RU2752628C1

RU2752628C1 - Method for developing underground water deposits

Info

Publication number: RU2752628C1
Application number: RU2020135598A
Authority: RU
Inventors: Токтамыс Нусипхулович Мендебаев
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно-внедренческий центр "Алмас"
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2021-07-29

Abstract

FIELD: mining works.

SUBSTANCE: invention relates to developing liquid mineral deposits, in particular underground water. A method for developing underground water deposits is proposed including deposit drilling by well system consisting of the descending and ascending trunks inclined in the opposite direction connected by a smooth bend. The trunks are cased with a pipe filter column with a butt-to-butt connection to a guide on a smooth bend. The system is equipped with a ground container. In the ascending trunk, a water-lifting pipe with side channels is placed, entering the container vertically from top to bottom, in the descending trunk, the layout of the cascade of the hydraulic jet device is installed, containing nozzles, receiving mixing chambers and a diffuser on a smooth bend. The layout inlet is hydraulically connected to the container. The outlet in the form of the diffuser is inserted into the water-lifting pipe, the “nozzle – receiving chambers” ligament is oriented on the sole of underground water deposits.

EFFECT: increased water yield of deposits in the mode of injection-forced self-discharge at stable operation of well system.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области горных работ, а именно к способам разработки залежей жидких полезных ископаемых, к примеру подземных вод и нефтегазовых.The invention relates to the field of mining, and in particular to methods for the development of deposits of liquid minerals, for example, groundwater and oil and gas.

Известен способ разработки месторождений углеводородов, где разбуривание залежей осуществляют по меньшей мере двумя скважинами, нагнетательной и добывающей. Патент RU 2211319 С1, кл. Е21В 43/24, 2003.A known method for the development of hydrocarbon deposits, where the drilling of deposits is carried out at least two wells, injection and production. Patent RU 2211319 C1, cl. E21B 43/24, 2003.

Недостаток способа заключается в выполнении значительного объема бурения скважин по пустым горным породам и необходимость использования механических средств для извлечения нефти, газа и воды.The disadvantage of this method lies in the implementation of a significant amount of drilling in empty rocks and the need to use mechanical means to extract oil, gas and water.

Прототип изобретения - способ разработки залежей подземных вод, включающий разбуривание залежей системой скважины, состоящая из наклонных во встречном направлении нисходящего и восходящего стволов, связанных плавным изгибом. Патент РК №29334, кл. Е21В 43/16, 2014, бюл. №12.The prototype of the invention is a method for the development of groundwater deposits, including the drilling of deposits with a well system consisting of descending and ascending boreholes inclined in the opposite direction, connected by a smooth bend. RK patent No. 29334, cl. Е21В 43/16, 2014, bul. No. 12.

Недостатки прототипа - отсутствие исходного момента гидродинамического воздействия на залежей подземных вод, чем снижаются надежность работы системы и объем извлекаемой воды из скважины.The disadvantages of the prototype are the absence of the initial moment of hydrodynamic impact on the groundwater deposits, which reduces the reliability of the system and the volume of water extracted from the well.

Задачи изобретения - обеспечения надежности работы системы и повышение эффективности разработки залежей подземных вод.The objectives of the invention are to ensure the reliability of the system and improve the efficiency of the development of groundwater deposits.

Технический результат - увеличение водоотдачи залежей в режиме инжекционно принудительного самоизлива при стабильной работе системы скважин.The technical result is an increase in the fluid loss of deposits in the mode of injection forced self-flow with stable operation of the well system.

Это достигается тем, что в известном способе разработки залежей подземных вод, включающий разбуривание залежей системой скважин, состоящая из наклонных во встречном направлении нисходящего и восходящего стволов связанных плавным изгибом, согласно изобретению, стволы обсаживают фильтровой колонной труб со сбойкой в стык направляющей на плавном изгибе, систему оснащают наземной емкостью, в восходящем стволе размещают водоподъемную трубу с боковыми каналами, входящую в емкость вертикально сверху вниз, в нисходящем стволе устанавливают компоновку каскада гидроструйного аппарата содержащего насадки, приемные камеры, камеры смешения и диффузор на плавном изгибе, вход компоновки гидравлически связывают с емкостью, выход в виде диффузора вводят в водоподъемную трубу, связки насадка - приемная камера ориентируют на подошву залежей подземных вод.This is achieved by the fact that in the known method for the development of groundwater deposits, including the drilling of deposits with a system of wells consisting of descending and ascending boreholes inclined in the opposite direction, connected by a smooth bend, according to the invention, the shafts are cased with a filter string of pipes with a collision in the joint of the guide at a smooth bend, the system is equipped with a ground tank, a riser pipe with side channels is placed in the ascending shaft, entering the tank vertically from top to bottom, in the descending shaft, a cascade of a hydraulic jet device containing nozzles is installed, receiving chambers, mixing chambers and a diffuser at a smooth bend, the inlet of the assembly is hydraulically connected to the tank , the outlet in the form of a diffuser is introduced into the riser pipe, the bundles of the nozzle - the receiving chamber are oriented to the bottom of the groundwater deposits.

Отличительным признаком изобретения - стволы обсаживают фильтровой колонной труб со сбойкой в стык направляющим на плавном изгибе, обеспечивается увеличение площади вскрытия и отбора воды из подземных залежей, снижение трудоемкости обсадки и повышение точности стыковки, перетекание потока воды через плавный изгиб в водоподъемную трубу происходит в упорядоченном режиме, без потери напора и скорости, приобретением дополнительного ускорения и подъемной силы.A distinctive feature of the invention is that the shafts are cased with a filter column of pipes with a collision in the joint with guides on a smooth bend, an increase in the area of opening and water withdrawal from underground deposits is provided, a decrease in the labor intensity of the casing and an increase in the accuracy of joining, the flow of water through a smooth bend into the riser pipe occurs in an orderly mode , without loss of head and speed, the acquisition of additional acceleration and lift.

Признаком изобретения, систему оснащают наземной емкостью, в восходящем стволе размещают водоподъемную трубу с боковыми каналами, входящую в емкость вертикально сверху вниз, достигается повышение надежности запуска системы в работу и стабильность отбора воды из залежей, усиление напора и скорости истечения воды из емкости в компоновку каскада гидроструйного аппарата.As a feature of the invention, the system is equipped with a ground tank, a water-lifting pipe with side channels is placed in the ascending shaft, entering the tank vertically from top to bottom, increasing the reliability of starting the system into operation and the stability of water withdrawal from the deposits, increasing the pressure and the rate of water outflow from the tank into the cascade arrangement hydraulic jet apparatus.

Совокупностью отличительных признаков, в нисходящем стволе устанавливают компоновку каскада гидроструйного аппарата содержащего насадки, приемные камеры, камеры смешения и диффузор на плавном изгибе, вход компоновки гидравлически связывают с емкостью, выход в виде диффузора вводят в водоподъемную трубу, появляется механизм зарождения неполного, каскадного гидравлического удара, регулируемого соотношениями поперечных размеров насадки и величиной расхода протекающего через него воду, чередованием волны повышения и понижения давления оказывающего гидродинамическое воздействие с переменным знаком на залежи подземных вод, усилением эффекта инжекции и подъемной силы воды.A set of distinctive features, in the descending wellbore, an arrangement of a cascade of a hydraulic jet apparatus containing nozzles is installed, receiving chambers, mixing chambers and a diffuser at a smooth bend, the inlet of the arrangement is hydraulically connected to the tank, the outlet in the form of a diffuser is introduced into the riser pipe, a mechanism for the initiation of an incomplete, cascade hydraulic shock appears controlled by the ratios of the transverse dimensions of the packing and the value of the flow rate of water flowing through it, alternating waves of increasing and decreasing pressure exerting a hydrodynamic effect with a variable sign on the groundwater deposits, increasing the effect of injection and lifting force of water.

Признак изобретения, связки насадка - приемная камера ориентируют на подошву залежей подземных вод, направлен на расширение границ гидродинамического воздействия неполного гидравлического удара на залежи, использования силы тяжести воды для увеличения высоты подъема.The feature of the invention, the bundles of the nozzle - the receiving chamber are oriented to the bottom of the groundwater deposits, is aimed at expanding the boundaries of the hydrodynamic effect of incomplete water hammer on the deposits, using the gravity of water to increase the lifting height.

Совокупностью признаков изобретения будет сформирована цельная, циркуляционная система отбора воды из залежей и подъема на высоту без применения движущихся механизмов и затрат энергии.The totality of the features of the invention will form an integral, circulating system for withdrawing water from deposits and lifting to a height without the use of moving mechanisms and energy consumption.

Признаки изобретения имеют причинно-следственные связи, обеспечивается решение поставленных задач и достижение технического результата.The features of the invention have a cause-and-effect relationship, the solution of the assigned tasks and the achievement of the technical result are ensured.

Способ разработки залежей подземных вод осуществляют следующим образом.The method for the development of groundwater deposits is as follows.

На фигуре изображена схема реализации способа разработки залежей подземных вод.The figure shows a diagram of the implementation of the method for the development of groundwater deposits.

Нисходящий ствол обсаживают фильтровой колонной труб 1, восходящий ствол фильтровой колонной труб 2 до сбойки их в стык на плавном изгибе направляющим 3.The descending barrel is cased with a filter string of pipes 1, the ascending barrel of a filter string of pipes 2 until they are knocked into a joint at a smooth bend with guides 3.

Систему оснащают наземной емкостью 4 с трубопроводом 5, в восходящем стволе размещают водоподъемную трубу 6 с боковыми каналами 7, входящую в емкость 4 вертикально сверху вниз. В нисходящем стволе устанавливают компоновку каскада гидроструйного аппарата содержащего насадки 8 и 9, приемные камеры 10 и 11, камеры смешения 12 и 13, диффузор 14.The system is equipped with a ground tank 4 with a pipeline 5, a water-lifting pipe 6 with side channels 7 is placed in the ascending shaft, entering the tank 4 vertically from top to bottom. In the descending shaft, the arrangement of a cascade of a hydraulic jet apparatus containing nozzles 8 and 9, receiving chambers 10 and 11, mixing chambers 12 and 13, a diffuser 14 is installed.

При этом связку насадка - приемная камера ориентируют на подошву залежей подземных вод.In this case, the bundle of the nozzle - the receiving chamber is oriented to the bottom of the groundwater deposits.

Вход компоновки через трубопровод 5 гидравлически связывают с емкостью 4, выход в виде диффузора 14 вводят в водоподъемную трубу 6.The inlet of the assembly through the pipeline 5 is hydraulically connected to the tank 4, the outlet in the form of a diffuser 14 is introduced into the riser pipe 6.

На трубопроводе 5 устанавливают вентиль 15, расходомер 16, на водоподъемной трубе 6 расходомер 17. На наземной емкости 4 встраивают патрубок 18.A valve 15, a flow meter 16 is installed on the pipeline 5, a flow meter 17 is installed on the riser pipe 6. A branch pipe 18 is built on the ground tank 4.

Принцип действии системы. При открытии вентиля 15 поток воды из наземной емкости 4 по трубопроводу 5 через насадки 8 поступает в приемную камеру 10, увлекая массы воды из залежи подземных вод через фильтровую колонну 1 нисходящего ствола. Увлеченный поток называется инжектируемым, где кинетическая энергия потока воды из емкости 4 частично передается инжектируемому. Далее, потоки воды поступают в камеру смешения 12, где скорости их выравниваются, что сопровождается повышением давления. Из камеры смешения 12 поток через насадки 9 перетекает в приемную камеру 11, отбирая воду из нижележащей залежи. Снова происходит выравнивание скоростей потоков воды в камере смешения 13 на направляющей 3 с ростом давления. Из камеры смешения 13 поток поступает в диффузор 14, где происходит дальнейшее повышение давление потока.The principle of the system. When the valve 15 is opened, the flow of water from the ground tank 4 through the pipeline 5 through the nozzles 8 enters the receiving chamber 10, dragging the masses of water from the groundwater reservoir through the filter column 1 of the descending shaft. The entrained flow is called injected, where the kinetic energy of the water flow from the tank 4 is partially transferred to the injected one. Further, the streams of water enter the mixing chamber 12, where their velocities equalize, which is accompanied by an increase in pressure. From the mixing chamber 12, the flow through the nozzles 9 flows into the receiving chamber 11, taking water from the underlying reservoir. Again, there is an equalization of the flow rates of water in the mixing chamber 13 on the guide 3 with increasing pressure. From the mixing chamber 13, the flow enters the diffuser 14, where the flow pressure is further increased.

После напорный поток посредством инжекции однонаправленно отбирая воду из залежей через фильтровую колонну 2 восходящего ствола, по водоподъемной трубе 6 с боковыми каналами 7 поступает в наземную емкость 4.After the pressure flow, by means of injection, unidirectionally taking water from the deposits through the filter column 2 of the ascending wellbore, through the riser pipe 6 with side channels 7, it enters the ground tank 4.

При этом перетекание потока воды через компоновку каскада гидроструйного аппарата сопровождается появлением неполного гидравлического удара в промежутке от насадок 8 и 9 до емкости 4.In this case, the overflow of the water flow through the arrangement of the cascade of the hydraulic jet apparatus is accompanied by the appearance of an incomplete hydraulic shock in the interval from nozzles 8 and 9 to tank 4.

По разности показаний расходомеров 16 и 17 определяют объем инжектируемой воды, через патрубок 18 направляемый к потребителям.By the difference between the readings of the flow meters 16 and 17, the volume of injected water is determined, through the pipe 18 directed to the consumers.

Предлагаемым техническим решением создается научно-технологические основы циркуляционной системы разработки залежей подземных вод, где главный показатель эффективности отношения объемов извлекаемой воды к физическому объему бурения скважин.The proposed technical solution creates a scientific and technological basis for a circulation system for the development of underground water deposits, where the main indicator of the efficiency is the ratio of the volume of extracted water to the physical volume of well drilling.

Claims

A method for the development of groundwater deposits, including the drilling of deposits with a system of wells consisting of descending and ascending wells inclined in the opposite direction, connected by a smooth bend, characterized in that the shafts are cased with a filter pipe string with a butt-end collapse of the guide on a smooth bend, the system is equipped with a surface tank, in a riser pipe with side channels is placed, entering the tank vertically from top to bottom, a cascade of a hydraulic jet apparatus containing nozzles, receiving chambers, mixing chambers and a diffuser on a smooth bend is installed in the descending shaft; a nozzle is introduced into the riser pipe, and the receiving chamber is oriented to the bottom of the groundwater deposits.