EA028091B1 - Groundwater well - Google Patents
Groundwater well Download PDFInfo
- Publication number
- EA028091B1 EA028091B1 EA201501112A EA201501112A EA028091B1 EA 028091 B1 EA028091 B1 EA 028091B1 EA 201501112 A EA201501112 A EA 201501112A EA 201501112 A EA201501112 A EA 201501112A EA 028091 B1 EA028091 B1 EA 028091B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- filter
- string
- filter section
- section
- annular
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в качестве водозаборного сооружения для добычи подземных вод из подземных источников.The invention relates to water supply and can be used as a water intake for the extraction of groundwater from underground sources.
Известна водозаборная скважина [1], содержащая кондуктор до водоносного слоя с затрубной цементацией, эксплуатационную колонну, состоящую из труб с муфтовыми соединениями, фильтр с рабочей частью, обсыпанной гравием, и отстойником.Known water well [1], containing a conductor to the aquifer with annular cementation, production casing, consisting of pipes with sleeve connections, a filter with a working part, sprinkled with gravel, and a sump.
К недостаткам конструкции относится высокая стоимость подобной скважины из-за повышенного расхода металла на сооружение кондуктора до водоносного слоя и невозможность замены фильтра при выходе его из строя из-за значительных сил трения, возникающих между фильтровой колонной и обсыпкой.The design disadvantages include the high cost of such a well due to the increased metal consumption for the construction of the conductor to the aquifer and the inability to replace the filter when it fails due to significant friction forces arising between the filter column and sprinkling.
Известна водозаборная скважина [2], содержащая кондуктор с затрубной цементацией, эксплуатационную колонну, фильтровую колонну, установленную впотай, состоящую из фильтра с гравийной обсыпкой, надфильтровой трубы и отстойника, жестко соединенных между собой, сальник, установленный между эксплуатационной колонной и надфильтровой трубой.Known water well [2], containing the conductor with annular cementation, production casing, filter casing installed in a flush, consisting of a filter with gravel sprinkling, a superfilter pipe and a sump, rigidly interconnected, an oil seal installed between the production casing and a superfilter pipe.
Установка фильтра впотай обеспечивает возможность его подъема на поверхность и замену новым при капитальном ремонте скважины. Однако использование подобных конструкций возможно только для малодебитных скважин, имеющих фильтры сравнительно небольшой длины. Извлечь и заменить фильтр большой длины на практике не представляется возможным, связано это с высокими силами трения, возникающими между фильтровой колонной и сцементированным грунтом, который образуется в результате отложений осадков в отверстиях фильтра и порах пород, прилегающих к фильтру. Сила трения прямо пропорциональна длине фильтра. При захвате фильтра в верхней части и подъеме его домкратами или лебедками вся фильтровая колонна начинает работать на растяжение. Возникающие растягивающие усилия, из-за высоких сопротивлений трения между фильтром и сцементированным грунтом, значительно превышают прочность сварных швов и материала фильтра на растяжение. В результате при длинном фильтре происходит разрыв фильтровой колонны по верхним сварным швам или разрушение самого фильтра. Эксплуатация подобной скважины в дальнейшем не представляется возможной, ее тампонируют и перебуривают, что является весьма дорогостоящим мероприятием.Installing the filter flush provides the possibility of its rise to the surface and replacement with a new one during the overhaul of the well. However, the use of such structures is possible only for low-production wells having filters of a relatively small length. In practice, it is not possible to remove and replace a long filter; this is due to the high friction forces arising between the filter column and cemented soil, which is formed as a result of sediment deposits in the filter openings and rock pores adjacent to the filter. The friction force is directly proportional to the length of the filter. When you grab the filter in the upper part and lift it with jacks or winches, the entire filter column begins to work in tension. The resulting tensile forces, due to the high frictional resistance between the filter and cemented soil, significantly exceed the tensile strength of the welds and filter material. As a result, with a long filter, the filter column ruptures along the upper welds or the filter itself is destroyed. The operation of such a well in the future is not possible, it is plugged and drilled, which is a very expensive undertaking.
Задачами, решаемыми изобретением, являются расширение области применения скважин подобной конструкции и увеличение их долговечности за счет повышения ремонтопригодности при проведении капитального ремонта.The problems solved by the invention are to expand the field of application of wells of a similar design and increase their durability by increasing maintainability during overhaul.
Поставленные задачи решаются тем, что в водозаборной скважине, содержащей кондуктор с затрубной цементацией, эксплуатационную колонну, сальник, фильтровую колонну с надфильтровой трубой и отстойником, установленной впотай, фильтровая колонна выполнена из нескольких фильтровых секций, телескопически соединенных между собой, причем телескопическое соединение состоит из наружного фланца, жестко закрепленного в верхней части фильтровой секции меньшего диметра, внутреннего фланца, жестко закрепленного в нижней части фильтровой секции большего диметра, подвижного кольца с нижними упорами, установленного между внутренним и наружным фланцами, причем между подвижным кольцом и наружным фланцем установлен кольцевой цилиндр из эластичного материала, нижняя фильтровая секция дополнительно снабжена захватной скобой, закрепляемой к днищу отстойника.The tasks are solved in that in a water well containing a conductor with annular cementation, a production string, an oil seal, a filter column with a filter tube and a settling tank installed flush, the filter column is made of several filter sections telescopically connected to each other, and the telescopic connection consists of an outer flange rigidly fixed in the upper part of the filter section of a smaller diameter, an inner flange rigidly fixed in the lower part of the filter section b ng bigger-diameter, movable ring with the lower stoppers installed between the inner and outer flanges and between the movable ring and the outer flange an annular cylinder made of elastic material, the lower section of filters is further provided with gripping bracket fastened to the bottom of the settler.
Схема водозаборной скважины поясняется чертежом. Скважина состоит из кондуктора 1 с затрубной цементацией 2, эксплуатационной колонны 3, надфильтровой трубы 4, сальника 5, отстойника 6, гравийной засыпки 7 и фильтровой колонны, состоящей из фильтровых секций 8, 9, 10, телескопически соединенных между собой с помощью внутренних 11 и наружных 12 фланцев, подвижных колец 13 с упорами 14 и кольцевых цилиндров 15 из эластичного материала, захватной скобы 16, которая крепится к днищу 17 отстойника 6.The scheme of the water well is illustrated in the drawing. The well consists of a conduit 1 with annular cementation 2, a production string 3, a superfilter pipe 4, an oil seal 5, a sump 6, gravel backfill 7 and a filter column consisting of filter sections 8, 9, 10, telescopically connected to each other using internal 11 and outer 12 flanges, movable rings 13 with stops 14 and annular cylinders 15 made of elastic material, a gripping bracket 16, which is attached to the bottom 17 of the settler 6.
Скважина может быть сооружена следующим образом. Бурят разведочный ствол и проводят в нем комплекс геофизических исследований. После расшифровки каротажной диаграммы определяют местоположение водоносного горизонта. Отрывают отстойник, устанавливают направляющую колонну, производят бурение ствола под кондуктор 1, выполняют затрубную цементацию 2 кондуктора 1 на всю высоту до устья скважины. Затем производят бурение ствола под эксплуатационную колонну 3. Выполняют затрубную цементацию эксплуатационной колонны 3 на всю высоту до устья скважины, затем производят вскрытие водоносного горизонта и подстилающего водоупора на проектную глубину.A well can be constructed as follows. They drill a prospecting trunk and carry out a complex of geophysical research in it. After decoding the logs, the location of the aquifer is determined. The sump is torn off, a guide column is installed, the trunk is drilled under the conductor 1, annular cementation 2 of the conductor 1 is performed to the entire height to the wellhead. Then, the well is drilled under the production casing 3. The annular cementation of the production casing 3 is performed to the entire height to the wellhead, then the aquifer and underlying aquicut are opened to the design depth.
Вскрытие водоносного горизонта производится с использованием долота, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру эксплуатационной колонны 3. После сооружения забоя до нужной величины из скважины извлекают породоразрушающий инструмент и начинают свободный спуск фильтровой колонны.The aquifer is opened using a bit, the diameter of which corresponds to the inner diameter of the production string 3. After constructing the bottom to the desired size, the rock-cutting tool is removed from the well and free-flowing of the filter string is started.
Погружение телескопической фильтровой колонны начинают со спуска отстойника 6, приваренного снизу к фильтровой секции 10 меньшего диметра, снабженной наружным фланцем 12, жестко закрепленным в ее верхней части. Фильтровую секцию 10 вместе с отстойником 6 вывешивают на хомуте на устье скважины. На фильтровую секцию 10 под наружный фланец 12 должны быть предварительно надеты: кольцевой цилиндр 15 из эластичного материала и подвижное кольцо 13 с упорами 14, которые будут находиться между наружным фланцем 12 и хомутом (на чертеже не показан), зажатым на фильт- 1 028091 ровой секции 10. С помощью грузоподъемной лебедки бурового станка поднимают вертикально вверх фильтровую секцию 9 и одевают сверху на верхнюю часть фильтровой секции 10. Фильтровую секцию 9 удерживают навесу так, чтобы ее нижний торец находился ниже подвижного кольца 13 с упорами 14. Затем с помощью сварки жестко закрепляют внутренний фланец 11 к нижней части фильтровой секции 9. Затем включают грузоподъемную лебедку и смещают вверх фильтровую секцию 9. При этом упоры 14 упираются во внутренний фланец 11, подвижные кольцо 13 передает давление на кольцевой цилиндр 15 из эластичного материала и деформирует его. Эластичный материал заполняет все неплотности между фильтровыми секциями 9 и 10 и передает тяговое усилие лебедки на фильтровую секцию 10, которая также поднимается вверх. После этого хомут освобождается, его снимают, опускают две телескопически соединенные фильтровые секции 10 и 9 в открытый ствол и вывешивают их на хомуте на устье скважины. Хомут опирают на эксплуатационную колонну 3. Затем с помощью грузоподъемной лебедки бурового станка поднимают вертикально вверх фильтровую секцию 8 и одевают сверху на верхнюю часть фильтровой секции 9. Затем все выше приведенные операции повторяют в той же последовательности и опускают три телескопически соединенные фильтровые секции 10, 9 и 8 в открытый ствол и вывешивают их на хомуте на устье скважины. Приваривают к фильтровой секции 8 надфильтровую трубу 4, имеющую в верхней части наружную резьбу (обычно левую). Закрепляют к ней с помощью муфты с левой резьбой буровые штанги и опускают всю конструкцию в открытый ствол скважины до забоя. Держат конструкцию на штангах навесу и устраивают гравийную засыпку 7, обсыпая гравием фильтровую колонну. Затем вращая штанги вправо, откручивают колонну штанг от надфильтровой трубы и поднимают штанги на поверхность. Прокачивают скважину и затем обычным способом устанавливают сальник 5 из дерева или резины.The immersion of the telescopic filter column begins with the descent of the sump 6, welded from below to the filter section 10 of a smaller diameter, equipped with an outer flange 12, rigidly fixed in its upper part. The filter section 10 together with the sump 6 is hung on the clamp at the wellhead. The filter section 10 under the outer flange 12 must be pre-worn: an annular cylinder 15 of elastic material and a movable ring 13 with stops 14 that will be between the outer flange 12 and the clamp (not shown), clamped on the filter 1 028091 section 10. Using a lifting winch of the drilling rig, filter section 9 is lifted vertically upward and put on top of the upper part of filter section 10. The filter section 9 is held in a canopy so that its lower end is below the movable ring 13 with stops 14. Then, by welding, the inner flange 11 is rigidly fixed to the lower part of the filter section 9. Then, a lifting winch is turned on and the filter section 9 is moved upward. In this case, the stops 14 abut against the inner flange 11, the movable ring 13 transfers pressure to the annular cylinder 15 of elastic material and deforms it. The elastic material fills all the leaks between the filter sections 9 and 10 and transfers the pulling force of the winch to the filter section 10, which also rises. After that, the clamp is released, it is removed, two telescopically connected filter sections 10 and 9 are lowered into the open shaft and they are hung on the clamp at the wellhead. The clamp is supported on the production casing 3. Then, using the lifting winch of the drilling rig, the filter section 8 is lifted vertically upward and put on top of the upper part of the filter section 9. Then, all the above operations are repeated in the same sequence and the three telescopically connected filter sections 10, 9 are lowered. and 8 into the open hole and hang them on a collar at the wellhead. A filter tube 4 having an external thread (usually left) is welded to the filter section 8. Drill rods are fastened to it with a left-hand coupling and lowered the entire structure into an open wellbore to the bottom. They hold the structure on the canopy rods and arrange gravel backfill 7, sprinkling gravel on the filter column. Then, rotating the rods to the right, unscrew the rod string from the filter tube and raise the rod to the surface. Pump the well and then in the usual way install a gland 5 made of wood or rubber.
В процессе эксплуатации: происходит кольматация отверстий фильтров фильтровых секций 8, 9, 10 и пор гравийной обсыпки 7 различными осадками, возрастает гидравлическое сопротивление и снижается пропускная способность фильтра. Осадки цементируются и закупоривают каналы движения воды. Это приводит к выходу скважины из строя в результате кольматации. Второй причиной выхода скважины из строя является разрушение фильтров фильтровых секций 8, 9, 10 и их пескование. В обоих случаях требуется капитальный ремонт скважины путем извлечения и замены фильтровых секций.During operation: the openings of the filter sections of the filter sections 8, 9, 10 and the pores of the gravel sprinkling 7 with various sediments occur, the hydraulic resistance increases and the filter capacity decreases. Precipitation is cemented and clogged water channels. This leads to the failure of the well as a result of mudding. The second reason for the failure of the well is the destruction of the filters of the filter sections 8, 9, 10 and their sanding. In both cases, a well overhaul is required by removing and replacing the filter sections.
Капитальный ремонт производится следующим образом. Сначала для облегчения извлечения фильтровой колонны в полости фильтра производят импульсы гидродинамического давления, нарушающие сплошность слоев закольматированного гравия, прилегающего к наружной поверхности фильтровых секций 8, 9, 10. Затем в скважину опускают грузовой крюк, который вводят в зацепление с захватной скобой 16 и посредством лебедки начинают производить поднятие фильтровой секции 10 меньшего диаметра. За счет подвижного кольца 13 с упорами 14 и возможностью фильтровой секции 10 меньшего диаметра свободно проходить через фильтровые секции 8, 9 большего диаметра и эксплуатационную колонну 3, производится беспрепятственное извлечение фильтровой секции 10 меньшего диаметра. Затем в образовавшуюся полость погружают эрлифт и производят вымывание гравийной обсыпки 7. После освобождения фильтровой секции 9 от гравийной обсыпки 7, производят ее извлечение с помощью захватного устройства типа груша, или посредством зацепления лебедки за внутренний фланец 11 фильтровой секции 9. Извлечение фильтровой секции 9 также проходит беспрепятственно за счет возможности свободно проходить через фильтровую секцию 8 большего диаметра и эксплуатационную колонну 3. Далее вновь в образовавшуюся полость погружают эрлифт и вымывают остатки гравийной обсыпки 7 на уровне фильтровой секции 8. После освобождения фильтровой секции 8 от гравийной обсыпки 7 производят ее захват за надфильтровую трубу 4 и внутренний фланец 11 и посредством совместного действия тяговых усилий, приложенных к внутреннему фланцу 11 и надфильтровой трубе 4 производят извлечение последней секции 8 фильтровой колонны.Overhaul is as follows. First, to facilitate the extraction of the filter column, hydrodynamic pressure pulses are produced in the filter cavity, which violate the continuity of the layers of clogged gravel adjacent to the outer surface of the filter sections 8, 9, 10. Then, a load hook is lowered into the well, which is engaged with the gripping bracket 16 and by means of a winch begin to raise the filter section 10 of a smaller diameter. Due to the movable ring 13 with stops 14 and the possibility of the filter section 10 of smaller diameter to freely pass through the filter sections 8, 9 of larger diameter and production casing 3, the filter section 10 of smaller diameter is freely removed. Then, the airlift is immersed in the formed cavity and gravel dusting is washed out 7. After the filter section 9 is released from gravel dusting 7, it is removed using a gripping device such as a pear, or by hooking the winch onto the inner flange 11 of the filter section 9. Removing the filter section 9 is also passes unhindered due to the ability to freely pass through the filter section 8 of a larger diameter and production casing 3. Then again airlift and washout are immersed in the formed cavity t the remains of gravel sprinkling 7 at the level of the filter section 8. After releasing the filter section 8 from the gravel sprinkling 7, it is grabbed by the superfilter pipe 4 and the inner flange 11 and, by the combined action of traction forces applied to the inner flange 11 and the superfilter pipe 4, the latter is extracted section 8 of the filter column.
После посекционного извлечения фильтровой колонны, производится удаление старой, загрязненной кольматантом, гравийной обсыпки и промывка скважины, при необходимости также производят замену фильтровых секций и составляющих частей телескопического соединения. Затем, в последовательности описанной ранее, производится сборка и установка фильтровой колоны в проектное положение.After sectional extraction of the filter column, the old gravel spatter contaminated with gravel sprinkling and well washing are removed, and if necessary, filter sections and components of the telescopic joint are also replaced. Then, in the sequence described earlier, the filter column is assembled and installed in the design position.
Предлагаемая конструкция может использоваться при каптаже высоконапорных скважин, обеспечивает простоту и дешевизну сооружения, а также возможность проведения капитального ремонта с беспрепятственным посекционным извлечением фильтровой колонны.The proposed design can be used for the capture of high-pressure wells, provides simplicity and cheapness of the structure, as well as the possibility of overhaul with unhindered sectional extraction of the filter column.
Применяемая конструкция телескопического соединения позволяет не только обеспечить надежное соединение между фильтровыми секциями 8, 9, 10, но и дает возможность свободного посекционного извлечения фильтровой колонны при проведении капитального ремонта. Применение захватной скобы 16 и внутренних фланцев 11 дают возможность при извлечении фильтровых секций прикладывать тяговые усилия к низу конструкции, что позволяет предотвратить разрыв сварных швов и разрушение фильтра.The applied design of the telescopic connection allows not only to provide a reliable connection between the filter sections 8, 9, 10, but also allows the possibility of free sectional extraction of the filter column during the overhaul. The use of the gripping bracket 16 and the inner flanges 11 make it possible to apply pulling forces to the bottom of the structure when removing the filter sections, which helps to prevent tearing of welds and filter destruction.
Благодаря внедрению новых конструкций водозаборных скважин в системы водоснабжения РБ можно достичь ощутимый экономический и экологический эффект путем расширения области применения скважин с фильтром, расположенным впотай, увеличения срока их эксплуатации и возможности проведения капитального ремонта с заменой фильтра.Thanks to the introduction of new designs of water wells in the water supply systems of the Republic of Belarus, a tangible economic and environmental effect can be achieved by expanding the field of application of wells with a flush filter, increasing their life and the possibility of overhauling with filter replacement.
- 2 028091- 2 028091
Источники информации.Information sources.
1. Беляков В.М. Учебная книга мастера по бурению скважин на воду (второе издание, переработанное и дополненное)/В.М. Беляков, В.А. Попков, Г.М. Краснощеков/М.: Колос, 1983, с. 316-317, рис. 156е.1. Belyakov V.M. The training book of the master on water well drilling (second edition, revised and supplemented) / V.M. Belyakov, V.A. Popkov, G.M. Krasnoshchekov / M .: Kolos, 1983, p. 316-317, fig. 156th.
2. Башкатов Д.Н. Бурение скважин на воду/Д.Н. Башкатов, В.Л. Роговой/М.: Колос, 1976, с. 33, рис. 4д.2. Bashkatov D.N. Drilling water wells / D.N. Bashkatov, V.L. Rogovoy / M .: Kolos, 1976, p. 33, fig. 4d
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201501112A EA028091B1 (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Groundwater well |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201501112A EA028091B1 (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Groundwater well |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201501112A1 EA201501112A1 (en) | 2017-04-28 |
| EA028091B1 true EA028091B1 (en) | 2017-10-31 |
Family
ID=58762729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201501112A EA028091B1 (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Groundwater well |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA028091B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU48041A1 (en) * | 1936-05-15 | 1936-08-31 | А.И. Монин | Drilling well filter |
| US2220772A (en) * | 1939-01-25 | 1940-11-05 | Millard Ethel | Filter and trap for plumbing fixtures |
| SU1416631A1 (en) * | 1986-05-05 | 1988-08-15 | Грузинский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации | Deep-well filter |
-
2015
- 2015-10-27 EA EA201501112A patent/EA028091B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU48041A1 (en) * | 1936-05-15 | 1936-08-31 | А.И. Монин | Drilling well filter |
| US2220772A (en) * | 1939-01-25 | 1940-11-05 | Millard Ethel | Filter and trap for plumbing fixtures |
| SU1416631A1 (en) * | 1986-05-05 | 1988-08-15 | Грузинский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации | Deep-well filter |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Справочник по бурению скважин на воду. Под ред. проф. Д.Н. Башкатова, Москва, Недра, 1979, с. 342-347 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201501112A1 (en) | 2017-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2906500A (en) | Completion of wells under water | |
| US8689879B2 (en) | Fluid displacement methods and apparatus for hydrocarbons in subsea production tubing | |
| US20010004937A1 (en) | Hollow tubing pumping system | |
| US10760347B2 (en) | System and method for offline suspension or cementing of tubulars | |
| CN111622728B (en) | Horizontal well perforation process for connecting perforation of cable tractor with hydraulic conveying perforation | |
| US3129774A (en) | Method and apparatus for drilling and working in offshore wells | |
| US3722607A (en) | Method for drilling a well | |
| NO20111295A1 (en) | Deep water inserting tool | |
| CN106884625A (en) | It is a kind of to administer the method altered on oil-water well oil layer sleeve pipe | |
| NO20111710A1 (en) | System and method for controlling the pressure in a hydrocarbon well | |
| US3827486A (en) | Well reentry system | |
| CN205823208U (en) | A kind of novel returning of oilfield oil well mediates stifled system | |
| CN210087252U (en) | Underground continuous pipe cable separation sealing adapter | |
| EP2964873B1 (en) | Wireline assisted coiled tubing portion and method for operation of such a coiled tubing portion | |
| EA028091B1 (en) | Groundwater well | |
| US3426842A (en) | Installation of control lines on underwater well | |
| EP3087246B1 (en) | Method for running conduit in extended reach wellbores | |
| RU2382176C1 (en) | Underground equipment with device for cleaning of settling well of methane-coal hole during its development and maintenance | |
| CN2580096Y (en) | Underwell hydraulic pulling releasing device | |
| RU2472901C1 (en) | Water-intake tubular well and device for its erection | |
| US3373806A (en) | Apparatus and method for drilling wells | |
| CN215408553U (en) | Safe tying and hanging device for impurity filtering and drift diameter of petroleum and natural gas drilling pipe | |
| EA028029B1 (en) | Design of a groundwater well | |
| CN103628491B (en) | Deep foundation pit pre-drop confined water construction device and method | |
| RU133557U1 (en) | DRILLING RIG FOR WATER WELL CONSTRUCTION IN RELIEF WATERFLOW HORIZONS WITH HEADS |
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 RU |