Способ посадки фильтровой колонны Советский патент 1992 года по МПК E21B43/10 

Изобретение относится к горному делу, в частности к сооружению горизонтальных дренажных скважин при осушении месторождений полезных ископаемых, и может быть использовано в строительстве, например, при сооружении метро, тоннелей.

Известен способ посадки фильтровой колонны путем ее задавливаиия,

Известен способ посадки фильтра в восстающую дренажную скважину, включающий бурение скважины с промывкой и од- нсвременной посадкой фильтра в водоносный пласт, при этом кольцевое сечение между стенками скважины и обсадными трубами а зоне подошвы водоносного пласта перекрывают внешним пакером.

Недостатком известных способов является наличие больших нагрузок на фильтровой колонне в момент ее задавливания, что исключает применение практически всех неметаллических фильтров из-за их недостаточной жесткости,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ посадки фильтров, принятый за прототип, включающий бурение скважины двумя колоннами - внутренней (бурильной) и внешней (защитной) с образованием в последней на забое породной пробки, перекрытие торца внешней колонны коронкой внутренней колонны, удаление бурового шлама из внутренней полости внешней колонны, перекрытие внешнего торца головного фильтра конусной пробкой, установку фильтра в защитной колонне и упора для его удержаний, извлечение внешней колонны,

Недостатком этого-способа является невозможность удаления остаточной породы из внутренней полости защитной колонны во время посадки фильтров, что может привести к заклиниванию их в защитной колонне.

Цель изобретения -- повышение надежности оборудования скважины фильтрами за счет исключения заклинивания их и долота внутренней колонны в защитной колонне путем снижения количества породы, попадающей в полость между фильтром и внешней колонной. Способ позволяет сооружать дренажные скважины под объектами промышленного и гражданского строительства в сложных гидрогеологических условиях за счет исключения просадок грунта из-за пе- ребуривания скважин.

Цель достигается тем, что, в известном способе посадки фильтров, включающем бурение скважины двумя колоннами - внутренней (шнековой) и внешней (защитной) с образованием в забойной части последней породной пробки, перекрытие торца внешней колонны долотом внутренней колонны, удаление бурового шлама из полости внешней колонны, перекрытие внешнего торца головного фильтра, установку фильтровой

колонны и упора для ее удержания в защитной колонне и извлечение внешней колонны, перекрытие торца внешней колонны долотом внутренней производят после возвращения долота назад до упора, удаление

0 остаточной породы из полости защитной колонны в процессе установки фильтров осу- ществляют через открытый внешний торец головного фильтра, а его перекрытие производят на забое долотом внутренней колон5 ны, извлечение защитной колонны осуществляют в динамике при одновременной подаче фильтровой и защитной колонн назад на расстояние 0,2-0,3 м с последующим удержанием фильтров в неподвижном

0 состоянии.

Достижение цели обеспечивается тем, что проводят перебур скважины, а перекрытие головного фильтра осуществляют на проектной отметке с помощью пакера или

5 коронки внутренней колонны. 8 этом случае остаточная порода, находящаяся в устьевой части пространства между коронкой внутренней колонны и внутренней поверхностью внешней колонны, удаляется из

0 скважины через открытый торец головного фильтра, а остаточная порода, находящаяся в забойной части пространства между коронкой внутренней колонкы и внутренней поверхностью внешней колонны, выдавли5 ваегся в перебуренное пространство скважины, вследствие чего значительно облегчается посадка фильтров и повышается надежность оборудования скважины фильтрами.

0 На фиг.1 показана фаза бурения сква- жины; на фиг.2 - фаза извлечения шнековой копонны; на фиг.З - фаза посадки фильтровой колонны; на фиг,4 - фаза перекрытия внешнего торца головного фильтра; нафиг.5

5 - первая фаза подготовки к установке упора для удержания фильтров; на фиг;б - вторая фаза подготовки к установке упора для удержания фильтров; на фиг.7 - фаза установки упора для удержания фильтров; на

0 фиг.З - фаза извлечения внешней колонны; на фиг;9 - скважина в работе.

Способ осуществляют следующим образом,

В неустойчивых породах 1 бурят сква5 жину 2 одновременно двумя колоннами бурильной установки 3 (например, установки лучевого бурения УЛБ-130) - внутренней колонной (шнековой) 4 и внешней (защитной) 5, оснащенными породоразрушающи- ми инструментами - буровым долотом 6 и

забойной коронкой 7 соответственно (фиг.1). Бурение внешней колонной 5 ведут с опережением внутренней с образованием породной пробки 8 в забойной части 9 внешней колонны 5. Внешнюю и внутрен- нюю колонны приводят во вращение приводами 10 и 11 соответственно, которые имеют общий податч лк(не показан) Подачу колонн в процессе бурения осуществляют с одинаковой скоростью (стрелка на чертеже показывает направление бурения).

По окончании бурения скважичы 2 разбуривают породную пробку 8 долотом 6 внут ренней колонны 4 и перекрывают торец 12 внешней колонны 5 долотом 6 внутрен- ней колонны. Для более надежного перекрытия торца внешней колонны буровое долото 6 внутренней колонны отводят назад до упора, в результата осуществляется перекрытие торца,

Отсоединяют буросое долото 6 от внутренней колонны 4, г,|чг МРППТ полость внешней котопны о от Сурово о шлама и извлекают внутреннюю колонну (фиг.2. стрепка на чергехз гюк; i mc-er направле- ние извлечения внутренней колонны)

После извлечения внутоемней солонны в скважине устанавливают фильтровую колонну 13, подавая ее открьмым внешнем ториом 14 (фиг.3) Через открытый торец 14 происходит удаление из полости защитной колонны остаточной породы 15 (направление движения ее показано ci релкой), то есть породы, оставшейся после промивки и попадающей с забоя в случае неплотного пе- рекрытия торца внешней колонны буровым долотом По достижении головным фильтром 16 бурового долота 5 4d забое Э перекрывают его внешний торец 14 долотом 6 внутренней колонны & (фиг 4) или пакером (не показан)

В сложных гидрогеологических условиях для повьи ьн/.н надежности перекрытие внешнего горца 14 головного фильтра 16 осуществляют долотом и пакером Затемот- соединяют последнюю тр/су 1 7 of внешне/ колонны 5 и последний фильтр 18 ог фильтровой колонны 13 (фиг 5) Вновь наращивают снятую трубу 17 (фиг 6) и устанавливают упор 19 для фильтровой колонны 13 (фиг,7). При этом не доводят его на расстояние L 0,2-0,3 м до фильтровой колонны 13,

После этого приступают к извлечению внешней (защитной) колонны 5 (направление извлечения ее показано стрелкой на фиг,8), причем делают это в динамике, одновременно подавая фильтровую 13 и защитную 5 колонны назад на расстояние L - 0,2-0,3 м с последующим удержанием фильтровой колонны 13 с помощью упора.в неподвил ним состоянии. В результате образуете; jfj,.. 20 разуплотнения породы 1 и об- легчяе; т выход бурового долота 6 из забой -ой коронки 7.

После извлечения внешней колонны 5 скважина включается в работу (фиг.9).

П р и м е р. Дренажную скважину сооружаю; п суглинистой породе. Стенки скважины неустойчивы. Напор дренажных вод $ месте заложения скважины составляет 5 м вод, ст, Бурение скважины осуществляют устаниокип пучевого бурения УЛБ-130М. В процессе бурения следят за объемом выно- гимсп породы, величиной осевого усилия и крутп |М11 моментами на внешней и внутренне / ,сопоннах. Регулируя величину по- родноС пробки добиваются выноса породы в объеГ| ч скважины. Маневрируя величиной усилия и крутящими моментами на колонии добиваются постоянной скорости

ПрОХ: , .

Пг и пз-фу режима бурения в суглинках;

Чяг|01а вращения внешней кчюнчы мин 1,5

Частота вращения шнеков, 60 Осевое усилие на забой. кН1,5

Прчоащение усилия на 1 м бузенп- кН0,90

Расход промывочной жидкости, л/мин200

Величина породной пробки, м: В устойчивых породахО

Че тойчивых породах0,20

Коэффициент заполнения шнеков 0,2 GMC.IHHI/HI торец головного фильтра пе- peKpbigjiOT допотом внутренней колонны. Формула изобретения Способ посадки фильтровой колонны, включающий бурение скважины шнековойи размещенной концентрично ей защитной колон наг чл с образованием в забойной часта послал ней породной пробки, перекрытие торна защитной колонны долотом шнековой колонны удаление бурового шлама из полости защитной колонны, перекрытие внешнего торца гоповного фильтра, установку фильтровой колоньы к улора для ее удержания в защитной колонне и извлечение последней, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности оборудования скважины фильтрами за счет исключения заклинивания их и долота шнековой колонны в защитной колонне путем снижения количества породы, попадающей в полость между фильтром и защитной колонной, удаление остаточного бурового шлама из полости защитной колонны в процессе установки фильтров осуществляют через открытый внешний торец фильтра, а

перекрытие внешнего горца головногоосуществляют в динамике при одновременфильтра производят на забое долотом шне-ной подаче фильтровой и защитной колонн

КОБОЙ колонны, при этом перекрытие торцаназад на расстояние 0,2-0,3 м с последуюзащчтной колонны долотом шнековой про-щим удержанием фильтров в неподвижном

иуесшт после возвращения долота назад5 состоянии. /;о yroji, а извлечение защитной колонны

Использование: сооружение горизонтальных дренажных скважин при осушении месторождений полезных ископаемых. Сущность изобретения: скважина пробурена двумя колоннами - шнековой 4 и защитной 5. В процессе бурения и установки фильтров удаляют остаточный буровой шлам через открытый внешней торец фильтровой колонны, а торец головного фильтра перекрывают на забое долотом 6 шнековой колонны 4. Затем приступают к извлечению защитной колонны 5, одновременно подавая фильтровую и защитную 5 колонны назад на расстояние 0,2-0,3 м с последующим удержанием колонны с помощью упора в неподвижном состоянии. В результате образуется зона разуплотнения породы 1, облегчается выход долота и предотвращается его заклинивание. 9 ил. х| Ы х|

И

7- -;f p Sl,

Х-Г Г Т 7--V-, I I I i

Ш

lr:

00/ г.

jij ii-HiJ

фуг J

ЙЭт-|--I

9 иг, 5

Риг, 5

Риг.7

о

3

FT-.- . т-...t I I-i-:-

4