Способ вскрытия песчаных водоносных горизонтов горизонтальными скважинами Советский патент 1991 года по МПК E21B3/00 E21B7/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам вскрытия песчаных водоносных горизонтов горизонтальными скважинами.

Цель изобретения - повышение надежности вскрытия за счет исключения зон разуплотнения над внешней колонной.

Сущность способа заключается в следующем.

Производят одновременно бурение наружной и внутренней шнековой колоннами при регулировании осевого усилия на забой, извлечение внутренней колонны, посадку фильтрующей колонны и извлечение внешней колонны, бурение внешней колонной ведут с опережением внутренней шнековой

колонны с образованием породной пробки в полости внешней колонны, при этом перед посадкой фильтрующей колонны производят разрушение породной пробки, выдачу ее на поверхность и перекрытие торца внешней колонны, извлечение внутренней шнековой колонны. При этом длину породной пробки определяют по зависимости Н -ув

Н - напор водоносного горизонта, м;

ув-удельный вес воды, Н/м ;

уп - удельный вес породы, Н/м3;

f - коэффициент трения породной пробки о внутреннюю поверхность внешней колонны.

сх

dl

к

41

Кроме того, осевое усилие на забой регулируют по зависимости

Р ЛГ Вуп+Ро,

где Ро - осевое усилие на забой, необходимое для разрушения породы, Н;

d - диаметр породной пробки, м;

,14.

На фиг. 1 изображена фаза бурения дренажной скважины; на фиг. 2 - фаза разбури- вания породной пробки; на фиг. 3 - фаза перекрытия забоя внешней колонны и извлечение внутренней шнековой колонны; на фиг. 4 - фаза установки фильтра; на фиг, 5 - фаза извлечения внешней колонны; на фиг. 6 - скважина в работе; на фиг. 7 - схема сил, действующих на породную пробку при вскрытии водоносного горизонта предлагаемым способом; на фиг. 8 - схема вскрытия водоносного горизонта по прототипу; на фиг. 9 - зоны выноса и разуплотнения породы при бурении известным способом.

Способ реализуется следующим образом.

Дренажную скважину 1 закладывают в подошве водоносного горизонта 2 в непосредственной близости от кровли водоупора 3, чтобы добиться максимального эффекта снижения уровня грунтовых вод 4. Депрес- сионная кривая 5 водоносного горизонта характеризуется величиной напора Н грунтовых вод 4, имеет сложную форму. Вблизи откоса 6 борта она выполаживаётся. Чем больше величина сдренированной области Ц тем выше устойчивость откоса 6 борта.

Бурение скважины 1 по водоносному горизонту 2 осуществляют одновременно двумя колоннами: внутренней шнековой и внешней 8,установки 9. При этом бурение внешней колонной 8 ведут с опережением внутренней колонны 7 с образованием породной пробки 10, длину В которой регулируют по зависимости

Н -ув

В

f-Ун

где Н - напор водоносного горизонта;

ув-удельный вес воды;

уп- удельный вес породы;

f-коэффициент трения породной пробки о внутреннюю поверхность внешней колонны.

В этом случае поступательному движению колонны рабочих труб мешают силы трения ее внутренней поверхности о породную пробку, Величину осевого усилия на забой теперь необходимо выбирать с учетом этой силы. Суммарное осевое усилие на забой должно определяться по зависимости

0

5

0

5

0

d2 Р Вуп +РО.

где Ро - осевое усилие на забой, необходимое для разрушения породы;

В -длина породной пробки;

уп- удельный вес породы;

d - внутренний диаметр внешней колонны (диаметр породной пробки);

f - коэффициент трения породчой пробки о внутреннюю поверхность внешней колонны;

,14.

При достижении проектной глубины скважины бурение прекращают, разбуривают породную пробку 10 породоразрушаю- щим инструментом в виде коронки 11 (фиг. 2) внутренней колонны 7. После этого перекрывают коронкой 11 торец 12 (фиг. 3) внешней колонны 8, отсоединяют коронку 11 от колонны 7, которую затем извлекают. После ее извлечения внутри колонны 8 на всю длину скважины 1 устанавливают фильтрующую колонну 13 (фиг. 4). По достижении фильтровой колонной 13 коронки 11 ее подачу прекращают и приступают к извлечению внешней колонны 8 (фиг. 5). С полностью обнаженной фильтровой колонной 13 (фиг. 6) скважина 1 включается в работу. Дебит скважины зависит от фильтрационных свойств пород, длины скважины, величины напора Н водоносного горизонта 2, В процессе работы скважины депрессионная кривая 5 снижается.

Формула изобретения

1.Способ вскрытия песчаных водоносных горизонтов горизонтальными скважинами, включающий одновременное бурение наружной и внутренней шнековой колонны

с передачей осевого усилия на забой, перекрытие торца внешней колонны, извлечение внутренней шнековой колонны, посадку фильтрующей колонны с последующим извлечением внешней колонны, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения надежности вскрытия за счет исключения зон разуплотнения над внешней колонной, бурение внешней колонной ведут с опережением внутренней колонны при регулировании осевого усилия по мере увеличения глубины скважины с образованием породной пробки в полости внешней колонны, которую разрушают перед посадкой фильтрующей колонны с последующей транспортировкой породы на поверхность.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что длину В породной пробки определяют согласно выражению

В

4-LE-.M,

f Xn

где Н - напор водоносного горизонта, м;

ув- удельный вес воды, Н/м ;

ун- удельный вес породы, Н/м3;

f- коэффициент трения породной пробки о внутреннюю поверхность внешней колонны.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что осевое усилие на забой регулируют согласно выражению

5P-JT pfByh+Po.H,

где Ро - осевое усилие на забой, необходимое для разрушения породы, Н;

d - диаметр породной пробки, м;

я- 3,14.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения - повышение надежности вскрытия за счет исключения зон разуплотнения над внешней колонной. Для этого осуществляют бурение скважины одновременно наружной и внутренней шнековой колоннами с передачей усилия на забой. Причем бурение внешней колонной ведут с опережением внутренней шнековой колонны при регулировании осевого усилия по мере увеличения глубины скважины с образованием породной пробки в полости внешней колонны. Длину передней пробки определяют согласно определенной зависимости. Породную пробку разрушают с последующей транспортировкой породы на поверхность. Перекрывают торец внешней колонны, извлекают внутреннюю шнековую колонну, производят посадку фильтрующей колонны и извлекают внешнюю. 2 з.п. ф-лы, 9 ил. СО с

Фаг

п 11

Фиг.З

Фие.2

ФигЛ

13

Фиг. 5

7

Фиг. 7

Я 1 2 3

Фиг. 6

11 L,2

/ Д1 j TJl Vrrji 1| |

С7..7777 j 7&///////////////Л. .Zk. Д

W//////////////t(

г

&Y///S/7/////7.

Фиг.8

8