Фильтровая колонна для сооружения восстающей дренажной скважины Советский патент 1986 года по МПК E21B43/10 

Изобретение относится к горному делу, разработке полезных ископаемых и предназначено для использования при сооружении наклонно-восстающих дренажных скважин, а также при строительстве скважин в слож- ных геологических условиях для целей хозяйственного водоснабжения.

Цель изобретения - улучшение условий эксплуатации путем автоматизации установки и извлечения напорных труб и пакера за счет использования давления промывочной жидкости и естественного напора подземных вод.

На фиг. 1 изображена фильтровая колонна, разрез; на фиг. 2 - механизм пакера.

Фильтровая колонна состоит из бурового наконечника 1, переводника 2 с обратным клапанам 3, фильтровых труб 4, соединенных с переводником 2 и обсадными трубами 5. В фильтровых 4 и обсадных 5 трубах установлены напорные трубы 6, соединенные с помощью резьбы с пакером 7, в нижней части которого установлен механизм фиксации, выполненный в виде прорезной обоймы 8, с внешней стороны которой шарнирно установлены раздвижные упоры 9 с пружинами 10 (фиг. 2). Раздвижные упоры размещены щарнирно на оси и посредством выводной зубчатой муф- ты 11, которая несет зубцы с пружинами 12 и пальцами 13, кинематически соединены с подвижной гильзой 14, установленной внутри обоймы 8, а также с кольцевыми выступами 15, размещенными внутри обсадных труб 5. На прорезной обойме 8 в нижней час- ти установлен направляющий амортизирующий воронкообразный элемент 16, выполненный из эластичного материала. Подвижная гильза 14 имеет гнездо 17 и встроена телескопически в прорезную обойму 8. Напорные трубы 6 оснащены переводником 18 с обрат- ным клапаном 19, переводником 20 с амортизирующими элементами 21, а также направляющими элементами 22 (фиг. 1). Переводник 2 также несет направляющие 23 и герметизирующие 24 элементы под соединение с напорными трубами 6.

Подготовку устройства к работе производят с определением длины фильтровых 4 и напорных б труб, в зависимости от чего намечают место установки пакера 7 и коль- цевых выступов 15, которые устанавливаются в первой обсадной трубе 5. Может быть установлена обойма (не показана) из нескольких кольцевых выступов 15. Пакер 7 и механизм фиксации в собранном виде отдельно проверяют в трубе 5, регулируя вза- 1имодействие раздвижных упоров 9 с зубьями муфты 11, пружин 10, выводной зубчатой муфты 11 с пружинами 12, пальцев 13 с подвижной гильзой 14. При этом пакер 7, раздвижные упоры 9 и амортизирующий эле- мент 16 должны свободно проходить в обсадных трубах 5 и фиксироваться на кольцевых выступах 15, а пружина 12 должна быть рассчитана на повыщенное рабочее давление, рабочей жидкости. Проверка взаимодействия может быть произведена непосредственно на буровом станке.

Устройство работает следующим образом.

В скважину 25 до вскрытия водоносного горизонта 26 вводят первую фильтровую трубу 4 с буровым наконечником 1, переводником 2 с обратным клапаном 3, направляющими 23 и герметизирующими 24 элементами. Затем последовательно соединяют другие фильтровые трубы 4 и обсадную трубу 5 с кольцевыми выступами 15. Собирают и последовательно вводят напорные трубы 6 в комплекте с другими деталями, которые имеют возможность осевого перемещения в переводнике 2, пакер 7 и механизм фиксации. Затем в скважину подают промывочную жидкость 27 с помощью гидравлической системы бурового насоса, предварительно введя шаровой полый клапан 28 в обсадную трубу 5. Под давлением жидкости порядка 1,5 МПа вводят клапан g гнездо 17 подвижной гильзы 14 и через пальцы 13 воздействуют на упоры 9, которые, поднимаясь, входят в зац епление с кольцевыми выступами 15. Затем отключают буровой насос, выводят шаровой клапан 28, проверяют надежность соединения раздвижных упоров 9 и производят сборку оставшейся части колонны труб 5. Производят бурение и вскрытие водоносного горизонта 26 с передачей вращения и подачей промывочной жидкости к буровому наконечнику 1 через подвижную гильзу 14 и напорные трубы 6.

Извлечение пакера 7 и напорных труб 6 после бурения проводят в следующей последовательности.

В гидравлическую систему вводят шаровой клапан 28, и с постепенным повышением давления жидкости 27 до 3,0-3,5 МПа приводят в действие зубчатую муфту 11, разжимая пружины 12, которые выводят из зацепления раздвижные упоры 9, и с помощью зубьев муфты И, входящих в пазы упоров 9, фиксируют их в сжатом положении. После этого постепенно снимают давление промывочной жидкости 27. При этом на пакер 7 со стороны фильтровых труб 4 из водоносного горизонта 26 оказывается естественное давление напора подземных вод, и он вместе с напорными трубами 6 и механизмом фиксации автоматически опускается к устью скважины 25.

После этого производят разборку пакера 7, напорных труб 6 и скважину 25 готовят к эксплуатации.

Положительный эффект устройства заключается в возможности автоматизации установки и ивзлечения напорных труб и пакера за счет использования давления промывочной жидкости и естественного напора подземных вод для их перемещения.

ФигЛ

фиг.2

Составитель Г. Ершов

Редактор Т. МитейкоТехред И. ВересКорректор И. Муска

Заказ 2319/37Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4