Герметизирующее устройство для горных выработок Советский патент 1991 года по МПК E21D5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве горных выработок, например скважин большого диаметра, в частности для изоляции их отдельных участков друг от друга и от дневной поверхности.

Целью изобретения является повышение надежности изоляции.

На чертеже изображено предлагаемое устройство при сплошном цементировании скважин и при обсадке скважины эксплуатационной колонной.

Герметизирующее устройство для горной выработки 1, например ствола, включает полость, ограниченную горной породой и крепью в виде кровли 2 и подошвы 3, сквозь которую мог)т быть пропущены эксплуатационные колонны 4, и вертикальные напор- ньн трубопроводы 5 подачи в полость изолирующей жидкости и ее отвода на поверхность, причем полость заполнена гранулированным заполнителем 6 сферической формы. Устройство снабжено гидродинамической напорной системой 7, с которой соединены напорные трубопроводы 5 подачи изолирующей жидкости.

Напорная система 7 может быть выпол-. йена в виде насосной установки, приемных и резервных емкостей, приспособлений для очистки и регенерации изолирующей жидкости (на чертеже не обозначены).

Напорные трубопроводы 5 могут быть размещены вдоль стенок выработки 1.

Полость может быть заполнена заполнителем 6 с прочностью, выше прочности материала крепи выработки 1.

Материал уложен в полость с размещеО

сп ел 1

со

нием по высоте снизу вверх в порядке уменьшения его крупности.

Полость устройства может быть заполнена изолирующей жидкостью, обладающей тиксотропными и кольматирующими свойствами.

Работа устройства согласно изобретению осуществляется следующим образом.

После окончания схватывания цементного раствора в кровле 2 вертикальные напорные трубопроводы 5 подключают к гидродинамической напорной системе 7 и путем циркуляции с входом в полость через один и выходом через другой напорные трубопроводы 5 осуществляют замещение промывочной жидкости в трубах и полости на специальную изолирующую жидкость.

В процессе эксплуатации скважины большого диаметра выработки (ствола) 1, оснащенной герметизирующим устройством, производят исследование гидродинамических параметров открытого участка ствола 1 в зоне расположения полости (герметичность, проницаемость, приемистость, напор и дебит флюидов), физико-химические исследования состава флюидов, поступающих в ствол.

По результатам исследований определяют оптимальные параметры изолирующей жидкости (плотность, вязкость, структурно- механические показатели, содержание твердой фазы, свойства фильтрационной корки, коррозионная устойчивость и т. д.), а также режим работы герметизирующего устройства - противодавление на поверхность горной породы (за счет гидростатической, гидродинамической составляющих и избыточного давления с устья), продолжительность, интенсивность и периодичность циркуляции, режим очистки и регенерации состава.

Размещение в полости устройства прочного гранулярного материала сферической формы позволяет обеспечить полость прочным несущим каркасом высокой проницаемости. Это предупреждает обвал стенок горной выработки I, облегчает работу цементной и металлической крепи в зоне располо- жения полости, способствует повышению надежности изоляции.

Формула изобретения

1. Герметизирующее устройство для горных выработок, включающее нетвердеющую изолирующую жидкость и вертикальные напорные трубопроводы для подачи жидкости в полость между крепью и горной породой, отличающееся тем, что, с целью повышения

надежности работы герметизирующего устройства, оно снабжено гидродинамической напорной системой и дополнительными вертикальными напорными трубопроводами отвода изолирующей жидкости из полости

Q на поверхность, при этом вертикальные напорные трубопроводы подачи изолирующей жидкости сообщены с гидродинамической напорной системой, а устройство снабжено гранулированным заполнителем сферической формы для размещения его в полости.

5 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гидродинамическая напорная система выполнена в виде насосной установки, приемных и резервных емкостей и приспособлений для очистки и регенерации изолирующей жидкости.

0 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прочность гранулированного заполнителя выше прочности материала крепи выработки.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гранулированный заполнитель размещен

5 по высоте снизу вверх в порядке уменьшения его крупности.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что изолирующая жидкость выполнена с тик- сотропным и кольматирующими свойствами.

ft ОТ

if

( In

7

Поодургпидный Sz пласт

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции горных выработок друг от друга и от дневной поверхности. Цель изобретения - повышение эффективности изоляции. Устройство для изоляции, например, ствола содержит ограниченную кровлей 2, подошвой 3 и горной породой полость, сквозь которую может быть пропущена колонна 4, вертикальные напорные трубопроводы 5, материал-заполнитель 6 полости сферической формы и гидродинамическую напорную систему 7, к которой подключена часть трубопроводов 5, а остальные трубопроводы 5 сообщены с поверхностью. Напорная система 7 может быть выполнена в виде насосной установки, приемных и резервных емкостей и приспособлений для очистки и регенерации изолирующей жидкости. Трубопроводы 5 могут размещаться вдоль стенок выработки 1, а полость может быть заполнена материалом 6 с прочностью, выше прочности крепи выработки 1. Материал 6 уложен снизу вверх в порядке уменьшения его крупности, а полос гь может быть заполнена изолирующей жидкостью, обладающей тиксотропными и кольматирующими свойствами. При эксплуатации устройства осуществляется циркуляция изолирующей жидкости через трубопроводы 5 и напорную систему 7. 4 з п. ф-лы, 1 ил. (/)