Устройство для извлечения материала из подземных формаций через скважины

(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 58591, кл. Е 21 С 43/00, 1936.2. Патент США Ф 4035023,кл 299-17, опублик. 1977.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ЧЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ИЗ ПОТЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ, включающее соощенную с источником напорной водывнешнюю колонну труб с пульпоприемными окнами, гидромонитор с насадкой, пульповьщачной гидроэлеватор, центральную пульповьщачнуюколонну, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения приемовманипулирования при эксплуатации,внешняя колонна выполнена по меньшеймере с одним щелевидным отверстием иснабжена телескопическим хвостовиком, установленным с возможностьювращения относительно внешней колонны и жестко соединенным с центральной пульповыдачной колонной, смонтированной подвижно относительновнешней колонны, при этом щелевидное отверстие расположено в интервале вертикального хода гидромонитора.2, Устройство по п. 1, о т ч а ю щ е е с я тем, что внеш колонна выполнена по крайней одной проточкой на ее внутрен поверхности в интервале верти ного хода гидромонитора.Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при опробовании продуктивных пластов методом гидроразмыва и скважинной гидродобычи полезных ископаемых.Известно устройство для извлече-, ния материала из подземных формаций через скважиныр включающее гидрав" лический, воздухоподающий и пульпоотводящий станы труб, расположенные один в другом, и гидромотор с насадкой, сообщенной с полостью гидравлического ставаНедостатком данного устройства является сложнбсть приемов манипулирования при его эксплуатации.Известны устройства для извлечения материала из подземных формаций через скважины, включающие сообщенную с источникомнапорной воды внешнюю колонну труб с пульпоприемными окнами гидромониторную.насадку, пульповыдачной гидроэлеватор и центральную пульповыпачную колонну 2) .В известных устройствах спуск, подъем и вращение гидромонитора осуществляют спуском, подъемом и вращением всей внешней колонны. Зто приводит к тому, что при работе в яеобсаженной скважине вращательные движения гидромонитора происходят рывками иэ-за заклиниваний внешней колонны на всем интервале скважины несмотря на то, что устьевая часть . колонны вращается равномерно, Особенно сильно это проявляется в дос-. таточно глубоких скважинах, что приводит к практической невозможности соблюдения технологических параметров гидроразмыва, в частности соблюдения условия равномерного перемещения струи вдоль забоя.Кроме того, при необходимости размыва пород продуктивного пласта не полным круговым забоем манипулирование известными устройствами усложняется.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и упрощение приемов манипулирования при его эксплуатации.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для извлечения материала из подземных формаций через скважины, включающем сообщенную с источником напорной воды внешнюю колонну труб с пульпоприемными окнами, гидромонитор с насадкой, пульповыдачной гидроэлеватор и центральную пульповыдачную колонну, внешняя ко"лонна выполнена по меньшей мере содним щелевидным отверстием и снабжена телескопическим хвостовиком, установленным с возможностью вращенияотносительно внешней колонны и жест"ко соединеняым,с центральной пульповыдачной колонной, смонтированнойподвижно относительно внешней ко 1 Олонны, при этом щелевидное отверстиерасположено в интервале вертикаль"ного хода гидромонитораКроме того, внешняя колонна вы. полнена по крайней мере с одной проточкой на ее внутренней поверхностив интервале вертикальяого хода гндромонитора.На фиг. 1 изображено устройство,размещенное в эксплуатационной сква 2 О жине, вид сбокуа на фиг. 2 - то же,продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрезБ-Б на фиг. 2, на фиг, 5 - участоквнешней колонны с щелевидными отверстиями, вид сбоку, на фиг. 6 -разрез В-В на фиг. 5.Предлагаемое устройство состоитиз внешней колонны 1 труб, сообщенной с источником напорной воды (неО показан), расположенной в ней центральной колонны 2, расположенныхв интервале концевой части (хвостовика) 3 внешней колонны 1 встроенного гидромонитора 4 с насадкой,35 сообщенной с полостью вяешней колонны 1, гидроэлеватора с приемной ка"мерой 5 и насадкой 6, установленнойсоосно с центральной колонной 2 исообщенной с полостью внешней колон 4 О ны 1, приемных окон 7, сообщенныхс полостью приемной камеры 5 гидроэлеватора,Концевая часть (хвостовика) 3внешней колонны 1 выполнена телеско 4 пически подвижной, установлена с возможностью вращения относительно внешней колонны 1 посредством сальниковых уплотнений 8 и жестко связана сцентральной колонной 2, которая устазО новлена с возможностью вращения иосевого перемещения относительновнешней колонны 1,Полость внешней колонны 1 в интервале расположения приемных окон 7 отделена от остальной части полости колонны 1 перегородками 9 и 10, а насадка б гидроэлеватора сообщена с полостью внешней колонны.1 посредст3 1113вом каналов 11 через камеру 12. По-лость внешней колонны сообщена с источником напорной воды, а полостьцентральной колонны 2 сообщена с гидротранспортным трубопроводом (не показан).Внешняя колонна 1 выполнена с продольньвки щелевидными отверстиями 13,расположенными в интервале хода гндромонитора 4, обеспечивающего осевым перемещением телескопической концевой части хвостовика 3 внешней колонны 1.Внешняя колонна 1 может быть выполнена с проточками 14 на ее внутренней поверхности в интервале ходагидромонитора 4.Концевая часть хвостовика 3 внешней колонны 1 оборудована одной илинесколькими насадками 15, расположен-оными в торце колонны 1 и сообщеннымис полостью внешней колонны через камеру 12 и каналы 11..Концевая часть хвостовика 3 внешней колонны 1 вместо насадок 15 можетр 5быть снабжена пакерующим элементом 16,установленным на внешней поверхностиколонны 1 в интервале между приемными,окнами 7 и торцом концевойчастихвостовика 3,30Устройство работает следующимобразом,Устройство спускается в скважину 17, вскрывающую с перебуром продуктивный пласт 18, из которого пред полагается отобрать пробу слагающего его материала, Нижний конец неподвижной части внешней колонны 1 с щелевидными отверстиями 13 устанавливается на уровне продуктивного 40 пласта 18, а концевую, телескопическую часть хвостовика 3 внешней колонны 1 выдвигают путем приложения осевого. усилия на центральную колонну 2 с. помощью спуско-подъемного ме ханизма таким образом, чтобы насадка гидромотора 4 находилась на уровне подошвы пласта 18, С помощью источника напорной воды, например высоконапорного насоса, в полость 50 внешней колонны 1 подают напорную воду, поступающую в гидромонитор 4 и через каналы 11 и камеру 12 - в насадку 6 гидроэлеватора.Формируемая насадкой гидромонито ра,4 высоконапорная струя, проходя через отверстие 13, с которым в данНый момент совмещен срез укаэанной 549 насадки, воздействует на пласт 18,размывая материал, слагающий его, ипереводя в гидросмесь с образованием в пределах пласта 18 полости 19.Образующаяся гидросмесь потоком водытранспортируется по днищу полости 19и поступает через отверстия 13 иприемные окна 7 в приемную камеру 5гидроэлеватора и далее под воздействием струи, истекающей из насадки 6, по центральной колонне 2 выдается на поверхность,Перемещение струи, истекающей иэнасадки гидрамонитора 4 вдоль забояна установленном уровне, осуществляется вращением центральной колонны 2.Центральная колонна 2 передает вращение на концевую телескопическуючасть хвостовика 3 внешней колонны 1.При вращении телескопической части хвостовика 3 в одну сторону про-.исходит периодическое совмещениесреза сопла насадки гидромонитора 4с отверстиями 13 и последующее перекрытие укаэанного среза участкамивнешней колонны 1, расположеннымимежду отверстиями 13. Таким образом,размыв осуществляется секторами, лежащими в пределах действия струипри совмещении среза сопла насадкигидромонитора 4 с отверстиями 13.Угол раскрытия сектора размыва регулируется при этом шириной .отверстий 13.При перекрытом срезе сопла на-садки истекающая из нее вода можетбыть направлена по проточкам 14 вдольтелескопической части хвостовика 3,промывая зону приемных окон 7.После размыва пласта 18 на одномуровне гидромониторную насадку 4 перемещают на следующий вышележащий уровень путем подъема центральной колонны 2 вместе с концевой частью хвостовика 3 внешней колонны 1 введением вдействие спуско-подъемного механизмапри неподвижной внешней колонне 1, ицикл размыва повторяют.Снабжение устройства пакерующим элементом 16, выполненным, например, в виде эластичного кольца, позволяет избежать попадания в затрубное пространство.концевой части хвостовика 3 частиц материала, слагающего пласт 18, что позволяет повысить достовер" ность отбираемой пробы и избежать ,зашламования затрубного пространства и заклинивания устройства.,Ту же Функцию может выполнять насадка 15, которая создает в затрубном пространстве противоток жидкбсти истекающей из нее,Применение предложенного устройства позволяет отбирать пробы гравийногалечного материала из погребенных россыпей через скважины минимальновозможного сечения за счет практически полного использования указанногосечения, работать на необсаженных 5 скважинах и вести размыв секторамипутем простого вращения колонны водном направлении.актор И. Банд 5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 6543/28 Т ВНИИПИ Го по дела 113035, Мосаж 56 дарст изобр а, ЖПодписенного комитета СССРтений и открытий5, Раушская наб., д.