drawings show a device in the claimed group of inventions, where in FIG. 1 shows a well, a longitudinal section for unstable aquifers; in FIG. 2 - the same for sustainable; in FIG. 3 shows a general view of a well with a variant of regeneration of a filter zone by a hydraulic shock of a production pump; in FIG. 4 - placement of a jet pump in a well sump with a high filter height; in FIG. 5 - with a low filter height; in FIG. 6 is a longitudinal section of a cyclone container of sand and sediment; in FIG. 7 is a fragment of a sump with an element for creating an oscillation transmission by an electromagnet with a core for deep wells of a small diameter filter; in FIG. 8 is a general view of an injection well; in FIG. 9 - vertical drainage wells of large diameter open irrigation systems; in FIG. 10 is a fragment of a settler with a mechanism of double-sided shock-vibration action; and in FIG. 11 is an element of a fragment of a sump, placed in a glass of a stopper, for wells with low thickness of the aquifer.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления каждого объекта заявленной группы изобретений с получением указанного технического результата:
по объекту-способу эксплуатации скважины кольматацию ведут путем упреждающей регенерации прифильтровой зоны 23, фильтра 2, в автоматическом режиме изменяют давление насосом в водоподъемной трубе 8 и внешней сети водопровода в часы максимального водоразбора и транзита воды в водонапорную башню, чем сжимают или разжимают пружину 15 и через погружной насос 5 его пяту, подпятник и корпус перемещают в вертикальном положении колонну 2, которая механическим перемещением изменяет пористость прифильтровой зоны 23 и фильтров 2, 4 при пассивной регенерации. Активную регенерацию прифильтровой зоны 23 и фильтра 2 ведут в автоматическом режиме или в ручную, для чего отключают погружной насос 5 и создают в водоподъемной трубе 8 мгновенный до 0,1 с гидравлический удар поворотным диском обратного клапана 42 и через него передают усилие на трубопровод 8 и тарельчатый диск 43 и промежуточный патрубок 44, сжимают пружину 15 фильтровой колонны 2 и перемещают ее вниз, очищают кольматант с внешней поверхности наружной трубы 2 за счет механического воздействия перемещаемой трубы 2, а поровое пространство фильтрующей обсыпки 23 прифильтровой зоны за счет перемещения обсыпки закрывает и открывает поры и каверны, образованные во время водоотбора, и исключают поступление мелкого песка и осадка в ствол скважины 2, и предварительно до начала активной регенерации за 3-5 мин и во время регенерации включают вибратор 56 в отстойнике 30 фильтра 2 и ведут вибрационные колебания свободно размещенного в водоносном горизонте 23 нижнего конца 30 фильтровой колонны 2 для снятия сил сцепления боковой поверхности фильтровой трубы 2 с обсыпкой 23.Information confirming the possibility of implementing each object of the claimed group of inventions with the receipt of the specified technical result:
according to the object-method of operating the well, mudding is carried out by proactive regeneration of the
Скважина содержит эксплуатационную колонну 1, соосно установленную одну перфорированную фильтровую колонну 2 (фиг. 2) или две трубы 2 и 3 (фиг. 1) с заглушенным нижним концом наружной трубы отстойника 30 в виде полусферы, фильтрующую засыпку 4 из гранулированного материала между ними и поддерживающего ее диска 31 и обсыпки 23 вокруг наружной фильтровой трубы 2 с монтажным замком 32, размещенной в водоносном горизонте между упорами 12 и 13, верхний конец которой подпружинен и имеет упорный фланец 14, пружину 15, подвижный диск 16 под ней на опорном фланце 17 башмака эксплуатационной колонны 1 с ребрами жесткости 27 на наружной его поверхности, которая образует межтрубное уплотнение с кожуховым фильтром-сальником 20, с пенополистирольной засыпкой 18 в кожухе 19. Как вариант исполнения механизм передачи и создания колебаний для глубоких скважин (фиг. 1), где гидравлический удар имеет разрушающее действие, он содержит ударно-вибрационный снаряд возвратно-поступательного действия, где продольные колебания могут быть наиболее эффективны при отношении силы тяжести к величине вынуждающей силы, равном 0,05-0,5, состоящий из бойка-цилиндра 10 со щетками 11 снаружи, пружины 25, пяты-втулки 24, троса 9, упорного диска 26 с ребрами жесткости 27 и отверстиями перфорации в нем 29, механизма привода троса 9 на устье скважины (не показан). Скважина также содержит датчик динамического уровня воды 49, погружной насос 5, напорный трубопровод 8. Для механизации и автоматизации накопления и удаления песка и осадка из отстойника 30 скважины 1 (фиг. 1, 2, 4, 5, 6) она содержит также механизм, состоящий из соленоидного вентиля 22, напорного патрубка 21, циклона-контейнера 6 с патрубком 7 сброса очищенной воды в скважине и отбойными лопатками 37, трубопроводы 35 и 38 к струйному насосу 28 с датчиком верхнего уровня песка 34 в отстойнике 30 и циклоне-контейнере 6. Для малой высоты фильтра 2 струйный насос 28 (фиг. 5) размещен в циклоне-контейнере 6, а для большой (20-50 м) циклон-контейнер 6 смещают по трубе 35 вниз к отстойнику 30, а струйный насос 28 размещают на дне отстойника 30 (фиг. 4, 6). The well contains
Скважина содержит также для создания периодических вынужденных колебаний (фиг. 3) гидравлическими ударом обратный дисковый клапан 42, предохранительный клапан на корпусе насоса 45, тарельчатый диск 43, промежуточный патрубок 44, вантуз 46 на устье скважины, водоподъемный трубопровод 8 и вибратор в отстойнике 56. The well also contains a
Для нагнетательных скважин (фиг. 8) она дополнительно содержит подающий трубопровод 47, соленоидный вентиль 48 и вибратор 56. For injection wells (Fig. 8), it further comprises a
Для скважин вертикального дренажа большого диаметра открытых оросительных систем (фиг. 9) устройство содержит балластные цилиндры 59, электрозадвижку 60, соленоидные вентили 61, предохранительные клапаны-вентили 62, вентили 63 и вантуз 46, фильтровая труба содержит монтажный замок 32 и вибратор 56 в нижней части. For large-diameter vertical drainage wells of open irrigation systems (Fig. 9), the device contains
Для скважин с ограниченным диаметром фильтра (фигура 7) механизм создания передачи колебаний содержит электромагнит 39, боек-сердечник 40 и кабель 41, а вариант (фиг. 10) с механизмом двухстороннего ударно-вибрационного действия содержит вибровозбудитель 51, приводной двигатель 50, бойки 52 двухстороннего действия, защитный кожух 53, монтажный крюк 54 и кабель электропитания 55. For wells with a limited filter diameter (FIG. 7), the oscillation transmission generating mechanism comprises an
Скважина работает следующим образом. The well works as follows.
С начала ввода скважины в эксплуатацию и работы погружного насоса 5 (фиг. 1, 2, 3, 8, 9) вручную или по заданной программе от датчика уровня воды в наблюдательной скважине или от реле времени (не показаны) периодически приводной механизм (не показан) через ударно-вибрационный снаряд тросом 9 и бойком-цилиндром 10 наносит удары по пяте-втулке 24, которая через пружину 25, сжимая ее, передает нагрузку упорному диску 26 и через пружину 15 перемещает наружную фильтровую трубу 2, создавая смещение и колебание в фильтрующей обсыпке 23 затрубной зоны, предотвращая образование кольматации и каверн (см. фиг. 1). При нанесении ударов бойком-цилиндром 10 по пяте-втулке 24 в скважине с двойными фильтровыми трубами 2 и 3 пята-втулка передает одновременно силовую нагрузку через пружины 15 и 25 наружной 2 и внутренней трубе 3 и перемещает затрубную 23 и межтрубную засыпку 4, предотвращая образование кольматации и каверн. В конструкции скважин (фиг. 7, 10) с электромагнитным источником ударов с передачей нагрузок и колебаний трубам 2 и 3, и обсыпке 23 и 4, попеременно подают и отключают напряжение по кабелю 41 в обмотку электромагнита 39 и боек-сердечник 40, перемещаясь вдоль трубы 35, наносит удары по пяте 24 и, сжимая пружины 15 и 25, перемещает фильтровые колонны 2 и 3 совместно с обсыпкой 23 и засыпкой 4, а в конструкциях с механизмом двойного ударно-вибрационного действия (фиг. 10) подают напряжение по кабелю 55 в приводной электродвигатель 51 и создают условия оптимального режима вибровозбудителя 50 и бойка 52 двойного действия, смещая фильтровую колонну 2 вдоль оси на пружине 15 вверх или вниз с одновременными поперечными колебаниями. From the beginning of the commissioning of the well and the operation of the submersible pump 5 (Fig. 1, 2, 3, 8, 9) manually or according to a predetermined program from the water level sensor in the observation well or from a time switch (not shown) periodically a drive mechanism (not shown ) through a shock-vibrational projectile with a
Регенерацию (фиг. 3) с помощью регулируемого гидравлического удара ведут, отключая погружной насос 5, и вода, движущаяся по водоподъемной трубе 8, за счет малой инерции роторов насосов электродвигателя и их остановки разрывает сплошность потока на устье скважины в трубопроводе 8, образуя вакуум, и мгновенно изменяет направление движения на противоположное с большой скоростью, устремляясь вниз, и ударяет по диску обратного клапана 42 и через его корпус, трубу 8, тарельчатый диск 43 и промежуточный патрубок 44, фланец 14, сжимает пружину 15, резко нагружая и перемещая фильтровую колонну 2 вниз, а обсыпка 23 при этом не успевает переместиться вниз после первого ударного импульса и лишь совместно с подъемом пружины 15 и фильтра 2 вверх медленно перемещается и очищается от кольматанта, исключая каверны в затрубном пространстве и предотвращая прорыв песка в ствол скважины и отстойник. Regeneration (Fig. 3) is carried out using an adjustable hydraulic shock, turning off the
В нагнетательной скважине (фиг. 8) вода подается в водоносный горизонт через соленоидный вентиль 48 по трубе 47 через отверстия (не показаны) дырчатого тарельчатого диска 43 и поддерживающего патрубка 44 и поступает через фильтр 2 в водоносный горизонт 23, а после повышения уровня воды в скважине 1 выше заданного по датчику 49 или от реле времени по интервалам времени фильтроцикла ее вентиль 48 закрывается и включается погружной насос 5, чем осуществляется чередование циклов откачки и регенерации для восстановления проницаемости прифильтровой зоны скважины 1 и вода из нее движется в обратную сторону через фильтр 2 к насосу 5 и далее через дисковый обратный клапан 42 по трубопроводу 8 поступает на поверхность, одновременно по датчику уровня песка 34 в отстойнике 30 фильтра 2 соленоидный вентиль 22 открывается и вода в течение нескольких минут по трубопроводу 21, подающе-отводящему трубопроводу 35 поступает к струйному насосу 28, создавая разрежение в зоне накопления песка 33, и транспортирует его по трубе 35 в циклон-контейнер 6, где за счет отбойных лопаток 37 и увеличения объема воды падает скорость потока и она, отделяясь от песка, сбрасывается назад в скважину через патрубок 7, а песок и осадок, осевшие в циклоне-контейнере 6, удаляются при очередных подъемах насоса. Совместно с данной промывкой, после подъема воды за устье скважины и создания давления в водоподъемной трубе 8 и для увеличения эффекта обратной промывки проводят регенерацию фильтра 2 и прифильтровой зоны 23 путем ее встряхивания, для чего создают регулируемый гидравлический удар отключением насоса 5, и вода, изменяя направление движения, ударяет по диску поворотного обратного клапана 42 и через его корпус, трубопровод 8, тарельчатый перфорированный диск 43, промежуточный патрубок 44, упорный фланец 14 сжимает пружину 15, перемещая фильтр 2 и обсыпку 23. Циклы нагнетания воды и ее откачки чередуются в зависимости от загрязненности нагнетаемой в водоносный горизонт воды в соотношении по времени соответственно в часах 100/1-до 1000/1, один час регенерации состоит из 45-55 мин откачки и 3-5 мин регенерации фильтра 2 и обсыпки 23 гидравлическим ударом путем отключения эксплуатационного насоса. In the injection well (Fig. 8), water is supplied to the aquifer through the solenoid valve 48 through the pipe 47 through the holes (not shown) of the perforated disk disk 43 and the supporting pipe 44 and enters through the filter 2 into the aquifer 23, and after increasing the water level in well 1 is higher than that specified by the sensor 49 or from the time relay over the filter cycle time intervals, its valve 48 is closed and the submersible pump 5 is turned on, which alternates pumping and regeneration cycles to restore the permeability of the filter zones Wells 1 and the water from it moves in the opposite direction through the filter 2 to the pump 5 and then through the disk check valve 42 through the pipe 8 enters the surface, at the same time through the sand level sensor 34 in the settling tank 30 of the filter 2, the solenoid valve 22 opens and water for a few minutes through the pipe 21, the supply and outlet pipe 35 enters the jet pump 28, creating a vacuum in the sand accumulation zone 33, and transports it through the pipe 35 to the cyclone container 6, where due to chipping blades 37 and an increase in the volume of water the speed drops the flow stream and it, separating from the sand, is discharged back into the borehole through the pipe 7, and the sand and sediment deposited in the cyclone-container 6 are removed at the next pump elevations. Together with this flushing, after raising the water at the wellhead and creating pressure in the
Работа скважины вертикального дренажа большого диаметра открытых оросительных систем (фиг. 9) при отсутствии возможности создания нажимного усилия на пружину 15 гидравлическим ударом осуществляется путем создания эффекта силы тяжести, для чего ее создают, закрывая по заданной программе, или сигналу датчика воды, или вручную задвижку 60 на устье скважины, и повышают насосом 5 давление в водоподъемной трубе 8 и вода, преодолевая усилие пружины предохранительного клапана-вентиля 62, заполняет балластные цилиндры 59, увеличивая массой воды нажимное усилие на пружину 15 фильтровой колонны 2 в периодах ее регенерации, и одновременно с этим дополнительное нажимное усилие на пружину 15 создает работающий насос 5 за счет повышения давления на пяту, подпятник корпуса электронасоса 5, трубопровод 8, тарельчатый диск 43 при закрытой задвижке 60, а также дополнительное нажимное усилие на пружину 15 создает сжимаемый воздух в регулируемых балластных цилиндрах 59 с вентилем 63. Дополнительное снятие бокового давления обсыпки 23 на фильтровую колонну 2 осуществляет вибратор 56, который включают за 3-5 мин до начала регенерации и во время ее. The work of the vertical drainage well of large diameter of the open irrigation systems (Fig. 9) in the absence of the possibility of creating a pressing force on the
После завершения цикла регенерации по сигналу реле времени открывается задвижка с электроприводом 60 и в результате падает давление в трубе 8, а пружина клапана-вентиля 62, преодолевая давление воды, закрывает доступ воды в балластный цилиндр 59 и открывается соленоидный вентиль 61, выпуская воду в ствол скважины, одновременно заполняя балластные цилиндры 59 воздухом через вантуз 46 на устье скважины, а фильтровая колонна 2 на пружине 15 перемещается вверх, очищая обсыпку 23 и трубу 2 от различных кольматирующих образований. After the regeneration cycle is completed by the signal of the time relay, the valve with the
Работа отстойников 30 скважин (по фиг. 1, 2, 3, 8, 9), осуществляемая вышеприведенным способом в скважинах с малой высотой водоносного горизонта, может осуществляться (по фиг. 11) в стакане 57, выполненном в нижнем водоупоре 13. Work sumps 30 wells (Fig. 1, 2, 3, 8, 9), carried out by the above method in wells with a small height of the aquifer, can be carried out (Fig. 11) in a
Таким образом, изложенные сведения показывают, что при использовании заявленной группы изобретений выполнена следующая совокупность условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в строительстве и эксплуатации скважин для систем водоснабжения в различных промышленных областях, обводнения, орошения, ирригации, а также для нефтяной и газовой промышленности;
- для заявленной группы изобретений в том виде, как она охарактеризована и независимых пунктах изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.Thus, the above information shows that when using the claimed group of inventions, the following set of conditions is fulfilled:
- a tool embodying the claimed invention in its implementation is intended for use in industry, namely in the construction and operation of wells for water supply systems in various industrial fields, watering, irrigation, irrigation, as well as for the oil and gas industry;
- for the claimed group of inventions in the form as described and in the independent claims of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described above and known prior to the priority date is confirmed.
Следовательно, заявленная группа изобретений соответствует условию "промышленная применимость". С высокой степенью надежности в работе и ремонтопригодности. Therefore, the claimed group of inventions meets the condition of "industrial applicability". With a high degree of reliability in operation and maintainability.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000128480A RU2190064C2 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Well and well operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000128480A RU2190064C2 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Well and well operation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2190064C2 true RU2190064C2 (en) | 2002-09-27 |
| RU2000128480A RU2000128480A (en) | 2002-10-10 |
Family
ID=20242122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000128480A RU2190064C2 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Well and well operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2190064C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108222042A (en) * | 2018-01-09 | 2018-06-29 | 北京地矿工程建设有限责任公司 | A kind of novel evacuated well sealing device and its installation method |
| CN110206481A (en) * | 2019-04-24 | 2019-09-06 | 武汉一冶建筑安装工程有限责任公司 | Dewatering well constructing device |
| CN110468910A (en) * | 2019-08-21 | 2019-11-19 | 山东省水利科学研究院 | A kind of magnetic-type underground water closing pumping and filling device of well head |
| CN114165433A (en) * | 2021-12-10 | 2022-03-11 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | A plunger reaching sensor and method of using the same |
| CN117823578A (en) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 江苏江进泵业有限公司 | Planetary gear box special for submersible axial-flow pump |
-
2000
- 2000-11-16 RU RU2000128480A patent/RU2190064C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108222042A (en) * | 2018-01-09 | 2018-06-29 | 北京地矿工程建设有限责任公司 | A kind of novel evacuated well sealing device and its installation method |
| CN110206481A (en) * | 2019-04-24 | 2019-09-06 | 武汉一冶建筑安装工程有限责任公司 | Dewatering well constructing device |
| CN110468910A (en) * | 2019-08-21 | 2019-11-19 | 山东省水利科学研究院 | A kind of magnetic-type underground water closing pumping and filling device of well head |
| CN110468910B (en) * | 2019-08-21 | 2024-01-19 | 山东省水利科学研究院 | Wellhead magnetic suction type underground water sealing pumping and filling device |
| CN114165433A (en) * | 2021-12-10 | 2022-03-11 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | A plunger reaching sensor and method of using the same |
| CN117823578A (en) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 江苏江进泵业有限公司 | Planetary gear box special for submersible axial-flow pump |
| CN117823578B (en) * | 2024-03-06 | 2024-05-14 | 江苏江进泵业有限公司 | Planetary gear box special for submersible axial-flow pump |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7770638B2 (en) | Method for completion, maintenance and stimulation of oil and gas wells | |
| RU2327027C2 (en) | Processing method of bottomhole zone | |
| RU2409738C1 (en) | Pulse hydraulic fracturing method | |
| RU2190064C2 (en) | Well and well operation | |
| RU2485293C1 (en) | Method of borehole transfer and unit for transfer of liquid from upper well formation to lower one with filtration | |
| RU2359114C2 (en) | Method and facility for simultaneous selective treatment of perforation channels and treatment of bottomhole of conditionally endless thickness layer | |
| RU2266404C1 (en) | Well bore zone treatment method | |
| JP4996808B2 (en) | Method and apparatus for well maintenance | |
| RU2132455C1 (en) | Method and pumping unit for injecting water into injection well | |
| RU2444620C1 (en) | Method for formation well bore zone treatment | |
| RU2329372C2 (en) | Reconditioning unit of well screen (versions) | |
| RU2330953C1 (en) | Method of treatment of bottomhole zone of bed | |
| RU2217584C1 (en) | Method of well treatment in formation | |
| RU2483200C1 (en) | Method of hydrodynamic action on bottom-hole formation zone | |
| RU2477799C1 (en) | Method for hydraulic treatment of coal bed | |
| RU2186947C2 (en) | Device for well cleaning | |
| RU2724697C1 (en) | Method of plunger depth pump valves serviceability restoration | |
| McCormick | Filter‐Pack Installation and Redevelopment Techniques for Shallow Recharge Shafts a | |
| RU2331763C1 (en) | Geotechnical well pneumatic and pulsed stimulation tool | |
| RU2000128480A (en) | WELL AND METHOD OF ITS OPERATION | |
| RU2320861C2 (en) | Method for borehole oil production | |
| SU1534184A1 (en) | Method of equipping injection wells, and deep-well filter | |
| RU2676780C1 (en) | Method of injection of water in the system of supporting the reservoir pressure in weakly permeable headers | |
| RU2203394C1 (en) | Method of well cleanup during its operation | |
| RU2119042C1 (en) | Device for cleaning bottom-hole of well from sediment accumulations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111117 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130510 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141117 |