Способ нагнетания жидкости в пласт и устройство для его осуществления

Способ нагнетания жидкости в пласт и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ нагнетания жидкости в пласт, включающий предварительное определение величины гидравлическо-го сопротивления пласта, бурение в пласте шпуров или скважин, их герметизацию, повышения давления жидкости в рабочей полости цилиндров насосной установки до величины, превышающей гидравлическое сопротивление пласта, и нагнетание жидкости в пласт под давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагнетания и снижения расхода энергии за счет обеспечения автоматической плавной регулировки параметров нагнетания жидкости в зависимости от фильтрационно-коллекторскик свойств пласта, в нагнетательной установке аккумулируют часть жидкости, заполняющей гидравлическую систему насосной установки, и при достижении давления жидкости в нагнетательной установке величины гидравлического сопротивления пласта одновременно с нагнетанием жидкости в пласт аккумулированную часть жидкости подают в рабочие полости цилиндров насосной установки.с<&(ЛГ^^-«00со05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) E 21 F 5 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2681000/22-03 (22) 10.11.78 (46) 07.12.83. Бюл. Р 45 (72) И.Г. Легкодух, Ю.И. Донсков, Е.И. Онтин, И.Г. Ищук и В.И. Бандурин (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности ННННОТерсТВВ угольной IIpoI blBIJIBHHocTH СССР (53) 622.807 ° 4(088.8) (56) 1. Оборудование и приборы для комплексного обеспыливания угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик. Каталог-справочник. М., ЦНИИЭИуголь, 1975, с 15.

2. Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах. М., Недра, 1971, с. 7-28 (прототип). (54) СПОСОБ НАГНЕТАНИЯ ЖИДКОСТИ В

ПЛАСТ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ нагнетания жидкости в пласт, включающий предварительное определение величины гидравлическоÄÄSUÄÄ71 1 6 А

ro сопротивления пласта, бурение в пласте шпуров или скважин, их герметизацию, повышения давления жидкости в рабочей полости цилиндров насосной установки до величины, превышающей гидравлическое сопротивление пласта, и нагнетание жидкости в пласт под давлением, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности нагнетания и снижения расхода энергии за счет обеспечения автоматической плавной регулировки параметров нагнетания жидкости в зависимости от фильтрационно-коллекторских свойств пласта, в нагнетательной установке аккумулируют ча<.ть жидкости, заполняющей <р

C гидравлическую систему насосной установки, и при достижении давления жидкости в нагнетательной установке величины гидравлического солротивления пласта одновременно с нагнетанием жидкости в пласт аккумулированную часть жидкости подают в рабочие полости цилиндров насосной установки

713196

15

25

35

45

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, включающее электродвигатель, плунжерную многоцилиндровую насосную установку, магистраль для подачи жидкости, контрольно-измерительную аппаратуру, средства для

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для нагнетания жидкости в пласт для снижения газовыделения, пылеобраэования и предотвращения внезапных выбросов угля и газа °

Известен способ обработки угольных пластов, заключающийся в нагнетании жидкости через пробуренные скважины или шпуры и устройства для его осуществления (1 ).

Недостатком этого способа является низкое качество профилактической обработки угля из-за несоответствия давления нагнетаемой жидкости свойствам пласта, несовершенство устройства для нагнетания, Известен способ нагнетания жидкости в пласт, включающий предварительное определение величины гидравлического сопротивления пласта, бурение в пласте шпуров или скважин, их герметизацию, повышение давления жидкости в рабочей полости цилиндров насосной установки до величины, превышающей гидравлическое сопротивление пласта, и нагнетание жидкости в пласт под давлением.

Известно также устройство для осуществления этого способа, включающее электродвигатель, плунжерную многоцилиндровую насосную установку, магистраль.для подачи жидкости, контрольно-измерительную аппаратуру, средства для герметизации (2 ).

Недостатком этого способа и устройства являются большие расходы энергии в результате неавтоматической регулировки давления жидкости в зависимости от фильтрационно-коллекторских свойств пласта.

Целью изобретения является повышение эффективности нагнетания и снижения расхода энергии эа счет обеспечения автоматической плавной регулировки параметров нагнетания жидкости в зависимости от фильтрационно-коллекторских свойств пласта.

Доставленная цель достигается тем, что в способе нагнетания жидкости в пласт в нагнетательной установке аккумулируют часть жидкости, заполняющей гидравлическую систему насосной установки, и при достижении герметизации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый цилиндр насосной установки снабжен аккумулирующей емкостью, сообщенной с рабочей полостью циJiHндра. давления жидкости в нагнетательной установке величины гидравлического сопротивления пласта одновременно с нагнетанием жидкости в пласт аккумулированную часть жидкости подают в рабочие полости цилиндров насосной установки.

В устройстве для осуществления этого способа каждый цилиндр насосной установки снабжен аккумулирующей емкостью, сообщенной с рабочей полостью цилиндра.

Устройство для нагнетания жидкости в пласт .поясняется чертежом, где представлена его кинематическая схема.

Для профилактической обработки пласта бурят скважины, герметиэируют их и с помощью гидромагистрали подключают к высоконапорной насосной установке, оборудованной аккумулирующими емкостями. В установке путем сжатия поднимают давление жидкости и заполняют ею всю систему, в том числе и аккумулирующие емкости.

При достижении давления жидкости величины гидравлического сопротивления пласта жидкость начинает поступать в пласт, причем в этот момент аккумулированная жидкость возвращается в зону сжатия и частично поступает в напорную магистраль, поддерживая высокое давление и сглаживая его пульсацию. Одновременно возвращенная в зону сжатия жидкость под высоким давлением воздействует через поршни на коленвал, способствуя выполнению следующего рабочего цикла насоса, тем самым снижается расход энергии на всасывание и сжатие жидкости. Увеличение расхода жидкости автоматически приведет к снижению давления жидкости, так как большая часть ее из зоны сжатия и аккумулирующей жидкости будет поступать в напорную магистраль. При увеличении гидравлического сопротивления пласта расход жидкости сокращается и начнется дальнейшее повышение давления ее, т.е. будет происходить автоматическая самонастройка параметров нагнетания насоса в зависимости от фильтрационно-коллекторских свойств пласта. При полном отказе скважины аккумулированная жид713) 96

Корректор М. Шароши

Редактор Е. Зубиетова Техред Т. Фанта

Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10768/5 кость создает подпор у всасывающего клапана и всасывание жидкости прекращается. При данном способе нагнетания полностью исключается сброс жидкости из системы.

Устройство состоит из насосной установки 1, магистрали 2 подвода жидкости, напорной магистрали 3, герметизатора 4 и гидроаккумуляторов 5 с клапанами 6 для сброса воздуха. Насосная установка включает цилиндры 7, рабочие полости которых сообщаются с аккумуляторами, плунжеры 8, приводимые в движение через коленвал 9, всасывающие клапаны 10 и нагнетательные 11 и контрольно-измерительную аппаратуру. Увлажнение массива производится через скважину 12, оборудованную герметизатором типа АГ-4, ГАС-45 или

ГАС-60.

В качестве рабочей жидкости применяют воду питьевую по ГОСТ 2874-73 или шахтную осветленную, содержащую механические примеси не более

50 мг/л и растворы IIAB. Давление рабочей жидкости в трубопроводе, к которому подсоединяется насосная установка, не менее 6 кгс/см2, Насосная установка разработана на базе установок УН-2 и УН-70. Установка имеет шесть рабочих цилиндров .с диаметром плунжеров 28 мм и ходом

16 мм. Рабочий объем цилиндра 3 см, пределы изменения подачи 0-55 л/мин, рабочее давление 5-300 кг/см . Ем2 кость каждого аккумулятора 500510 см3. В качестве привода используется электродвигатель ВА0-62-6.

Жидкость под давлением не менее

6 кгс/см2 по гидромагистрали 2 поступает из шахтного водопровода через всасывающий клапан 10 в рабочую часть цилиндра 7, где при прямом ходе плунжера 8 происходит повышение ее давления. При этом за несколько. циклов через канал, соединяющий цилиндр с аккумулятором 5, жидкость заполняет аккумулятор, а через нагнетательный клапан 11 — напорную магистраль 3 и скважину 12. При дальнейшей работе установки давление в указанной системе увеличивается и при обратном ходе плунжера жидкость из аккумулятора 5 устремляется под давлением в рабочий цилиндр, способствуя его движению и движению других плунжеров, т.е. усилие от аккумулированной жидкости согласован1

Филиал ППП Патент, г. но передается через плунжеры на коленвал 9, снижая затраты энергии на его вращение,При повышении давления жидкости в системе до величины гидГавлического сопротивления пласта появляется расход жидкости в связи с началом ее поступления по трещинам в массив. С этого момента всасываться будет столько жидкости, сколько ее ушло из системы, что исключает затраты энергии на сжатие лишней жидкости, которая в известных способах нагнетания сбрасывалась на почву или во всасывающую магистраль.

Выходящая из аккумулятора 5 жидкость при обратном движении плунжера не только способствует вращению коленвала, но и поддерживает давление в системе напорная магистральскважина, обеспечивая при работе установки непрерывный процесс нагнетания и сглаживания пульсации давления. При дальнейшем снижении расхода жидкости вследствие насыщения массива в системе начинают автоматически увеличиваться давление и при полном отказе скважины давление достигает максимума и полностью прекращается всасывание и нагнетание, так как давление жидкости внутри цилиндров и в аккумуляторах уравнивается с давлением в напорной системе и не дает возможность открыться . всасывающему клапану 10. Таким образом, предлагаемый способ и устройство позволяют снизить затраты энергии на работу установки, полностью исключить расход энергии на сжатие лишней жидкости и обеспечить плавную автоматическую саморегулировку параметров нагнетания в зависимости от фильтрационно-коллекторских свойств массива — для любого расхода жидкости автоматически устанавливается оптимальное давление..

Результаты испытаний экспериментальных образцов показали, что эффективность увлажения резко возрастает: пылеобразование было снижено до 80% против 35-40% — при известных способах. Кроме повышения качества профилактической обработки пласта достигается сокращение энергоемкости в 2 раза и на 30% металлоемкости установки. Экономический эффект от использования одной, установки в одном забое составляет

6709," iá.

Ужгород, ул. Проектная, 4