способ добычи теплой жидкости из скважины и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ добычи теплой жидкости из скважины, включающий спуск всасывающей трубы на глубину с повышенной температурой жидкости по сравнению с температурой на поверхности и подачу оттуда жидкости на устье скважины и потребителю, отличающийся тем, что на всасывающую трубу, расширенную в нижней части в виде конуса до площади, превышающей площадь зазора между конусом и колонной скважины и обеспечивающей вход основной части жидкости из пласта в эту трубу, монтируют тепловую изоляцию и опускают на глубину с расчетной температурой жидкости, сверху всасывающую трубу устанавливают на устье скважины с отверстиями ниже торца колонны, между отверстиями всасывающей трубы и торцом колонны устанавливают на устье отводящую трубу, заливают жидкость в скважину до торца устья, открывают отводящую трубу и удаляют жидкость из скважины по мере поступления ее из всасывающей трубы, при этом производительность добычи теплой жидкости обеспечивают сечением труб и фильтра скважины, а температуру теплой жидкости регулируют глубиной установки всасывающей трубы.

2. Устройство для добычи теплой жидкости из скважины, содержащее всасывающую трубу, установленную на глубину с повышенной температурой жидкости по сравнению с температурой на поверхности, отличающееся тем, что на всасывающей трубе смонтирована тепловая изоляция, нижняя часть трубы расширена внизу в виде конуса до площади, превышающей площадь зазора между конусом и колонной скважины, для обеспечения входа основной части жидкости из пласта в эту трубу, в верхней части трубы выполнены отверстия, труба установлена своим конусом на глубину с расчетной температурой жидкости, а отверстия на другом конце - ниже торца устья, между торцом устья и отверстиями на всасывающей трубе на устье установлена отводящая труба.

Описание изобретения к патенту

Известен способ добычи теплых флюидов и воды путем их самовыхода на поверхность и устройства для их сбора и транспортировки потребителю (Rihart John Qeysers and qeothermal enerqy V,1980, Ионин А.А. Газоснабжение. Изд. 2-е. М. , 1975, Советский энциклопедический словарь. Изд.2-е, М., Советская энциклопедия, 1983, с. 1539, статья "Электростанция", Горная энциклопедия. Т.1, М., Советская энциклопедия, 1984, с. 501, статья "Газопотребление").

Недостатком известных способа извлечения теплой жидкости из скважины и устройства для его осуществления является то, что самовыход жидкости из скважин становится все более редким явлением, обусловленным все большим истощением этих полезных ископаемых.

Этот недостаток устранен в других известных способе и устройстве для извлечения теплой жидкости из скважины, принятых за прототип (Институт "Гипровостокнефть", ОАО"Самаранефтегаз", Метод изотермического заводнения нефтяных залежей пластовыми и сточными водами. Рекламный проспект, 1999).

Известный способ добычи теплой жидкости из скважины включает спуск всасывающей трубы на глубину с повышенной температурой жидкости по сравнению с температурой на поверхности и подачу оттуда жидкости на устье скважины и потребителю.

Известное устройство для добычи теплой жидкости из скважины содержит всасывающую трубу, установленную до глубины с повышенной температурой жидкости по сравнению с температурой на поверхности.

Известные способ и устройство реализуются с помощью глубинных насосов, спускаемых в скважину и откачивающих жидкость.

Недостатком известных способа и устройства является сравнительно низкая температура откачиваемой жидкости, так как конструктивно нет возможности создать насосы, способные откачать жидкость с глубины скважин более 2-2,5 км, так как на глубинах 2-2,5 км температура гравитационного нагрева жидкости составляет всего 60-70^oС. Кроме того, расходуются большие мощности электроэнергии для извлечения даже такой, недостаточно нагретой жидкости.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и получение возможности добывать жидкость с любой температурой нагрева при незначительных затратах электроэнергии.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного изобретения, является возможность добывать жидкость с любой расчетной температурой при полном отсутствии насосов, а значит, при отсутствии расхода электроэнергии.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе добычи теплой жидкости из скважины, включающем спуск всасывающей трубы на глубину с повышенной температурой жидкости по сравнению с температурой на поверхности и подачу оттуда жидкости на устье скважины и потребителю, согласно изобретению на всасывающую трубу, расширенную в нижней части в виде конуса, до площади, превышающей площадь зазора между конусом и колонной скважины и обеспечивающей вход основной части жидкости из пласта в эту трубу, монтируют тепловую изоляцию и опускают на глубину с расчетной температурой жидкости, сверху всасывающую трубу устанавливают на устье скважины с отверстиями ниже торца колонны, между отверстиями всасывающей трубы и торцом колонны устанавливают на устье отводящую трубу, заливают жидкость в скважину до торца устья, открывают отводящую трубу и удаляют жидкость из скважины по мере поступления ее из всасывающей трубы, при этом производительность добычи теплой жидкости обеспечивают сечением труб и фильтра скважины, а температуру теплой жидкости регулируют глубиной установки всасывающей трубы.

Указанный технический результат достигается также тем, что в устройстве для добычи теплой жидкости из скважины, содержащем всасывающую трубу, установленную на глубину с повышенной температурой жидкости по сравнению с температурой на поверхности, согласно изобретению на всасывающей трубе смонтирована тепловая изоляция, нижняя часть трубы расширена внизу в виде конуса до площади, превышающей площадь зазора между конусом и колонной скважины, для обеспечения входа основной части жидкости из пласта в эту трубу в верхней части трубы выполнены отверстия, труба установлена своим конусом на глубину с расчетной температурой жидкости, а отверстия на другом конце - ниже торца устья, между торцом устья и отверстиями на всасывающей трубе на устье установлена отводящая труба.

Установка всасывающей трубы на глубину с расчетной температурой нагрева, вывод трубы отверстиями в верхней части, заливка жидкости до торца устья обеспечивают наличие кругового контура по всасывающей трубе и ее затрубью, благодаря чему нагретая жидкость конвекционно поднимается вверх по трубе, а по затрубью охладившаяся жидкость опускается к фильтру скважины. Таким образом обеспечивается самовыход теплой жидкости с любой глубины и с расчетной температурой на поверхность. Выполнение конуса большого диаметра на нижней части трубы обеспечивает вход основной части нагретой жидкости в трубу, а не в затрубье, что повышает производительность добычи. Тепловая изоляция всасывающей трубы и наличие небольшого зазора между конусом и колонной обеспечивают перепад температур внутри трубы и в затрубье, без чего самодвижения жидкости по замкнутому контуру не будет. Наличие отводящей трубы позволяет удалять жидкость потребителю по мере ее поступления из всасывающей трубы. Отвод жидкости потребителю компенсируется ее притоком из пласта. С увеличением величины сечения всасывающей трубы, ее конуса, фильтра на колонне, а также с увеличением глубины установки трубы производительность добычи жидкости и величина ее температуры повышаются. Если у пласта нет мощности для обеспечения притока жидкости, его стимулируют, например, организацией нагнетательных скважин и т.п. Расхода электрической энергии не требуется, а труба, расширенная в виде конуса (заходный конус), которая обеспечивает вход основной части жидкости из пласта в эту трубу, может быть установлена в зону с любой температурой.

Предложенное устройство, позволяющее реализовать предложенный способ, показано на чертеже, где изображены:

1 - всасывающая труба,

2 - тепловая изоляция на всасывающей трубе 1,

3 - заходный конус, площадь которого превышает площадь зазора 4 между конусом 3 и колонной 5 скважины и который установлен на глубине с расчетной температурой жидкости,

6 - отверстия в верхней части трубы 1, расположенные ниже торца 7 устья 8, 9 - отводящая труба, установленная между торцем устья 7 и отверстиями 6 на трубе 1.

Устройство работает следующим образом, обеспечивая реализацию способа.

После выполнения и установки элементов устройства, как показано на чертеже, заливают трубу 1, колонну 5 и устье 8 до торца устья 7. Открывают отводящую трубу 9. Нагретая жидкость в расчетной зоне заходит в заходный конус 3, поднимается по трубе 1 и выходит через отверстия 6 в устье 8, откуда через отводящую трубу 9 уходит к потребителю.

Наличия насосов и расхода электрической энергии не требуется. Заходный конус 3 может быть установлен на любой глубине скважины с любой температурой жидкости.