深井中自由悬挂的辅助喷管装置

本发明涉及一种无需停止开采即可连续地从地面向矿井中喷射腐蚀和/或沉淀的抑制剂的辅助喷管装置。

本发明特别适用于地热井，以克服地热流产生的热化学腐蚀和积垢带来的影响，延长使用寿命。自七十年代以后，在拥有众多“双井”系统的巴黎盆地地热矿区，这些问题已经引起注意。

在这些装置中，温度为50°～85℃并含有较高盐份（15-25克/升）的地热流能够形成溶有较多二氧化碳和水的气相态，它相当于PH值为6-6.4的弱酸，这种浸蚀性的危害是：因腐蚀、管内沉淀物以及储液器裸露部分堵塞的影响，所造成的破坏传到容器的某些区域，迅速不断地损坏。

损坏的过程大致如下：

-喷射装置在井中的喷管上很小程度上被腐蚀;

-被溶解的铁管和所在的溶液形成硫化铁;

-硫化铁在钢管管内的保护层上积垢，而又无法对管内形成保护（因为在沉淀物下面的腐蚀仍在扩大）;

-水中的颗粒（悬浮的固体）扩散，并将热交换器堵塞，喷管内 的沉淀物/积垢积存在露出的管子底部和内部;

-吸入液体的损失量加大，使地热回路的循环减少，地面设施和装置被堵塞。

为了减少以至完全克服上述缺点，可采用各种不同的治理和予防方法，其中化学方法是用得比较多的。

由于向井底喷射的腐蚀/沉淀物抑制剂分别含有腐蚀薄层和沉淀颗粒，所以上述处理方法并不能满足使用地热设施中所有必要条件，特别是对辅助喷管的稳定性的要求，法国专利2463197和2502239中表述了一种喷射脂旋胺作为抑制剂的处理方法和在井底与辅助喷管相联的喷射装置。

生产井的目的是能够尽可能多地采集地热，因此，生产套管内的辅助喷管的尺寸应最小，以限制流量的损失。与地热流接触的直径为1″～1 1/4 ″的常用碳钢管很容易被腐蚀，而用直径为1″的玻璃纤维管，则由于材料机械性能太差而经常发生事故。

选择有色合金（铬、钼、镍等）会使成本增加，并带来其它缺陷，即，由于少量硫化氢的存在而使固体结构变脆。

本发明的目的在于，为减少该系统在实际使用进程中的诸多不便，采用其机械性能符合应用要求的一个金属管芯，并在该管外涂覆一种对于地热流呈现惰性的材料，同时保持限定的直径。

作为本发明主题的一种从地面向井中喷射腐蚀或沉淀物的抑制剂而不中断其开采的装置具有一个运输抑制剂的辅助喷管（6），此辅 助喷管连续地绕在一线盘（8）上以便在地面上安装和存放，并可固定地安装在井上，此辅助喷管（6）在地面上的固定是通过一滑轮（9）完成的，辅助喷管就安装在此滑轮上。

此装置的特征是：辅助喷管（6）具有一中心管状机构（10），其外面包有对于井内液体呈现惰性的材料（11）和设置在中心管（10）周围的拉绳（12），此拉绳涂覆有材料（11），以使此装置具有下降和提升作业所需的机械强度，并且在包层（11）损坏的情况下可用作管（10）的第二保护机构，而包层（11）用来保护管（10）不受井内液体的腐蚀。

通过结合如下附图所述的实施例，能够很容易理解本发明的各项优点。其中：

图1是装有深井泵的生产井中所使用的辅助喷管的一个实施例;

图2是实现本发明的目的的一个辅助喷管的横截面图;

图3中包括a、b、c和d，它们分别是实现本发明目的的不同形式的辅助喷管的横截面视图。

在图1中，地热流是靠装在输送管2中的泵1内的压力送出去的，然后地热流经井口4上的控制阀3下面的管道送至地面管路5，再送到热交换器中。辅助喷管6由密封箱7的中间通过井口4，当井口移动时（特别是在实际使用中），密封箱7用来保证井口4上辅助喷管的密封性。辅助喷管缠绕在地面的线盘8上，它能使辅助喷管的下端点达到很深的位置。滑轮9装在线盘8和密封箱7之间，其缠 绕半径与其性能相适应，它负责支承辅助喷管，并将它保持在一定的位置上。

图2表示了实现本发明目的的一个实施例。其中有一个用来输送沉淀物抑制剂并确保辅助喷管必要的机械性能的中心管状机构10。中心管10的外层包有电化学惰性材料11，它与地热流接触，该防腐层是在连续生产的机器上制成的，中心管10和拉绳12在材料11的中心。防腐层可用挤压或吹塑制成。在常规应用场合，柱形包层11的材料是聚脂材料，它能承受使用的机械性能以及热和化学性能。在某些应用场合，也可采用诸如合成橡胶，尼龙或特别在有温度影响时用聚四氟乙烯（特氟隆）等材料。包层11材料的最佳选择有赖于各种特定的应用环境条件，如地热或石油开采及温度等。在包层11里面和管10的外部有一些钢制拉绳12，当中心管损坏或包层11磨损时，如测量装置在井中不断升降过程中，钢制拉绳12可以起到保护中心管10的作用;钢制拉绳12还可使辅助喷管具有相应的机械性能，以保证在安装、提升过程中，甚至在管10断裂时的安全性。隔开金属管的包层材料11也能起到联接杆的作用。

在最佳实施例中，按照石油开采标准，辅助喷管端部的直径为1″（25.4毫米）;中心管固定用的材料应能不受沉淀物成分的影响，可以是INOX316L钢管，其外径为10毫米，内径为8毫米。另一些在腐蚀性液体中使用的辅助喷管可用Incoloy82b、固康镍合金625，或Hasteloy材料，但并非仅限这些。拉绳12的数量（最好为4 根），可随使用情况的不同而变化，在图2中，拉绳12的外径是5毫米，这个外径根据使用的标准和其它部件的尺寸而定。例如，在另一个实施例中，辅助喷管的外径可以是1 1/4 ″（31.75毫米），中心管10的外径为12毫米，内径为10毫米。显然，拉绳12材料的拉伸系数要小于管10的拉伸系数。这种设计可用于固定型的（即放在固定地点），也可用于将液体喷射到一定位置的。

图3表示实现本发明目的的辅助喷管的另一些不同的变型。

在其中的图a）中，辅助喷管6包括一个中心管状机构10，由材料11构成的第一柱形密封层110包住中心管状机构10，管状机构的外层有四个布置在密封层110中的拉绳120，121，122和123，它们对称于中心管10的纵轴。四个拉绳最好在两个正交的平面内两两相对。

在图3b）中，在第一密封层110和中心喷管10之间有第二密封层111，根据应用要求选择的特定材料的第二密封层能够很好地保护中心喷管10。

在图3c）中，有一包住第一密封层110的第三密封层112，外层套管型的第三密封层能够加强整个构件对外部介质的密封性。在辅助喷管采用图3d）型式时，为加强辅助喷管的机械强度同时保持缠绕时的挠性，其中设有8个拉绳120～127，这些拉绳沿中心管的中纵轴对称分布。

防腐的密封层并不限于上述的第一密封层110，第二密封层 111和第三密封层112，构成密封层的材料为，

在图3b）中：

第二密封层111    第一密封层110

氟化聚酰胺（PVDF）    聚酰胺11（PA11）

聚酰胺11（PA11）    聚合聚丙烯（PP）

氟化聚酰胺（PVDF）    聚合聚丙烯（PP）

Chorotrifluoro    Ethylene（Halar）    聚酰胺11（PA11）

Chorotrifluoro    Ethylene（Halar）    氟化聚酰胺（PVDF）

在图3c）中：

第一密封层110    第二密封层111    第三密封层112

聚合聚丙烯（PP）    聚酰胺11（PA11）    EPDM/聚丙烯

聚合聚丙烯（PP）    氟化聚酰胺（PVDF）    EPDM/聚丙烯

另一个较好的方法是用一对拉绳从喷射头向井底传送操纵电信号指令。