Устройство для сооружения восстающей дренажной скважины Советский патент 1993 года по МПК E21B21/00 E21B21/10 E21B43/10 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при сооружении дренажных или водозаборных скважин в сложных гидрогеологических условиях.

Известно устройство для строительства восстающей скважины, содержащее буровой наконечник, переходник с обратным клапаном, наружную фильтровую колонну с фильтровыми и обсадными трубами, напорные трубы и пакер. Недостатком известного устройства является то, что оно не предназначено и не может быть использовано с применением обратной схемы циркуляции промывочной жидкости. Это снижает надежность сооружения скважины в рыхлых неустойчивых отложениях из-за нарушения стабилизации стенок скважин и невозможности поддержания их обратной промывкой.

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип, является известное устройство для сооружения восстающей дренажной скважины, содержащее буровой наконечник, переходник с обратным клапаном, наружную фильтровую колонну с фильтровыми и обсадными трубами, напорные трубы и пакер. Переходник с обратным клапаном в нижней части соединен с напорными трубами и имеет центральХ|

оо

ю о ел

5

ный канал для циркуляции промывочной жидкости. Недостатком известного устройства является то, что в закрытом положении обратный клапан перекрывает центральный канал и известное устройство не может ра- ботать с обратной промывкой. При прямой циркуляции промывочной жидкости дестабилизируются стенки скважины, что снижает надежность сооружения скважины в рыхлых неустойчивых отложениях.

Цель, изобретения - повышение надежности сооружения скважины в рыхлых неустойчивых отложениях путем стабилизации стенок скважины за счет обеспечения возможности перехода с прямой на обрат- ную схему циркуляции промывочной жидкости в период вскрытия напорного пласта.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для сооружения восстающей дренажной скважины, включающем наруж- ную фильтровую колонну в виде последова- тельно соединенных фильтровых и обсадных труб, породоразрушающий наконечник, основной переходник с обратным клапаном в осевом канале, установленный между наружной фильтровой колонной и по- родоразрушающим наконечником и, установленные внутри наружной фильтровой колонны и сообщенные с осевым каналом основного переходника, напорные трубы с пакером для изолирования полости фильтровых труб от полости обсадных труб, отличительной особенностью является то, что, оно снабжено узлом блокирования запорного органа обратного клапана в отведен- ном от седла положении, выполненным в виде дополнительного переходника с осевым каналом из верхней и нижней частей, установленных ограниченно подвижно в осевом направлении друг относительно друга, при этом верхняя часть дополнительного переходника присоединена к основному переходнику, нижняя часть соединена с фильтровой колонной и имеегтолкатель для взаимодействия с запорным органом обрат- ного клапана, седло выполнено в верхней части дополнительного переходника, а напорные трубы присоединены к нижней его части.

На фиг,1 изображен общий вид устрой- ства, вертикальный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - узел I на фиг. 1; на фиг.6 - устройство в скважине при обратной схеме циркуля- ции промывочной жидкости; на фиг.7 - то же, при подготовке скважины к эксплуатации.

Предлагаемое устройство имеет наружную 1 фильтровую колонну содержащую последовательно соединенные фильтровые 2 и обсадные 3 трубы, породоразрушающий наконечник 4,основной переходник 5 с обратным клапаном 6, соединяющий наружную 1 фильтровую колонну и породоразрушающий наконечник 4, установленные внутри наружной 1 фильтровой колонны и сообщенные с осевым каналом 7 основного переходника 5 напорные трубы 8 с пакером 9 для изолирования полости фильтровых 2 труб от полости обсадных 3 труб. Устройство снабжено узлом 10 блокировки обратного клапана 6 в положении, отведенном от седла 11. Узел блокировки выполнен в виде дополнительного переходника 12 с осевым каналом 7 и состоит из верхней 13 и нижней 14 частей, установленных ограниченно подвижно в осевом направлении друг относительно друга. При этом верхняя 13 часть дополнительного переходника 12 присоединена к основному 5 переходнику. Нижняя 14 часть дополнительного переходника 12 соединена с фильтровой колонной 1 и имеет толкатель 15 (фиг.1 иЗ)для взаимодействия с обратным клапаном 6. Напорные трубы 8 присоединены к нижней 14 части дополнительного переходника 12.

Устройство работает следующим образом.

Собирают дополнительный переходник 12 из верхней 13 и нижней 14 частей закладывают цилиндрообразные фиксирующие элементы 16, разжимное кольцо 17 и устанавливают четкое взаимодействие всех его элементов. Затем укладывают обратный клапан 6, пружину 18 и устанавливают гильзу 19, С помощью резьбы соединяют дополнительный переходник 12 с основным переходником 5, а также с породоразруша- ющим наконечником 4. Затем с нижней 14 частью дополнительного переходника 12 посекционно соединяют фильтровые 2 и обсадные 3 трубы наружной фильтровой колонны 1, а также ввинчивают напорные 8 трубы с пакером 9.

Указанные операции выполняют с одновременным вводом устройства в восстающую скважину 20 (фиг.6) с помощью буровой установки (на чертеже не показана). При этом буровую установку и устьевое оборудование (на чертеже не показано) скважины 20 оснащают по известной схеме прямой циркуляции с возможностью переключения на обратную схему циркуляции промывочной жидкости 21 в период подхода к вскрытию напорного водоносного пласта, сложенного рыхлыми неустойчивыми отложениями. Нижняя часть 14 с толкателем 15 переходника 12 установлена подвижно в осевом направлении относительно верхней 13 части.

При этом кинематическую связь с обратным клапаном 6 осуществляют от наружной 1 фильтровой колонны перемещением обсадных 3 и фильтровых 2 труб вдоль оси устройства под действием осевой нагрузки, создаваемой с помощью буровой установки. В результате нижняя 14 часть толкателем 15 перемещает обратный клапан 6 в зависимости от принятой схемы циркуляции промывочной жидкости 21 (фиг.6) и технологических операций. Во время наращивания или снятия фильтровых 2 и обсадных 3 труб в скважине 20 (фиг. 1 и 7) или при выполнении других технологических операций не связанных с наложением осевой нагрузки на буровой наконечник, обратный клапан 6 под действием пружины 18 перекрывает сообщение внутренних полостей верхней 13 и нижней 14 частей с промывочными каналами 23 (фиг.1 и фиг.2) основного переходника 5 и всего устройства. В период бурения, под действием осевого усилия буровой установки, фильтровую колонну 1 перемещают к забою скважины 20 (при этом породоразрушающий наконечник 4 контактирует с забоем) и от действия этого усилия нижняя 14 часть переходника 12 вместе с разжимным кольцом 17 и цилиндрическими фиксирующими элементами 16 скользит по цилиндрообразным продольным пазам верхней 13 части, одновременно с этим, толкатель перемещает обратный клапан 6, сжимая пружину 18 (фиг.6), принудительно открывая для обратной циркуляции промывные каналы 23, соединяя с внутренней полостью устройства. В крайнем верхнем положении обратного клапана 6 и толкателя 15 уступы 22 в дополнительном переходнике 12 входят в контакт между собой, что позволяет передать осевую нагрузку на забой скважины 20 и производить промывку и бурение с вращением, так как цилиндрообраз- ные фиксирующие элементы 6 позволяют

обеспечить необходимый крутящий момент. В период обратной циркуляции промывочной жидкости 21 разрушенная порода, пульпа и подземная вода с жидкостью по стрелке 21 (фиг.6) через породоразрушающий наконечник 6 промывочные каналы 23, минуя обратный клапан 6 проходит внутрь переходника 12, напорные 8 и обсадные 3 трубы к пульпо-шламоотводу(на чертеже не показан). За счет создания избыточного

давления и обратной циркуляции обеспечивается стабилизация стенок скважины 20. По окончании бурения скважины 20, фильтровую колонну 1 перемещают вниз, одновременно перемещается и нижняя 14 часть

переходника 12, толкатель 15, а также обратный клапан 6 закрывает внутреннюю полость устройства под действием пружины 18 сжатия (фиг.7). При введении вспомогательных труб в зоне пакера 9 следует установить

обратный клапан (на чертеже не показан) для предотвращения выброса подземных вод через фильтровую колонну 1 и напорные трубы 8. Затем с помощью вспомогательных труб извлекают пакер 9 с напорными трубами 8 (фиг.7), а скважину 20 готовят к эксплуатации.

Таким образом, предлагаемое устройство позволит вести прямую и обратную циркуляцию промывочной жидкости в период вскрытия напорного пласта, что способствует стабилизации стенок скважины и это повысит надежность сооружения скважин в рыхлых неустойчивых породах.

Изобретение относится к горному делу при сооружении дренажных или водозаборных скважин в сложных гидрогеологических условиях. Сущность изобретения: устройство имеет наружную фильтровую колонну, породоразрушающий наконечник, основной переходник с обратным клапаном в осевом канале, напорные трубы с пакетом. Устройство снабжено узлом блокирования запорного органа обратного клапана в отведенном от седла положении. Узел блокирования выполнен в виде дополнительного переходника с осевым каналом в верхней и нижней частях, установленных ограниченно подвижно в осевом направлении, при этом нижняя часть дополнительного переходника кинематически связана с фильтровой колонной и имеет толкатель для взаимодействия с запорным органом обратного клапана. Устройство обеспечивает переход с прямой на обратную схему циркуляции промывочной жидкости в период вскрытия напорного пласта, что повышает надежность сооружения скважин в рыхлых неустойчивых отложениях путем стабилизации стенок скважины. 7 ил. (Л с

Формула изобретения Устройство для сооружения восстающей дренажной скважины, включающее наружную фильтровую колонну в виде последовательно соединенных фильтровых и обсадных труб, породоразрушающий наконечник, основной переходник с обратным клапаном в осевом канале, установленный между наружной фильтровой колонной и по- родоразрушающим наконечником, и установленные внутри наружной фильтровой колонны и сообщенные с осевым каналом основного переходника напорные трубы с пакером для изолирования полости фильтровых труб от полости обсадных труб, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности сооружения скважины в

рыхлых неустойчивых отложениях путем стабилизации стенок скважины за счет обеспечение возможности перехода с прямой на обратную схему циркуляции промывочной жидкости в период вскрытия

напорного пласта, оно снабжено узлом блокирования запорного органа обратного клапана в отведенном от седла положении, выполненным в виде дополнительного переходника с осевым каналом из верхней и нижней частей, установленных ограниченно

подви кн6 в ЬсёвШ направлении друг отно- с йтёльн о друга, верхняя часть дополнительного переходника присоединена к основному переходнику, нижняя часть со

единена с фильтровой колонной и имеет

толкатель для взаимодействия с запорным органом обратного клапана, седло выполнено в верхней части дополнительного переходника, а напорные трубы присоединены к