Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАБОТЫ СКВАЖИННОЙ СТРУЙНОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при глубинно-насосной эксплуатации скважин, в т.ч. предназначенных для добычи метана из газоносных угольных пластов.

Известен способ работы скважинной струйной насосной установки, включающий установку струйной насосной установки в скважине на входе в электроцентробежный насос, разделение откачиваемой из скважины среды на жидкую и газообразную среды и откачку жидкой среды электроцентробежным насосом и газовой среды струйной насосной установкой (см. авторское свидетельство SU №1550115, кл. F04D 13/10, 15.03.1990).

Однако при данном способе работы имеет место снижение коэффициента полезного действия электроцентробежного насоса за счет принудительного отбора значительной части нагнетаемой им жидкости для обеспечения работы струйной насосной установки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной струйной насосной установки, включающий спуск в пробуренную в зоне расположения угольных пластов скважину на основной колонне труб насосной установки и откачку с помощью последней жидкой среды из нее (см. патент RU №2286450, 27.10.2006).

Для метаноугольных скважин характерно содержание в откачиваемой пластовой воде значительного количества угольной пыли, мелких частиц угля и растворенного газа. Поэтому при данном способе работы необходима сепарация сред перед откачкой жидкой среды из скважины, что приводит к снижению эффективности способа работы и невозможности одновременной откачки из скважины как жидкой, так и газообразной сред, что сужает область использования данного способа работы.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности откачки из скважины как жидкой, так и газовой среды одной насосной установкой с обеспечением откачки из скважины как жидкой, так газообразной сред.

Достигаемый технический результат заключается в повышении эффективности работы скважинной струйной насосной установки в условиях наличия в откачиваемой из скважины среде жидкой среды, газовой среды и твердых механических примесей.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ работы скважинной струйной насосной установки включает спуск в пробуренную в зоне расположения угольных пластов скважину на основной колонне труб струйной насосной установки и откачку с помощью последней жидкой среды из нее, при этом перед спуском основной колонны труб монтируют дополнительную колонну труб, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра основной колонны труб, на нижнем конце которой предварительно устанавливают фильтр и над последним в указанной дополнительной колонне труб устанавливают посадочное седло, спускают в скважину дополнительную колонну труб и устанавливают ее в скважине с расположением посадочного седла не менее чем на 2 м ниже подошвы нижнего угольного пласта, после этого устанавливают на нижнем конце основной колонны труб корпус струйной насосной установки с выполненными в нем выходным каналом и каналом подвода откачиваемой среды и с установленным в последнем обратным клапаном, спускают корпус струйной насосной установки на основной колонне труб в дополнительную колонну труб и устанавливают корпус струйной насосной установки на посадочное седло, после этого через основную колонну труб спускают или сбрасывают в скважину и устанавливают в корпусе струйной насосной установки эжекторную вставку, включающую сопло и камеру смешения с диффузором, после чего под давлением подают по основной колонне труб в сопло рабочую среду, с помощью которой при истечении ее из сопла засасывают из забоя скважины через канал подвода откачиваемой среды в камеру смешения и направляют в диффузор жидкую среду, которую в смеси с рабочей средой под давлением направляют из диффузора через выходной канал корпуса в межтрубное пространство между основной колонной труб и колонной труб большего диаметра, и по межтрубному пространству выводят на поверхность, причем после откачки жидкой среды из забоя скважины и снижения ее уровня ниже подошвы нижнего угольного пласта газообразную среду из угольных пластов перемещают в межтрубное пространство между обсадной колонной и дополнительной колонной труб и по нему поднимают газообразную среду на поверхность.

В ходе проведенных исследований было установлено, что представляется возможность организовать откачку из скважины с помощью одной скважинной струйной насосной установки жидкой среды, а затем газообразной среды, в частности метана из угольных пластов. При этом не требуется какая-либо переустановка оборудования. При этом было выявлено, что наиболее целесообразно располагать посадочное седло не менее чем на 2 м ниже подошвы нижнего угольного пласта. Это позволяет, с одной стороны, удалять жидкую среду из зоны расположения угольных пластов для их дальнейшей эффективной дегазации, а с другой стороны, не производить откачку из скважины жидкой среды, которая не препятствует дегазации угольных пластов. Выполнение скважинной струйной установки со спускаемой эжекторной вставкой позволяет в случае необходимости быстро ее менять без подъема на поверхность всей колонны труб с насосной установкой, что позволяет резко повысить производительность насосной установки.

На фиг.1 схематически представлена скважинная струйная насосная установка до установки в ней эжекторной вставки. На фиг.2 схематически представлена скважинная струйная насосная установка после установки в ней эжекторной вставки во время откачки из скважины жидкой среды.

Скважинная струйная насосная установка содержит основную колонну труб 1, дополнительную колонну труб 2, диаметр которой больше наружного диаметра основной колонны труб 1, на нижнем конце которой установлен фильтр 3 и над последним в указанной дополнительной колонне труб 2 установлено посадочное седло 4. Последнее предназначено для установки на нем закрепленного на нижнем конце основной колонны труб 1 корпуса 5 струйной насосной установки с выполненными в нем выходным каналом 6 и каналом 7 подвода откачиваемой среды, в котором установлен обратный клапан 8. Корпус 5 струйной насосной установки выполнен с возможностью установки в нем эжекторной вставки 9, включающей сопло 10 и камеру смешения с диффузором 11.

Способ работы скважинной струйной насосной установки включает спуск в пробуренную в зоне расположения угольных пластов 12 скважину на основной колонне труб 1 струйной насосной установки и откачку с помощью последней жидкой среды из нее. Перед спуском основной колонны труб 1 монтируют дополнительную колонну труб 2, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра основной колонны труб 1, на нижнем конце которой предварительно устанавливают фильтр 3 и над последним в указанной дополнительной колонне труб 2 устанавливают посадочное седло 4. Спускают в скважину дополнительную колонну труб 2 и устанавливают ее в скважине с расположением посадочного седла 4 на расстоянии L не менее чем на 2 м ниже подошвы нижнего угольного пласта 12. После этого устанавливают на нижнем конце основной колонны труб 1 корпус 5 струйной насосной установки с выполненными в нем выходным каналом 6 и каналом 7 подвода откачиваемой среды и с установленным в последнем обратным клапаном 8. Спускают корпус 5 струйной насосной установки на основной колонне труб 1 в дополнительную колонну труб 2 и устанавливают корпус 5 струйной насосной установки на посадочное седло 4. После этого через основную колонну труб 1 спускают или сбрасывают в скважину и устанавливают в корпусе 5 струйной насосной установки эжекторную вставку 9, включающую сопло 10 и камеру смешения с диффузором 11. Затем под давлением подают по основной колонне труб 1 в сопло 10 рабочую среду, с помощью которой при истечении ее из сопла 10 засасывают из забоя скважины через канал 7 подвода откачиваемой среды в камеру смешения и направляют из последней в диффузор 11 жидкую среду, которую в смеси с рабочей средой под давлением направляют из диффузора 11 через выходной канал 6 корпуса 5 в межтрубное пространство 13 между основной колонной труб 1 и дополнительной колонной труб 2 большего диаметра. По межтрубному пространству 13 выводят откаченную из скважины среду на поверхность, причем после откачки жидкой среды из забоя скважины и снижения ее уровня ниже подошвы нижнего угольного пласта 12 газообразную среду из угольных пластов перемещают в межтрубное пространство 14 между обсадной колонной 15 и дополнительной колонной труб 2 и по нему поднимают газообразную среду на поверхность.

Изобретение может найти применение в угольной промышленности при эксплуатации угольных месторождений.