Устройство для строительства восстающей скважины Советский патент 1991 года по МПК E21D3/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для строительства наклонно-восстающих скважин различного назначений в сложных гидрологических условиях.

Цель изобретения - повышение надежности работы в рыхлых породах напорного водоносного пласта путем применения обратной циркуляции промывочной жидкости.

На фиг.1, 2 и 3 показан продольный разрез устройства в различных фазах работы; на фиг.4, 5 и 6 - то же; вариант выполнения; на фиг.7 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.8 и 9 - узел I на фиг,2 в различных фазах работы.

Устройство для строительства восстающей скважины включает буровой наконечник (долото) 1, переводник 2 с обратным клапаном 3, фильтровую 4 и обсадную 5 колонны, последовательно соединенные с переводником 2, напорные трубы 6 с пакером 7, размещенные в колоннах 4 и 5 и соединенные с переводником 2, подвижную втулку 8 с седлом 9 для шарового пустотелого клапана 10. Переводник 2 бурового наконечника 1 выполнен с обводными каналами 11, соединенными с патрубками 12 и сообщающими гидравлически внутреннюю полость 13 напорных 6 труб с внутренней полостью 14 переводника 2 над обратным клапаном 3,

Патрубки 12 жестко крепятся к обводным каналам, например, с помощью сварки и к напорным трубам 6, в стенках которых выполнены отверстия 15. Отверстия 15 и нижние концы патрубков 12 закрыты подвижной втулкой 8, закрепленной внутри напорных труб б в ее нижнем положении фиксирующим элементом, выполненным, например, в виде срезного штифта 16. В верхнем положении втулка 8 фиксируется пружинными элементами 17 (фиг.8 и 9), .

Верхняя часть напорных труб 6 соединена с нижней частью переводника 2 с помощью резьбы, а ниже патрубков 12 трубы 6 соединены между собой муфтой 18, которая имеет внизу левую резьбу.

Нижняя часть напорных труб 6 под пакером 7 снабжена переходником 19 для соединения со вспомогательными трубами (не показаны). Переходник 19 имеет конусообразный козырек 20 для направления вспомогательных труб и пустотелого клапана 10.

Верхняя часть переводника 2 в полости 14 со стороны бурового наконечника 1 армирована твердым сплавом 21, например релитом, сормайтом, для разрушения и размельчения крупных или вязких частиц горной породы перед входом в обводные каналы 11. Аналогичные элементы сплава 21

могут быть размещены и во внутренней полости бурового наконечника 1.

Для снижения выноса породы патрубки 12 могут быть выполнены (фиг.З) в виде перфорированных втулки 22 с крышкой 23 и

днищем 24. Между переводником 2 с обводными каналами 11 и крышкой 23 имеется зазор, заполненный фильтрующим материалом 25. Дополнительный переходник 26 с помощью резьбы соединен соответственно

с фильтровой колонной 4 и напорными трубами 6. При этом верхняя часть напорных труб 6 соединена с дополнительным переходником 26 правой резьбой, а нижняя часть - левой резьбой.

Фильтрующим материалом 25 может быть, например, гравийно-песчаная смесь с проволочными сетчатыми (нержавеющими) кольцеобразными элементами 27, установленными со стороны обводных каналов 11.

Устройство для строительства восстающей скважины работает следующим образом.

Устройство собирают и вводят в воста- ющую скважину (фиг.1). При .этом втулка 8 зафиксирована в напорных трубах 6 с помощью срезных штифтов 16, перекрывая отверстия 15. До вскрытия водоносного пласта производят бурение с прямой циркуляцией промывочной жидкости. В этом случае легче производить наращивание труб из-за отсутствия циркуляции подземной воды через устройство, так как обратный клапан 3 и подвижная втулка 8 перекрывают соответствующие каналы.

Перед входом в рыхлые водоносные породы подготавливают переход на бурение с обратной циркуляцией промывочной жидкости. Для этого в напорные трубы б вводя г шаровой пустотелый клапан 10 и под давлением промывочной жидкости доводят его до седла 9, срезают штифты 16 и перемещают подвижную втулку 8 в верхнее положение, где она фиксируется пружинными элементами 17(фиг.9).

В случае осложнений в скважине, вызванных обрушением рыхлых пород, устройство могут собирать без подвижной втулки 8, а бурение начинать сразу с обратной промывкой. В этом случае циркуляция промывочной жидкости осуществляется по схеме: буровой насос - напорная система шлангов - боковой отвод на приспособлении герметизации устья (не показаны)- кольцевой зазор между стенкой скважины и колонн обсадных 5 и фильтровых 4 труб - забой скважины - элементы бурового наконечника 1 и его промывочное отверстие - внутренняя полость 14 переводника 2 над обратным клапаном 3, который перекрывает центральную часть устройства - обводные каналы 11 - патрубки 12 или через фильтрующий материал 25 (фиг,5) и перфорационные отверстия - отверстия 15 - внутренняя полость 13 напорных труб б - внутренняя полость обсадной колонны 5 - вращатель бурового станка - сальник-вертлюг - отводной шланг-отстойник, зумпф в горной выработке (не показаны).

Одновременно с обратной циркуляцией колонне обсадных 5 и фильтровых 4 труб передают крутящие и подающие усилия с помощью буровой установки (не показана) и производят бурение скважины до проектной глубины. Затем через обсадную колонну 5 вводят вспомогательные трубы (не

показаны), соединяют их с переходником 19 и вращением вправо отсоединяют по левой резьбе нижнюю часть напорных труб 6 и извлекают их вместе с пакером 7

(фиг.З).

Верхняя часть напорных труб 6, nai рубки 12, переводник 2, буровой наконечник 1 остаются в скважине Начинают эксплуатацию скважины, при которой забор подзем0 ных вод происходит и через фильтровую колонну, и через забой скважины по обводным каналам.

При эксплуатации в плывунных пластах в скважине кроме указанных элементов ос5 таются дополнительный переходник 26, а также фильтрующий материал 25 (фиг 6),

Формула изобретения

1 Устройство для строительства восстающей скважины, включающее долото, переводник долота с обратным клапаном, фильтровую колонну, соединенную с переводником, обсадную колонну и втулку с

седлом под шаровой клапан, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения и фиксирования, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы в рыхлых

породах напорного водоносного пласта путем применения обратной циркуляции промывочной жидкости, оно снабжено напорными трубами, размещенными в фильтровой и обсадной колоннах, и пакером,

установленным в кольцевом пространстве между напорными трубами и обсадной колонной, при этом обсадная колонна соеди нена с нижним концом фильтровой колонны, внутренняя полость переводника

над обратным клапаном сообщена с внутренней полостью напорных труб посредством каналов, выполненных в переводнике, и патрубков, а втулка размещена в напорных трубах с возможностью перекрытия

нижних концов патрубков в нижнем положении.

2: Устройство по п 1 отличающее- с я тем, что патрубки выполнены в виде перфорированной втулки с днищем и крышкой, установленной с осевым зазором относительно переводни а при этом зазор и втулка заполнены филмрующим материалом,

М- Ј,

о о

Г-(Ј О) Ј

Ъ

чЬ,,

L zn/p

i/- v

9Щ

К -Г

Ь гпф

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для строительства наклонно-восстающих скважин различного назначения в сложных гидрологических условиях. Цель - повышение надежности работы в рыхлых породах напорного водоносного пласта путем применения обратной циркуляции промывочной жидкости, Устройство содержит буровой наконечник (долото) 1, переводник (П) 2 долота с обратным клапаном (К) 3. фильтровую 4 и обсадную 5 колонны, последовательно соединенные с П 2, напорные трубы (Т) 6 с

6019691

Фиг.8

Фиг.Э