×
09.06.2019
219.017.7a28

Результат интеллектуальной деятельности: СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при добыче метана из угольных пластов. Установка содержит установленный в проходящей через угольные пласты 3 скважине на колонне 1 труб струйный насос 2. Насос 2 установлен в нижней части колонны 1, длина которой больше глубины залегания нижнего угольного пласта 3. На нижней части колонны 1, ниже подошвы нижнего пласта 3, установлено нижнее опорное кольцо 4, к нижней части которого на переводнике 5 прикреплен башмак-фильтр 6. Выше по колонне 1, над кровлей верхнего пласта 3, установлено верхнее опорное кольцо 7 с перепускными окнами 8. На наружной поверхности колонны 1 под окнами 8 выше кровли верхнего пласта 3 установлен пакер 9. На кольце 4 установлен корпус 10 насоса 2 с посадочным местом для съемной вставки 11 с соплом и камерой смешения с диффузором. Вставка имеет канал 12 отвода смеси рабочей и откачиваемой сред и канал 13 подвода откачиваемой из скважины среды с обратным клапаном 14. В верхней части корпус 10 соединен с нижней частью трубы 15 подвода рабочей среды, снабженной с верхнего конца герметизирующим элементом 16, размещенным на кольце 7, и входной воронкой 17 для приема съемной вставки. В результате повышается эффективность работы насосной установки при наличии в откачиваемой среде жидкой и газовой фаз и твердых механических примесей. 1 ил.

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.

Известна скважинная струйная насосная установка, содержащая установленные в скважине на колонне труб электроцентробежный насос и сепаратор для разделения откачиваемой из скважины среды на жидкую и газообразную среды с возможностью откачки жидкой среды электроцентробежным насосом и газовой среды струйной насосной установкой (см. авторское свидетельство SU №1550115, кл. F04D 13/10, 15.03.1990).

Однако данная установка имеет сравнительно невысокий КПД, поскольку имеет место снижение коэффициента полезного действия электроцентробежного насоса за счет принудительного отбора значительной части нагнетаемой им жидкости для обеспечения работы струйной насосной установки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная установка для дегазации угольных пластов, содержащая установленный в проходящей через угольные пласты скважине на колонне насосно-компрессорных труб насос (см. патент RU №2293833, 20.02.2007).

Для метаноугольных скважин характерно содержание в откачиваемой пластовой воде значительного количества угольной пыли, мелких частиц угля и растворенного газа. Поэтому использование для откачки штангового насоса приводит к снижению его работы и сужает возможности одновременной откачки из скважины как жидкой, так и газообразной сред.

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

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

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная струйная установка для дегазации угольных пластов содержит установленный в проходящей через угольные пласты скважине на колонне насосно-компрессорных труб насос, при этом последний выполнен струйным и установлен во внутренней полости нижней части колонны насосно-компрессорных труб, проходящей через угольные пласты и длина которой больше глубины залегания нижнего угольного пласта, при этом на нижней части колонны труб, ниже подошвы нижнего угольного пласта установлено нижнее опорное кольцо, к нижней части которого на переводнике прикреплен башмак-фильтр, выше по колонне труб, над кровлей верхнего угольного пласта, установлено верхнее опорное кольцо с перепускными окнами, а на наружной поверхности колонны труб под перепускными окнами установлен пакер, размещенный выше кровли верхнего угольного пласта, на нижнем опорном кольце установлен корпус струйного насоса, в котором выполнены: посадочное место для установки съемной вставки с установленными в ней соплом и камерой смешения с диффузором, канал отвода смеси рабочей и откачиваемой сред и канал подвода откачиваемой из скважины среды с расположенным в нем обратным клапаном, при этом в верхней части корпус струйного насоса соединен с нижней частью трубы подвода рабочей среды, снабженной со стороны верхнего ее конца герметизирующим элементом, размещенным на верхнем опорном кольце, и входной воронкой для приема съемной вставки.

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. Выявлено, что наиболее целесообразно устанавливать струйным насос во внутренней полости нижней части колонны насосно-компрессорных труб, проходящей через угольные пласты и длина которой больше глубины залегания нижнего угольного пласта. Наиболее целесообразно на нижней части колонны труб, ниже подошвы нижнего угольного пласта, установить нижнее опорное кольцо, к нижней части которого на переводнике прикрепить башмак-фильтр, а выше по колонне труб, над кровлей верхнего угольного пласта, установить верхнее опорное кольцо с перепускными окнами, при этом на наружной поверхности колонны труб под перепускными окнами установить пакер, разместив последний выше кровли верхнего угольного пласта, на нижнем опорном кольце установить корпус струйного насоса, выполнив в корпусе: посадочное место для установки съемной вставки с установленными в ней соплом и камерой смешения с диффузором, канал отвода смеси рабочей и откачиваемой сред и канал подвода откачиваемой из скважины среды с расположенным в нем обратным клапаном, при этом в верхней части корпус струйного насоса соединить с трубой подвода рабочей среды, снабженной со стороны верхнего ее конца герметизирующим элементом, размещенным на верхнем опорном кольце, и входной воронкой для приема съемной вставки.

Это позволяет с одной стороны удалять жидкую среду из зоны расположения угольных пластов, которая препятствует дегазации угольных пластов, а с другой стороны не производить откачку из скважины жидкой среды, которая не препятствует дегазации угольных пластов. Выполнение скважинной струйной установки со спускаемой съемной 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 и сократить затраты на ее эксплуатацию.

На чертеже схематически представлена скважинная струйная установка для дегазации угольных пластов.

Скважинная струйная установка для дегазации угольных пластов содержит установленный в проходящей через угольные пласты скважине на колонне 1 насосно-компрессорных труб насос 2, при этом последний выполнен струйным и установлен во внутренней полости нижней части колонны 1 насосно-компрессорных труб, проходящей через угольные пласты 3 и длина которой больше глубины залегания нижнего угольного пласта 3. На нижней части колонны 1 насосно-компрессорных труб, ниже подошвы нижнего угольного пласта 3, установлено нижнее опорное кольцо 4, к нижней части которого на переводнике 5 прикреплен башмак-фильтр 6. Выше по колонне 1 труб, над кровлей верхнего угольного пласта 3, установлено верхнее опорное кольцо 7 с перепускными окнами 8, а на наружной поверхности колонны 1 труб под перепускными окнами 8 установлен пакер 9. На нижнем опорном кольце 4 установлен корпус 10 струйного насоса, в котором выполнены: посадочное место для установки съемной вставки 11 с установленными в ней соплом и камерой смешения с диффузором, канал 12 отвода смеси рабочей и откачиваемой сред и канал 13 подвода откачиваемой из скважины среды с расположенным в нем обратным клапаном 14. В верхней части корпус 10 струйного насоса 2 соединен с нижней частью трубы 15 подвода рабочей среды, снабженной со стороны верхнего ее конца герметизирующим элементом 16, размещенным на верхнем опорном кольце 7, и входной воронкой 17 для приема съемной вставки.

На колонне 1 насосно-компрессорных труб в скважину спускают установленные на ней снизу-вверх башмак-фильтр 6 с переводником 5, нижнее опорное кольцо 4, пакер 9 и верхнее опорное кольцо 7 с перепускными окнами 8.

Во внутреннюю полость колонны 1 насосно-компрессорных труб во время ее спуска в скважину устанавливают корпус 10 струйного насоса 2, нижний конец которого герметично устанавливают на нижнем опором кольце 4 и соединенную с ним трубу 15 с герметизирующим элементом 16, который устанавливают в верхнее опорное кольцо 7.

Далее в колонну 1 насосно-компрессорных труб сбрасывают съемную вставку 11 с соплом, камерой смешения и диффузором, которая при прокачке жидкости в колонне 1 насосно-компрессорных труб проходит через трубу 15 и самопроизвольно устанавливается в корпусе 10 струйного насоса 2.

Затем по колонне 1 насосно-компрессорных труб подают под давлением рабочий агент на сопло съемной вставки и создают разряжение (депрессию) в подпакерной зоне, причем пакер 9 расположен выше верхнего угольного пласта 3. В результате вода с забоя через канал 13 подвода откачиваемой из скважины среды увлекается в камеру смешения съемной вставки 11 струйного насоса 2, где смешивается со струей рабочего агента и вместе с ним выносится через канал 12, затрубное пространство трубы 15 и перепускные окна 8 в затрубное пространство колонны 1 насосно-компрессорных труб выше пакера 9 и по указанному затрубному пространству поступает на поверхность. По мере понижения уровня жидкости (воды) в скважине через башмак-фильтр 6 в струйный насос 2 поступает угольный газ, который также, смешиваясь со струей рабочего агента, поступает на поверхность. Таким образом, происходит отбор жидкости, в том числе жидкости глушения, и угольного газа в виде газоводяной смеси, которая потом разделяется на фракции в газосепараторе (не показан на чертеже) на поверхности. Изменяя параметры съемной вставки 11 (например диаметр сопла, путем замены съемной вставки 11) и давление прокачки рабочего агента через струйный насос 2 можно легко оптимизировать параметры работы струйного насоса 2. Кроме того, подача угольного газа на поверхность происходит принудительно, что позволяет увеличить его дебит.

При выходе съемной вставки 11 из строя или при существенном увеличении дебита скважины по воде съемную вставку 11 извлекают на поверхность и проводят ее замену.

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

Скважинная струйная установка для дегазации угольных пластов, содержащая установленный в проходящей через угольные пласты скважине на колонне насосно-компрессорных труб насос, отличающаяся тем, что насос выполнен струйным и установлен во внутренней полости нижней части колонны насосно-компрессорных труб, проходящей через угольные пласты и длина которой больше глубины залегания нижнего угольного пласта, при этом на нижней части колонны труб, ниже подошвы нижнего угольного пласта установлено нижнее опорное кольцо, к нижней части которого на переводнике прикреплен башмак-фильтр, выше по колонне труб над кровлей верхнего угольного пласта установлено верхнее опорное кольцо с перепускными окнами, а на наружной поверхности колонны труб под перепускными окнами установлен пакер, размещенный выше кровли верхнего угольного пласта, на нижнем опорном кольце установлен корпус струйного насоса, в котором выполнены посадочное место для установки съемной вставки с установленными в ней соплом и камерой смешения с диффузором, канал отвода смеси рабочей и откачиваемой сред и канал подвода откачиваемой из скважины среды с расположенным в нем обратным клапаном, при этом в верхней части корпус струйного насоса соединен с нижней частью трубы подвода рабочей среды, снабженной со стороны верхнего ее конца герметизирующим элементом, размещенным на верхнем опорном кольце, и входной воронкой для приема съемной вставки.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 31-31 из 31.
13.11.2019
№219.017.e115

Способ работы скважинной струйной насосной установки при гидроразрыве пластов

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к скважинным струйным насосным установкам для проведения каротажных работ. Способ работы скважинной струйной насосной установки заключается в том, что спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) компоновку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705708
Дата охранного документа: 11.11.2019
Показаны записи 31-39 из 39.
09.05.2019
№219.017.4dbc

Скважинная струйная установка для кислотной обработки и исследования горизонтальных скважин

Изобретение относится к области насосной техники. Скважинная струйная установка содержит наружную и внутреннюю колонны труб (КТ). На наружной КТ смонтирован струйный насос (СН) и пакер. В корпусе СН выполнены проходной канал (ПК) с посадочным седлом и канал подвода откачиваемой среды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002332592
Дата охранного документа: 27.08.2008
18.05.2019
№219.017.54c4

Способ огневой фильтрационной сбойки скважин

Изобретение относится к подземной газификации угольных пластов. Техническим результатом является создание инженерных методов контроля и управления за процессом огневой фильтрационной сбойки скважин. Для этого способ включает нагнетание воздуха в одну из скважин, пробуренных на угольный пласт,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002298093
Дата охранного документа: 27.04.2007
18.05.2019
№219.017.5858

Способ розжига угольного пласта

Изобретение относится к подземной газификации угольных пластов на месте их залегания и может быть использовано также при термической разработке месторождений нефти и сланцев. Техническим результатом является создание универсального и малозатратного способа розжига угольного пласта в скважине с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002300630
Дата охранного документа: 10.06.2007
24.05.2019
№219.017.5ff1

Скважинная струйная установка эмпи-угис-(11-20)дш и способ ее работы

Изобретение относится к области насосной техники. Скважинная струйная установка дает возможность создавать ряд различных депрессий с помощью струйного насоса в подпакерной зоне скважины с заданной величиной перепада давления. С помощью каротажного прибора позволяет проводить регистрации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002334130
Дата охранного документа: 20.09.2008
09.06.2019
№219.017.7992

Способ комплексного использования шахтного метана, вентиляционной струи, углеводородных отходов угледобычи и устройство для его осуществления (варианты)

Изобретение относится к теплоэнергетике, энерго-ресурсосберегающим процессам рационального использования угольного метана, добываемого дегазационными системами из углепородной массы, использованию шахтного метана, метана вентиляционной струи и углеводородных отходов угледобычи. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393354
Дата охранного документа: 27.06.2010
09.06.2019
№219.017.7b80

Способ комплексной дегазации углеметановых пластов месторождений угля

Изобретение относится к области горного дела, к технике дегазации углеметановых пластов месторождений угля. Техническим результатом является увеличение объема извлечения метана на стадиях заблаговременной и предварительной дегазации углеметановых пластов месторождений угля. Последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002335634
Дата охранного документа: 10.10.2008
10.07.2019
№219.017.adf4

Скважинная струйная установка эмпи-угис-(31-40)ш

Изобретение относится к насосным установкам для добычи нефти из скважин. Установка содержит колонну труб, на которой снизу вверх установлены пакер с осевым проходным отверстием и опора, в которой выполнен осевой канал с посадочным местом для струйного насоса (СН). В стенке опоры выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002334131
Дата охранного документа: 20.09.2008
10.07.2019
№219.017.ae59

Способ утилизации шахтного метана

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для теплоснабжения и электроснабжения зданий и сооружений, а также различных технологических нужд, использующих горячую воду, воздух, пар. Способ позволяет использовать как кондиционный (содержание метана в метановоздушной смеси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002306423
Дата охранного документа: 20.09.2007
13.11.2019
№219.017.e115

Способ работы скважинной струйной насосной установки при гидроразрыве пластов

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к скважинным струйным насосным установкам для проведения каротажных работ. Способ работы скважинной струйной насосной установки заключается в том, что спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) компоновку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705708
Дата охранного документа: 11.11.2019
+ добавить свой РИД