EA025094B1 - Method for utilities routing - Google Patents
Method for utilities routing Download PDFInfo
- Publication number
- EA025094B1 EA025094B1 EA201370176A EA201370176A EA025094B1 EA 025094 B1 EA025094 B1 EA 025094B1 EA 201370176 A EA201370176 A EA 201370176A EA 201370176 A EA201370176 A EA 201370176A EA 025094 B1 EA025094 B1 EA 025094B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- well
- drilling
- utilities
- pilot
- allows
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
(57) Изобретение относится к области строительства коммуникаций под естественными и искусственными препятствиями, в частности к способам бестраншейной прокладки коммуникаций методом наклонно-направленного бурения (ННБ). Способ прокладки коммуникаций включает бурение скважины путем бурения пилотной скважины с ее последующим расширением с применением бурового раствора и прокладку коммуникаций в полученную скважину, при этом осуществляют бурение разгрузочного коллектора до глубины, обеспечивающей соединение с пилотной скважиной, а расширение скважины осуществляют с выводом бурового раствора через разгрузочный коллектор. Способ прокладки коммуникаций методом наклонно-направленного бурения позволяет снизить давление внутри скважины при бурении, позволяет обеспечить быстрый и эффективный вынос выбуренной породы на поверхность. При этом разработанный способ также позволяет минимизировать вероятность появления поглощений и грифонопроявлений, что позволяет повысить экологическую и технологическую безопасность строительства перехода в целом, а также позволяет повысить экономическую целесообразность применения способа для строительства переходов под естественными и искусственными препятствиями.(57) The invention relates to the field of construction of communications under natural and artificial obstacles, in particular to methods for trenchless laying of communications by the directional drilling method (DIR). The method of laying communications includes drilling a well by drilling a pilot well with its subsequent expansion using a drilling fluid and laying communications in the resulting well, while the discharge manifold is drilled to a depth that connects to the pilot well, and the well is expanded with the drilling fluid discharged through the discharge collector. The method of laying communications by the directional drilling method allows to reduce the pressure inside the well during drilling, allows for quick and efficient removal of cuttings to the surface. Moreover, the developed method also allows you to minimize the likelihood of acquisitions and griffon manifestations, which improves the environmental and technological safety of the construction of the transition as a whole, and also improves the economic feasibility of using the method for the construction of transitions under natural and artificial obstacles.
025094 В1025094 B1
Изобретение относится к области строительства коммуникаций под естественными и искусственными препятствиями, в частности к способам бестраншейной прокладки коммуникаций методом наклонно-направленного бурения (ННБ).The invention relates to the field of construction of communications under natural and artificial obstacles, in particular to methods of trenchless laying of communications by the directional drilling method (DIR).
Постоянное расширение площади городов требует обеспечения максимально эффективного и быстрого прокладывания коммуникаций к новым строительным объектам, а также замены старых коммуникаций более технологичными новыми. При замене старых коммуникаций одними из основных требований являются быстрая замена коммуникаций, а также необходимость сохранения целостности уже существующих объектов.The constant expansion of the area of cities requires ensuring the most efficient and fastest laying of communications to new construction projects, as well as the replacement of old communications with more technological new ones. When replacing old communications, one of the main requirements is a quick replacement of communications, as well as the need to maintain the integrity of existing facilities.
Для решения поставленных задач в настоящее время широко применяется метод наклоннонаправленного бурения, который позволяет произвести прокладку коммуникаций, не нарушая целостности объектов, расположенных на траектории прокладки коммуникаций. В данном методе вход и выход скважины располагаются на земной поверхности, а траектория скважины - с необходимой удаленностью от объекта под землей.To solve the tasks at present, the directional drilling method is widely used, which allows for laying communications without violating the integrity of objects located on the trajectory of laying communications. In this method, the well’s entrance and exit are located on the earth’s surface, and the well’s path is with the necessary distance from the object underground.
Одними из основных показателей, определяющих технические риски при строительстве коммуникаций под естественными и искусственными препятствиями методом ННБ, являются поглощения и грифоны. Как правило, выходу раствора на поверхность предшествует поглощение бурового раствора, образующееся в результате превышения давлением бурового раствора внутри скважины напряженного состояния грунтов, определяемого давлением гидроразрыва и проницаемостью пласта, которые приводят к значительному увеличению расхода бурового раствора, к размыву и вымыванию грунтов низкой и очень низкой прочности, к снижению выноса выбуренной породы из скважины, и, соответственно, к повышению стоимости работ, а также к снижению экологической безопасности.One of the main indicators that determine the technical risks in the construction of communications under natural and artificial obstacles using the NSW method are absorption and griffins. As a rule, mud penetration to the surface is preceded by the absorption of drilling fluid, resulting from the excess pressure of the drilling fluid inside the well of the stressed state of soils, determined by hydraulic fracture pressure and permeability of the formation, which lead to a significant increase in mud flow rate, to erosion and leaching of soils low and very low strength, to reduce the removal of cuttings from the well, and, accordingly, to increase the cost of work, as well as to reduce environmental safety and.
Чаще всего, породы, слагающие геологические разрезы переходов под бестраншейную прокладку методом ННБ, включают грунты с низким давлением гидроразрыва, что приводит к значительному поглощению бурового раствора и выходу его на поверхность в необозначенных в конструкции перехода местах. В виду вышесказанного, для решения задач по минимизации поглощений и предупреждению грифонопроявлений при бурении пилотной скважины в проницаемых грунтах и грунтах низкой прочности требуется дальнейшее совершенствование техники и технологии бурения скважин, позволяющих снизить отрицательное влияние бурового раствора на проницаемый пласт.Most often, the rocks composing the geological sections of the transitions for trenchless laying using the NS method include soils with low hydraulic fracturing pressure, which leads to significant absorption of the drilling fluid and its exit to the surface in places not designated in the construction of the transition. In view of the foregoing, in order to solve the problems of minimizing absorption and preventing griffon occurrences when drilling a pilot well in permeable soils and low strength soils, further improvement of the technique and technology of well drilling is required to reduce the negative effect of the drilling fluid on the permeable formation.
Известен способ проводки коммуникационной скважины, описанный в патенте РФ № 2299967 (опубл. 27.05.2007). Согласно описанию патента способ включает направленное бурение пилотной скважины и расширение пилотной скважины, а также закрепление тампонажным составом зоны расположения скважины, которое осуществляют посредством нагнетания тампонажного состава через по меньшей мере одно ответвление пилотной скважины. При этом проводку ответвления ствола пилотной скважины осуществляют в сторону азимутального направления пилотной скважины над зоной расположения ствола скважины в неустойчивых породах.A known method of wiring a communication well described in the patent of the Russian Federation No. 2299967 (publ. 27.05.2007). According to the description of the patent, the method includes directional drilling of a pilot well and expansion of the pilot well, as well as cementing of the well location zone with grouting composition, which is carried out by injection of grouting composition through at least one branch of the pilot well. In this case, the pilot borehole branch wiring is carried out in the direction of the azimuthal direction of the pilot borehole above the zone of location of the borehole in unstable rocks.
Недостатком описанного решения является высокая вероятность возникновения гидроразрыва грунта на этапах бурения и расширения пилотной скважины, что приводит к повышению технических рисков при осуществлении работ на участке.The disadvantage of the described solution is the high likelihood of hydraulic fracturing of the soil at the stages of drilling and expansion of the pilot well, which leads to an increase in technical risks during work on the site.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является способ бестраншейной прокладки трубопровода, описанный в авторском свидетельстве № 1276769 (опубл. 15.12.1986). Согласно авторскому свидетельству способ включает бурение пилотной скважины и ее расширение с применением бурового раствора, после чего в расширенную скважину протаскивают трубопровод, при этом буровой раствор перед трубопроводом вытесняют из скважины с одновременным уплотнением стенок скважины.The closest analogue, selected as a prototype, is the method of trenchless laying of the pipeline described in the copyright certificate No. 1276769 (publ. 15.12.1986). According to the author’s certificate, the method includes drilling a pilot well and expanding it using a drilling fluid, after which a pipeline is dragged into the expanded well, while the drilling fluid is displaced from the well in front of the pipeline while sealing the walls of the well.
К недостаткам описанного прототипа следует отнести высокую вероятность возникновения при бурении пилотной скважины таких явлений, как поглощение и грифонопроявление, которые обусловлены гидроразрывом грунта. Указанные явления приводят к значительному расходу бурового раствора, а также к размыву и вымыванию грунтов, что в свою очередь значительно повышает стоимость прокладки коммуникаций по данной технологии, а также снижает экологическую безопасность в области проведения работ.The disadvantages of the described prototype include the high probability of occurrence during drilling of a pilot well of such phenomena as absorption and griffon occurrence, which are caused by hydraulic fracturing of the soil. These phenomena lead to a significant consumption of drilling fluid, as well as to erosion and leaching of soils, which in turn significantly increases the cost of laying communications using this technology, and also reduces environmental safety in the field of work.
В основу изобретения поставлена задача разработать способ прокладки коммуникаций методом наклонно-направленного бурения, который позволит снизить давление внутри скважины при бурении, позволит обеспечить быстрый и эффективный вынос выбуренной породы на поверхность. При этом разработанный способ также позволит минимизировать вероятность появления поглощений и грифонопроявлений, что позволит повысить экологическую и технологическую безопасность строительства перехода в целом.The basis of the invention is the task to develop a method of laying communications using the directional drilling method, which will reduce the pressure inside the well during drilling, and will allow for quick and efficient removal of cuttings to the surface. Moreover, the developed method will also minimize the likelihood of occurrences of acquisitions and griffon manifestations, which will increase the environmental and technological safety of the construction of the transition as a whole.
Поставленная задача решается тем, что разработан способ прокладки коммуникаций, включающий бурение скважины путем бурения пилотной скважины с ее последующим расширением с применением бурового раствора и прокладку коммуникаций в полученную скважину, при этом осуществляют бурение разгрузочного коллектора до глубины, обеспечивающей соединение с пилотной скважиной, а расширение скважины осуществляют с выводом бурового раствора через разгрузочный коллектор. Разгрузочный коллектор разрабатывают на этапе бурения пилотной скважины.The problem is solved in that a method for laying communications has been developed, including drilling a well by drilling a pilot well with its subsequent expansion using a drilling fluid and laying communications in the resulting well, while unloading the manifold is drilled to a depth that connects to the pilot well, and the expansion wells are carried out with the conclusion of the drilling fluid through the discharge manifold. An unloading collector is developed at the stage of drilling a pilot well.
- 1 025094- 1 025094
Использование разгрузочного коллектора для вывода бурового раствора из скважины на этапе расширения позволяет снизить давление внутри скважины, а также ускорить вывод выбуренной породы из скважины на поверхность. Таким образом, способ позволяет снизить вероятность гидроразрыва грунта, обусловленного высоким внутрискважинным давлением, что, в свою очередь, обеспечивает снижение вероятности появления поглощения бурового раствора, с последующим его неконтролируемым выбросом на поверхность.The use of an unloading manifold for removing drilling fluid from the well during the expansion stage allows to reduce the pressure inside the well, as well as accelerate the removal of cuttings from the well to the surface. Thus, the method allows to reduce the likelihood of hydraulic fracturing due to high downhole pressure, which, in turn, reduces the likelihood of absorption of the drilling fluid, followed by its uncontrolled release to the surface.
Разгрузочный коллектор представляет собой вертикальную цилиндрическую выработку, которая соединена с полостью наклонно-направленной скважины. Коллектор позволяет производить отбор бурового раствора из скважины в объемах, равных объемам, закачиваемым в скважину.The unloading manifold is a vertical cylindrical development that is connected to the cavity of a directional well. The collector allows the selection of drilling fluid from the well in volumes equal to the volumes pumped into the well.
Коллектор разрабатывают любой установкой для обустройства вертикальных шурфов и скважин диаметром до 1,5 м. После чего его обсаживают съемной металлической или пластиковой колонной на глубину до пересечения со стенкой скважины.The collector is developed by any installation for arranging vertical pits and wells with a diameter of up to 1.5 m. After that, it is cased with a removable metal or plastic column to a depth until it intersects with the wall of the well.
В предпочтительном варианте при бурении пилотной скважины в качестве бурового раствора используют аэрированный раствор. Опыт бурения пилотной скважины по первоначальной траектории в трещиноватых грунтах и грунтах низкой прочности показал, что если в качестве промывочного агента применяется обычный глинистый раствор, то суммарное давление в скважине значительно превышает давление гидроразрыва грунтов. В результате происходит образование новых трещин с последующим поглощением бурового раствора, что приводит к осложнению процесса углубления скважины.In a preferred embodiment, when drilling a pilot well, aerated mud is used as the drilling fluid. The experience of drilling a pilot well along the initial path in fractured soils and low strength soils showed that if a conventional clay solution is used as a flushing agent, the total pressure in the well significantly exceeds the hydraulic fracturing pressure of soils. The result is the formation of new cracks with subsequent absorption of the drilling fluid, which leads to a complication of the process of deepening the well.
Аэрированные буровые растворы представляют собой смеси пузырьков воздуха с промывочными жидкостями (водой, нефтеэмульсиями и др.) в соотношении до 30:1, при этом такой раствор при заполнении скважинного пространства может сжиматься и перемещаться в направлении больших пространств. В виду чего применение аэрированного раствора в качестве бурового на этапе бурения пилотной скважины позволяет снизить вероятность возникновения гидроразрыва грунта. Для повышения стабильности аэрированного раствора в его состав вводят полимерные реагенты для стабилизации раствора, пенообразователи и антивспениватели для гашения пены при выходе ее из скважины. Применяют аэрированный раствор с плотностью от 600 кг/м3 и выше в зависимости от инженерно-геологических условий.Aerated drilling fluids are mixtures of air bubbles with flushing fluids (water, oil emulsions, etc.) in a ratio of up to 30: 1, while such a solution can be compressed and moved towards large spaces when filling the borehole space. In view of this, the use of aerated solution as a drilling fluid at the stage of drilling a pilot well reduces the likelihood of hydraulic fracturing. To increase the stability of the aerated solution, polymer reagents are introduced into its composition to stabilize the solution, foaming agents and anti-foaming agents to extinguish the foam when it leaves the well. Apply aerated solution with a density of 600 kg / m 3 and above, depending on the engineering and geological conditions.
В предпочтительном варианте способа расширение пилотной скважины осуществляют до достижения давления гидроразрыва с поэтапным выводом бурового раствора через разгрузочный коллектор. Поэтапный вывод бурового раствора на поверхность представляет собой, по сути, изменение режима циркуляции бурового раствора внутри скважины. В результате чего обеспечивается снижение внутрискважинного давления, а также ускоряется вынос частиц выбуренной породы на поверхности, что позволяет повысить качество очистки ствола скважины.In a preferred embodiment of the method, the expansion of the pilot well is carried out until the fracture pressure is reached with a phased withdrawal of the drilling fluid through the discharge manifold. The phased withdrawal of drilling fluid to the surface is, in fact, a change in the circulation mode of the drilling fluid inside the well. As a result, a reduction in downhole pressure is provided, and the removal of particles of drill cuttings on the surface is also accelerated, which improves the quality of wellbore cleaning.
Г идроразрыв пласта - это явление возникновения трещин в массивах пород под давлением бурового раствора, значение которого предварительно рассчитывают перед началом работ на участке. Очевидно, что давление гидроразрыва зависит от прочностных свойств грунтов и условий их залегания. Поэтому давление гидроразрыва - это давление внутри скважины, превышающее прочность грунтов на растяжение с учетом условий их залегания и применительно к данному участку траектории скважины.Hydro fracturing is a phenomenon of occurrence of cracks in rock masses under the pressure of a drilling fluid, the value of which is previously calculated before starting work on the site. It is obvious that hydraulic fracturing pressure depends on the strength properties of soils and the conditions of their occurrence. Therefore, hydraulic fracturing pressure is the pressure inside the well that exceeds the tensile strength of soils, taking into account the conditions of their occurrence and in relation to this section of the well trajectory.
Предпочтительно в качестве бурового раствора используют аэрированный раствор или глинистый раствор. Одним из возможных вариантов регулирования внутрискважинного давления является изменение плотности бурового раствора. В виду чего при достижении внутрискважинным давлением давления гидроразрыва в предпочтительном варианте осуществления изобретения производят смену бурового раствора с глинистого на аэрированный раствор и наоборот, что позволяет достигнуть снижения необходимого давления внутри скважины. В заявляемом изобретении не аэрированный, глинистый раствор подаваемый в скважину имеет плотность 1030-1040 кг/м3, выходящий из скважины не аэрированный раствор имеет плотность 1100-1200 кг/м3. Глинистый буровой раствор позволяет глинизировать стенки скважины, образуя тонкую плотную корку, которая препятствует проникновению раствора в пласты породы. Плотность и вязкость глинистого раствора таковы, что раствор способствует удержанию частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии, предотвращая его оседание на стенки скважины при перерывах в промывке.Preferably, aerated mud or mud is used as the drilling fluid. One possible way to control downhole pressure is to change the density of the drilling fluid. In view of this, when the fracture pressure reaches the downhole pressure in a preferred embodiment of the invention, the drilling fluid is changed from clay to aerated mud and vice versa, which allows to achieve a reduction in the required pressure inside the well. In the claimed invention, the non-aerated, clay solution supplied to the well has a density of 1030-1040 kg / m 3 , the non-aerated solution exiting the well has a density of 1100-1200 kg / m 3 . Clay mud allows claying of the walls of the well, forming a thin dense crust, which prevents the penetration of the fluid into the rock formations. The density and viscosity of the clay solution are such that the solution helps to keep the particles of the cuttings in suspension, preventing it from settling on the walls of the well during breaks in flushing.
Буровой раствор из разгрузочного коллектора рециркулируют. С целью обеспечения максимально эффективной рециркуляции бурового раствора разгрузочный коллектор оснащают погружным насосом и системой очистки. Система очистки является трехступенчатой и включает в себя вибросито, пескоотделитель и дегазатор.The drilling fluid from the discharge manifold is recycled. In order to ensure the most efficient drilling fluid recirculation, the discharge manifold is equipped with a submersible pump and a cleaning system. The cleaning system is three-stage and includes a vibrating screen, sand separator and degasser.
Бурение пилотной скважины осуществляют с использованием гидромониторной компоновки или забойного двигателя. В предпочтительном варианте осуществления заявляемого способа при бурении пилотной скважины в качестве бурового раствора используют аэрированный раствор, использование которого не накладывает ограничение на тип применяемого для бурения оборудования.Drilling a pilot well is carried out using a hydraulic assembly or a downhole motor. In a preferred embodiment of the inventive method, when drilling a pilot well, an aerated solution is used as the drilling fluid, the use of which does not impose a restriction on the type of equipment used for drilling.
После расширения скважины осуществляют ее калибровку лопастным калибратором с диаметром на 100-200 мм меньше диаметра последнего этапа расширения. Калибровку выполняют в зависимости от геологических условий участка, на котором производятся работы.After the expansion of the well, it is calibrated by a blade calibrator with a diameter of 100-200 mm less than the diameter of the last stage of expansion. Calibration is performed depending on the geological conditions of the site on which the work is performed.
Прокладку коммуникаций осуществляют протаскиванием или прокладыванием коммуникаций в разработанную скважину.Laying communications is carried out by dragging or laying communications in the developed well.
- 2 025094- 2 025094
Для снижения технических рисков при осуществлении работ методом наклонно-направленного бурения необходимо также учитывать условия совместимости на гидроразрыв и устойчивости грунтового массива.To reduce technical risks during the implementation of the directional drilling method, it is also necessary to take into account the conditions of compatibility for hydraulic fracturing and stability of the soil mass.
Ниже представлен пример расчета.Below is an example calculation.
Устойчивость стенок скважины, представленную аргиллитом, с прочностью на одноосное сжатие Кс = 2 МПа и прочностью на растяжение КР = 0,17Кс = 0,34 МПа определяется с использованием огибающей кругов Мора по ГОСТ 21153.4-75.The stability of the well walls, represented by mudstone, with uniaxial compression strength K s = 2 MPa and tensile strength K P = 0.17 K s = 0.34 MPa is determined using the envelope of Mora circles according to GOST 21153.4-75.
— = —^— = 5,88.- = - ^ - = 5.88.
Кр 0,34Cr 0.34
Определяют значения безразмерных радиусов кругов Мора, а также сумму безразмерных координат и безразмерного радиусаThe values of the dimensionless radii of the Mohr circles are determined, as well as the sum of the dimensionless coordinates and the dimensionless radius
Размерные параметры вычисляют по формуламDimensional parameters are calculated by the formulas
Параметр выполаживания кривой определяют а = 0,5(ар + :1,,) = 0,5-(3.69 + 3,58) = 3,63.The curve flattening parameter is determined by a = 0.5 (a p +: 1 ,,) = 0.5- (3.69 + 3.58) = 3.63.
Максимальное сопротивление породы сдвигу гтэ, = 0.73а = 2.64 МПа.The maximum resistance of the rock to shear r te , = 0.73a = 2.64 MPa.
Временное сопротивление породы всестороннему растяжению σΒ Р = а (к, + ц,) = 3,63 χ 0,096 = 0,348 МПа;The temporary resistance of the rock to comprehensive stretching σ Β P = a (k, + c,) = 3.63 χ 0.096 = 0.348 MPa;
Уравнение огибающей кругов МораMora's Envelope Equation
Определяют величину нормальных напряжений (σ13) на площадке, параллельной направлению действия промежуточного напряжения (σ2)The value of normal stresses (σ 13 ) is determined on a site parallel to the direction of action of the intermediate voltage (σ 2 )
Учитывая, что тогда значение предельного касательного напряжения составит τ = 1,14 МПа;Given that then the value of the ultimate shear stress will be τ = 1.14 MPa;
а действующее касательное напряжение σ,-σ, 1.2-0,36 „ .-,.π τ13 = —!-1 :— = 0.42 МПа, что соответствует (при условии τ13<τ) области упругих деформаций грунтов в стенке скважины и отсутствие их разрушения.and the shear stress σ, -σ, 1.2-0.36 „.- ,. π τ 13 = - ! - 1: - = 0.42 MPa, which corresponds (under the condition τ 13 <τ) to the region of elastic deformation of soils in the well wall and the absence of their destruction.
Заявляемый способ прокладки коммуникаций поясняется при помощи фигуры, на которой представлено схематическое расположение скважины и разгрузочного коллектора, а также приведены кривые изменения давлений.The inventive method of laying communications is illustrated using the figure, which shows a schematic location of the well and the discharge manifold, as well as pressure curves.
На фигуре изображено схематическое расположение скважины 1 с точкой входа 2 и точкой выхода 3, расположенной под естественным препятствием 4, и разгрузочной коллектор 5. Также на фигуре приведена линия давлений гидроразрыва 6 и линии изменения внутрискважинного давления с участками 7, 8, 9.The figure shows a schematic arrangement of a well 1 with an entry point 2 and an exit point 3 located under a natural obstacle 4, and an unloading manifold 5. The figure also shows the fracture pressure line 6 and the downhole pressure change line with sections 7, 8, 9.
Представленные на фигуре кривые давлений соответствуют следующим режимам:The pressure curves shown in the figure correspond to the following modes:
кривая 7 внутрискважинного давления соответствует режиму разработки скважины с применением в качестве промывочной жидкости аэрированного раствора;downhole pressure curve 7 corresponds to the well development mode using an aerated solution as a flushing fluid;
кривая 8 внутрискважинного давления соответствует режиму разработки скважины с применением в качестве промывочной жидкости глинистого раствора с выходом раствора через разгрузочный коллектор;downhole pressure curve 8 corresponds to the mode of well development using a clay solution as a flushing fluid with the outlet of the solution through the discharge manifold;
кривая 9 внутрискважинного давления соответствует режиму расширения скважины с применением в качестве бурового раствора аэрированного раствора с поэтапным выходом бурового раствора через разгрузочный коллектор.downhole pressure curve 9 corresponds to the mode of well expansion using an aerated mud as a drilling fluid with a gradual output of the drilling fluid through the discharge manifold.
Построение упомянутых кривых 7, 8, 9 производят по предварительным расчетам с учетом условия совместимости процесса бурения на гидроразрыв, по представленным ниже зависимостям.The construction of the mentioned curves 7, 8, 9 is carried out according to preliminary calculations, taking into account the compatibility of the drilling process for hydraulic fracturing, according to the dependencies below.
Условие совместимости процесса бурения на гидроразрыв пласта породы имеет видThe condition for compatibility of the drilling process for hydraulic fracturing of the rock has the form
Р >Р где Рсум - суммарные потери гидродинамические (Ргдн) и гидростатические (Ргст) давления в кольцевом пространстве скважиныP> P where P sum is the total loss of hydrodynamic (P gdn ) and hydrostatic (P gst ) pressure in the annular space of the well
Ргр - давление гидроразрыва пласта.P gr - hydraulic fracturing pressure.
Давление гидроразрыва пласта породы (по формуле Сельващука А.П.) определяют с учетом его прочности на растяжение согласно следующей зависимости:The hydraulic fracturing pressure of the rock (according to the formula Selvashchuk A.P.) is determined taking into account its tensile strength according to the following relationship:
где ν - коэффициент Пуассона;where ν is the Poisson's ratio;
Кр - предел прочности грунтов на растяжение, МПа;To p - tensile strength of soils, MPa;
Рпл - пластовое давление, МПа;P PL - reservoir pressure, MPa;
σι - максимальное главное сжимающее напряжение, МПа.σι is the maximum main compressive stress, MPa.
Внутрискважинное давление определено как сумма гидростатического давления столба промывочной жидкости (Ргст) и потерь давления в кольцевом пространстве Б(Ркп) γκ=Λ™+Σ(Α);The downhole pressure is defined as the sum of the hydrostatic pressure of the wash column (P gst ) and pressure loss in the annular space B (P kp ) γ κ = Λ ™ + Σ (Α);
АТ гAT g
где τ0 - динамическое напряжение сдвига бурового раствора, Па;where τ 0 is the dynamic shear stress of the drilling fluid, Pa;
вкп - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от числа Сен-Венана;in CP - dimensionless coefficient, determined depending on the number of Saint-Venant;
Ь - длина рассматриваемого участка скважины, м;B - the length of the considered section of the well, m;
ά - наружный диаметр элемента бурильной колонны, м.ά is the outer diameter of the drill string element, m
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Предварительно перед началом работ на участке производят геологическую разведку типов пород, которые встречаются на участке работ, в соответствии с которой осуществляют теоретическую проверку условий совместимости и устойчивости пласта породы, после чего производят построение кривых давлений и выбирают наиболее оптимальный режим выхода бурового раствора.Previously, before starting work on the site, geological exploration of the types of rocks that occur on the site of work is carried out, according to which they carry out a theoretical check of the conditions of compatibility and stability of the formation, after which pressure curves are constructed and the most optimal drilling mud output mode is selected.
Бурение скважины 1 начинают с бурения пилотной скважины. В средней части скважины перехода по навигационным данным указывают координату разгрузочного коллектора 5 над пилотной скважиной, предпочтительно для нижней точки траектории, по которой проходит пилотная скважина. Разработанный коллектор 5 обсаживают съемной колонной (на фигуре не показана) на глубину до пересечения со стенкой скважины. После завершения этапа бурения пилотной скважины коллектор 5 оснащают системой очистки (на фигуре не показана), погружным насосом (на фигуре не показан) и трубопроводом (на фигуре не показан). После чего начинают этап расширения пилотной скважины, который осуществляют до достижения давления гидроразрыва с поэтапным выводом бурового раствора через разгрузочный коллектор 5. При этом осуществляют предварительную очистку бурового раствора, выходящего из коллектора с последующей рециркуляцией раствора. Затем осуществляют калибровку скважины 1, после которой осуществляют прокладку коммуникаций. После прокладки коммуникаций коллектор 5 засыпают песком первоначально на глубину 2 м. В дальнейшем производят извлечение обсадной колонны (на фигуре не показана) с установкой цементного моста (на фигуре не показан) на высоту до 2 м. Последующую засыпку коллектора 5 осуществляют песчаным грунтом после застывания цементного моста.The drilling of well 1 begins with the drilling of a pilot well. In the middle part of the transition well, the coordinate of the discharge manifold 5 above the pilot well is indicated by navigation data, preferably for the lower point of the trajectory along which the pilot well passes. The developed collector 5 is cased with a removable column (not shown in the figure) to a depth to the intersection with the well wall. After the completion of the drilling phase of the pilot well, the collector 5 is equipped with a cleaning system (not shown in the figure), a submersible pump (not shown in the figure) and a pipeline (not shown in the figure). After that, the stage of expansion of the pilot well is started, which is carried out until hydraulic fracturing pressure is reached with a phased withdrawal of the drilling fluid through the discharge manifold 5. At the same time, preliminary cleaning of the drilling fluid leaving the reservoir with subsequent recycling of the fluid is carried out. Then carry out the calibration of the well 1, after which carry out the laying of communications. After laying the communications, the collector 5 is initially filled with sand to a depth of 2 m. Subsequently, the casing (not shown) is removed with the cement bridge (not shown) installed up to a height of 2 m. Subsequent filling of the collector 5 is carried out with sandy soil after solidification cement bridge.
Таким образом, разработан способ прокладки коммуникаций методом наклонно-направленного бурения, который позволяет снизить давление внутри скважины при бурении, позволяет обеспечить быстрый и эффективный вынос выбуренной породы на поверхность. При этом разработанный способ также позволяет минимизировать вероятность появления поглощений и грифонопроявлений, что позволяет повысить экологическую и технологическую безопасность строительства перехода в целом, а также позволяет повысить экономическую целесообразность применения способа для строительства переходовThus, a method for laying communications by the directional drilling method has been developed, which allows to reduce the pressure inside the well during drilling, allows for quick and efficient removal of cuttings to the surface. Moreover, the developed method also allows to minimize the likelihood of occurrences of acquisitions and griffon manifestations, which improves the environmental and technological safety of the construction of the transition as a whole, and also improves the economic feasibility of using the method for the construction of transitions
- 4 025094 под естественными и искусственными препятствиями.- 4 025094 under natural and artificial obstacles.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201370176A EA025094B1 (en) | 2013-09-04 | 2013-09-04 | Method for utilities routing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201370176A EA025094B1 (en) | 2013-09-04 | 2013-09-04 | Method for utilities routing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201370176A1 EA201370176A1 (en) | 2015-03-31 |
| EA025094B1 true EA025094B1 (en) | 2016-11-30 |
Family
ID=52744883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201370176A EA025094B1 (en) | 2013-09-04 | 2013-09-04 | Method for utilities routing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA025094B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2139465C1 (en) * | 1997-03-25 | 1999-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидроспецпроект" | Method of trenchless laying of pipe lines on soil |
| JP2001020665A (en) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Toho Gas Co Ltd | Pipe-jacking burying method and device for flexible pipe |
| RU2334864C1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-09-27 | Дмитрий Анатольевич Ермолин | Device for borehole calibration |
-
2013
- 2013-09-04 EA EA201370176A patent/EA025094B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2139465C1 (en) * | 1997-03-25 | 1999-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидроспецпроект" | Method of trenchless laying of pipe lines on soil |
| JP2001020665A (en) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Toho Gas Co Ltd | Pipe-jacking burying method and device for flexible pipe |
| RU2334864C1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-09-27 | Дмитрий Анатольевич Ермолин | Device for borehole calibration |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БУЛАТОВ А.И. и др. Справочник инженера по бурению. Том 2. М.: "Недра", 1985, с. 52, 63-68 * |
| МИНАЕВ В.И. Машины для строительства магистральных трубопроводов. М.: "Недра", 1985, с. 269-272 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201370176A1 (en) | 2015-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7231975B2 (en) | Borehole stabilisation | |
| RU2439274C1 (en) | Well construction method | |
| CN106245626A (en) | A kind of hard formation churning driven enters method | |
| US7475726B2 (en) | Continuous monobore liquid lining system | |
| CN111119940B (en) | Grouting construction treatment method | |
| US9938191B2 (en) | Establishing control of oil and gas producing wellbore through application of self-degrading particulates | |
| RU2612061C1 (en) | Recovery method of shale carbonate oil field | |
| CN114233385A (en) | Treatment method for mud burst and water burst of inclined shaft | |
| CN106837382A (en) | A kind of subway tunnel country rock pre grouting from the surface reinforcement process | |
| Yuan et al. | Technical difficulties in the cementing of horizontal shale gas wells in Weiyuan block and the countermeasures | |
| Zhu et al. | Main technical innovations of Songke well No. 2 drilling project | |
| CN110700860B (en) | Construction method of soil-stone boundary tunnel crossing loess valley | |
| CN110529089B (en) | Repeated fracturing method for open hole horizontal well | |
| Asadimehr | Examining Drilling Problems and Practical Solutions Regarding them | |
| RU2465434C1 (en) | Method of recovery of flooded gas well with collapsed production tubing in productive interval | |
| CN114991774A (en) | Ground subsection descending type grouting method for crushed andesite basalt stratum | |
| EA025094B1 (en) | Method for utilities routing | |
| RU2542070C1 (en) | Double-hole well operation method | |
| CN113187513A (en) | Comprehensive treatment method for grouting and draining water damage of high-level separation layer of coal mine | |
| RU2095574C1 (en) | Method for construction of mine shafts in watered unstable rocks | |
| RU2713540C2 (en) | Casing string cementing method | |
| CN113123771A (en) | Fracturing method of coal bed gas cluster well | |
| CN117052344B (en) | Leakage blocking drilling method for goaf of close-range coal seam group | |
| CN114837608B (en) | Method for reconstructing mining overburden rock water barrier by multi-section graded grouting | |
| RU2687725C1 (en) | Processing method of insulation of mine working at thermal development of oil deposits |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |