Стенд для исследования процесса выноса бурового шлама при бурении нисходящих скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B21/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин, и может быть использовано для изучения процессов разрушения горных пород и движения буровой мелочи в зоне долота и затрубном пространстве скважины с имитацией горных массивов, представленных различными породами с разным уровнем обводненности.

Цель изобретения - повышение точности исследования процессов кольматации IQ стенок скважины буровым шламом за счет создания условий, близких к реальным.

На чертеже представлена принципиальная схема стенда.

Стенд включает имитатор 1 скважины в виде разъемной трубы, на внутренние стенки которой нанесено покрытие 2, выполненное из мелочи горной породы на цементной или полимерной связке, которая идентична горной породе в блоке 3, имимелочи из трубки 8 и выбуренной из блока 3.

При этом образуется вязкотекучая смесь бурового шлама с вяжуш.им, которая очистным агентом, например воздушно-водяной смесью, выносится в затрубное пространство, где постепенно налипает на покрытие 2 по всей высоте имитатора 1 скважины. После этого прекращают подачу мелочи из бункера-питателя 9 и медлен- нотвердеющего вяжущего из системы 7, включают подачу быстротвердеющей смеси от системы 11 по трубке 10 и поднимают имитатор бурового става с долотом 5, не прекращая вращения и подачи очищающего агента.

Вращающееся долото впрессовывает шлам в каверны и трещины, имитированные покрытием 2, и одновременно калибрует скважину. Излишки вязко-текучей смеси выносятся выше, где снова налиИДсНГИЧНа lUJJnun iivjp JM D vy,/ivyi -/, .

тирующем забой скважины, имитатор 1 сква- 20 ют. Быстротвердеющая смесь создает жины закреплен в сосуде 4, в него вве-прочную корку, фиксирующую полученный

диаметр, под которой постепенно твердеет

ден имитатор бурового става с долотом 5, внутри которого-проложены магистрали для подачи соответствующих компонентов.-, Трубка 6 служит для подачи медленно- J твердеющего вяжущего в буровой шлам из системы 7 на выходе из имитатора бурового става с долотом 5, трубка 8 - для подачи буровой мелочи из бункера-питателя 9, трубка 10 - для подачи быстротвердеющей смеси из системы 11 в очистной агент, для подачи которого служит трубка 12, связанная с системой 13. Трубки 6, 8, 10 и 12 подведены в имитатор бурового става с долотом 5 через вертлюг 14 обычного исполнения, который закреплен в жесткой траверсе 15, имеющей возможность вертикального перемещения от привода 16 подачи (показано стрелками). На траверсе установлены системы 7, 9, 11, 13 и привод 17 вращения имитатора бурового става с долотом 5. В теле имитатора 1 скважины выполнены сквозные отверстия 18, проходящие сквозь трубу и покрытие 2 и имитирующие трещины в реальном массиве, по которым из сосуда 4 может поступать вода 19, имитируя обводненность реального массива.

Стенд работает следующим образом. Имитатор бурового става с долотом 5 прижимают приводом 16 подачи к блоку 3, имитирующему забой скважины, подают по

смесь бурового шлама с вяжущим. После подъема имитатора бурового става с долотом. 5 до верха имитатора 1 скважины все системы отключают, процесс бурения прекращают и подают воду 19 в сосуд 4 для проверки герметичности коль- сквозных отверстий 18. Процесс бурения и кольматации можно вести и при наличии воды 19 в сосуде 4.

После извлечения имитатора бурового става с долотом 5 из имитатора скважины последний извлекают из сосуда 4, разъединяют и изучают качество кольматации, степень сцепления бурового шлама с покрытием 2 и т. д. Затем

меняют блок 3, покрытие 2 и мелочь в бункере-питателе 9 и начинают опыт с новым типом породы и вяжущего.

Формула изобретения

40

45

1. Стенд для исследования процесса выноса бурового шлама при бурении нисходящих скважин, включающий имитатор скважины, имитатор бурового става с долотом, приводы вращения и подачи бурового става с долотом, систему подачи очистного агента в имитатор бурового става с долотом и бункер-питатель с подающим патрубком для подачи буровой мелочи на забой, отличающийся тем, что, с целью

трубке 12 очистной агент и приводом 17 .Q повыщения точности исследования процес- вращения приводят во вращение имита- сов кольматации стенок скважины буровым тор бурового става с долотом 5. Затемшламом за счет создания условии, близпо трубке 8 из бункера-питателя 9 по-ких к реальным, имитатор скважины выдают буровую мелочь, идентичную той, изполнен в виде разъемной трубы, на внуткоторой изготовлены блок 3 и покрытие 2,ренние стенки которой нанесен слои покодновременно по трубке 6, выведенной ря- 55 рытия, при этом в стенках имитатора дом с трубкой 8 подают медленнотвердею-скважины выполнены сквозные отверстия,

щее вяжущее для бурового шлама, кото-имитирующие трещины в реальном горном

рое перемещивается с частицами буровоймассиве, сам имитатор скважины помещен

мелочи из трубки 8 и выбуренной из блока 3.

При этом образуется вязкотекучая смесь бурового шлама с вяжуш.им, которая очистным агентом, например воздушно-водяной смесью, выносится в затрубное пространство, где постепенно налипает на покрытие 2 по всей высоте имитатора 1 скважины. После этого прекращают подачу мелочи из бункера-питателя 9 и медлен- нотвердеющего вяжущего из системы 7, включают подачу быстротвердеющей смеси от системы 11 по трубке 10 и поднимают имитатор бурового става с долотом 5, не прекращая вращения и подачи очищающего агента.

Вращающееся долото впрессовывает шлам в каверны и трещины, имитированные покрытием 2, и одновременно калибрует скважину. Излишки вязко-текучей смеси выносятся выше, где снова нали

диаметр, под которой постепенно твердеет

,

смесь бурового шлама с вяжущим. После подъема имитатора бурового става с долотом. 5 до верха имитатора 1 скважины все системы отключают, процесс бурения прекращают и подают воду 19 в сосуд 4 для проверки герметичности коль- сквозных отверстий 18. Процесс бурения и кольматации можно вести и при наличии воды 19 в сосуде 4.

После извлечения имитатора бурового става с долотом 5 из имитатора скважины последний извлекают из сосуда 4, разъединяют и изучают качество кольматации, степень сцепления бурового шлама с покрытием 2 и т. д. Затем

меняют блок 3, покрытие 2 и мелочь в бункере-питателе 9 и начинают опыт с новым типом породы и вяжущего.

Формула изобретения

1460189 34

в сосуд с возможностью наполнения пос-на забой через имитатор бурового става

леднего водой для имитации обводненное-с долотом медленнотвердеюьцего вяжущего

ти реального массива, а буровая мелочь,для бурового шлама и быстротвердеюподаваемая на забой из бункера-питателя, ищей смеси для очистного агента, слой покрытия имитатора скважины иден-3. Стенд по п. 1, отличающийся

тичны по составу разбуриваемой на забоетем, что, с целью имитации каверн в

породе.скважине, слой покрытия имитатора сква2. Стенд по п. 1, отличающийсяжины имеет переменные толщину и- конфитем, что он снабжен системами подачигурацию.

Изобретение относится к горной промети и предназначено для бурения скважин. Цель - повышение точности исследования процессов кольматации стенок скважины буровым шламом за счет создания условий, близких к реальным. Для этого имитатор l скважины выполнен в виде разъемной трубы, на внутренние стенки которой нанесено покрытие 2. В стенках имитатора 1 выполнены сквозные отверстия, имитирующие трешины в реальном горном массиве. Имитатор 1 помешен в сосуд 4 с возможностью наполнения последнего водой для имитации обводненности реального массива. Буровая мелочь, подаваемая на забой из бункера-питателя 9, и слой покрытия идентичны по составу разбуриваемой на забое породе. Стенд имеет систему 13 подачи на забой через имитатор 1 с долотом 5 медленнотвердею- шего вяжущего для бурового шлама и быстротвердеющей смеси для очистного агента. Для имитации каверн в скважине слой покрытия 2 имеет переменную толщину и конфигурацию. Вращающееся долото впрессовывает шлам в каверны и трешины, имитированные покрытием 2, и одновременно калибрует скважину. Излишки вяз- котекучей смеси выносятся выше, где снова налипают. Быстродействующая смесь создает прочную корку, фиксирующую полученный диаметр, под которой постепенно твердеет смесь бурового шлама с ВЯЖУЩИМ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. е (Л О5 оо со