RU133543U1 - DRILLING RIG FOR PIPELINES INSTALLATION IN WATERFILLED SOILS - Google Patents
DRILLING RIG FOR PIPELINES INSTALLATION IN WATERFILLED SOILS Download PDFInfo
- Publication number
- RU133543U1 RU133543U1 RU2013121858/03U RU2013121858U RU133543U1 RU 133543 U1 RU133543 U1 RU 133543U1 RU 2013121858/03 U RU2013121858/03 U RU 2013121858/03U RU 2013121858 U RU2013121858 U RU 2013121858U RU 133543 U1 RU133543 U1 RU 133543U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protective
- column
- protective column
- drill
- possibility
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Буровая установка для прокладки трубопроводов в обводненных грунтах, включающая маслостанцию, пульт управления, буровой агрегат, состоящий из неподвижной рамы, по которой гидроцилиндром по направляющим перемещается подвижная рама, на которой размещены вращатели бурильной и защитной колонн со шпинделями, бурильная и защитная колонны с породоразрушающим инструментом, выполненным с возможностью регулировки кольцевого сечения между бурильной и защитной колоннами, перекрытия торца защитной колонны на период оборудования ее фильтрами и буровой насос, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена инвентарной ведущей трубой, размещенной в шпинделе вращателя защитной колонны в фазе его расположения на задней площадке подвижной рамы бурового агрегата с возможностью осуществления посекционного наращивания заданного типоразмера защитной колонны и снабженной с одной стороны переходником соответствующего типоразмера, а с другой - сальником-вертлюгом, кроме того, установка дополнительно снабжена пакером с обратным клапаном, установленным в защитной колонне перед породоразрушающим инструментом с возможностью исключения оттока промывочной жидкости из затрубного пространства через внутреннюю полость защитной колонны, а на устье скважины установлен герметизатор кольцевого пространства, образованного стенкой скважины и внешней поверхностью защитной колонны, при этом кольцевая полость этого герметизатора оснащена подпитывающей гидравлической линией и отводящей гидравлической линией с гидравлическим затвором, верхняя точка которого не менее чем на 3-5 м водяного столба выше статистического уровня плаA drilling rig for laying pipelines in flooded soils, including an oil station, a control panel, a drilling unit, consisting of a fixed frame along which a movable frame moves along the guides with a hydraulic cylinder, on which rotators of the drill and protective columns with spindles are placed, a drill and protective column with a rock cutting tool made with the possibility of adjusting the annular section between the drill and protective columns, overlapping the end of the protective column for the period of equipment with filters and level pump, characterized in that it is additionally equipped with an inventory lead pipe located in the spindle of the protective column rotator in the phase of its location on the rear platform of the movable frame of the drilling unit with the possibility of section-wise building-up of a given standard size of the protective column and equipped on one side with an adapter of the corresponding standard size, and on the other hand, a swivel packing, in addition, the installation is additionally equipped with a packer with a check valve installed in a protective column in front of the breed a destructive tool with the possibility of eliminating the outflow of flushing fluid from the annulus through the inner cavity of the protective column, and at the wellhead there is a sealant of the annular space formed by the wall of the well and the outer surface of the protective column, while the annular cavity of this sealant is equipped with a feed hydraulic line and a discharge hydraulic line with a hydraulic shutter, the upper point of which is not less than 3-5 m water column above the statistical level
Description
Полезная модель относиться к области горного дела и строительства и может быть использована для прокладки защитных колонн, в которых укладываются трубопроводы различного назначения: водопроводы, кабели, канализации, газопроводы, водосбросные скважины для отвода дренажных вод при осушении строительных площадок, карьеров, шахтных и рудных полей, сооружаемых в неустойчивых обводненных грунтах, в том числе и в песках.The utility model relates to the field of mining and construction and can be used for laying protective columns in which pipelines for various purposes are laid: water pipes, cables, sewers, gas pipelines, spillways for drainage water drainage during drainage of construction sites, quarries, mine and ore fields constructed in unstable flooded soils, including in sand.
Из предшествующего технического уровня известна установка шнекового бурения [«Справочник бестраншейной технологии в России». Москва. 2006 г. стр.18-34]. Установка состоит из силового агрегата, обеспечивающего как усилие подачи, зада вливающего стальной футляр, так и вращение шнекового става, оснащенного буровой головкой. Диаметр шнека определяется диаметром стального футляра, длина секций шнека зависит от марки установки. В установках американских производителей она составляет 3 метра, усилие задавливания в зависимости от диаметра защитного футляра и состава грунта изменяются от 14 тс до 590 тс. К недостаткам установки можно отнести ограничение по области применения, вызванные тем, что при бурение горизонтальных скважин в обводненных рыхлых грунтах шнеком забой скважины остается открытым и фильтрационный поток, воздействуя на грунт, разрушает его структуру, вследствие чего происходит не только оплывание забоя, но и выбросы грунта во внутрь защитного футляра. В следствие разрушения естественной структуры грунта, происходит разрушение стенок скважины, что вызывает обжатие защитного футляра. В связи с отсутствием в установке устройств, нейтрализующих фильтрационные силы, шнек работает с коэффициентом заполнения, превышающим во много раз нормальный, обусловленный бурением. При коэффициенте заполнения свыше К>0,4 нагрузки на шнек сильно возрастают до критических. Кроме того, при выносе породы в объеме, превышающем объем скважины в 2 и более раз, над скважиной может произойти оседание грунта, что недопустимо.From the previous technical level, the installation of auger drilling is known ["Directory of trenchless technology in Russia". Moscow. 2006, pp. 18-34]. The installation consists of a power unit that provides both a feed force that sets the steel case and rotation of a screw stand equipped with a drill head. The screw diameter is determined by the diameter of the steel case, the length of the screw sections depends on the brand of installation. In installations of American manufacturers, it is 3 meters, the crushing force, depending on the diameter of the protective case and the composition of the soil, varies from 14 tf to 590 tf. The disadvantages of the installation include a limitation on the scope due to the fact that when drilling horizontal wells in flooded loose soils with an auger, the bottom of the well remains open and the filtration stream, acting on the soil, destroys its structure, as a result of which not only the face is washed off, but also emissions soil inside the protective case. As a result of the destruction of the natural structure of the soil, the destruction of the walls of the well occurs, which causes the compression of the protective case. Due to the absence in the installation of devices that neutralize the filtration forces, the auger operates with a fill factor that is many times higher than normal due to drilling. With a fill factor in excess of K> 0.4, the load on the screw greatly increases to critical. In addition, when the rock is removed in a volume exceeding the volume of the well by 2 or more times, soil subsidence may occur over the well, which is unacceptable.
Известно также устройство для прокладки стальных трубопроводов с помощью пневмопробойников [«Справочник бестраншейной технологии в России». Москва. 2006. с.35-40]. Пневмопробойник устанавливают на направляющие в заданной точке котлована, или выработки, проходят выемку (неглубокую скважину, азимутальный и зенитный углы которой соответствуют трассе прокладываемого трубопровода) и далее, в зависимости от принятой технологии, либо проходят сначала лидерную скважину с последующей установкой в ней защитного футляра, либо устанавливают его сзади пневмопробойника и трубопровод протягивается по мере углубки скважины. Возможен вариант забивки сразу трубопровода. В этом случае на секцию трубы устанавливают конусную головку, диаметр которой не превышает диаметра забиваемой трубы, а на торец устанавливают специальный переходник с внутренней конусной поверхностью, отвечающий рабочей конусной поверхности пневмопробойника. Внедрение пневмопробойника или трубы в грунт происходит под действием удара, который наносит специальный ударник, движущийся внутри корпуса по наковальне, размещенной в головной части пневмопробойника. Устройство обеспечивает высокую производительность укладки трубопровода, экологически чисто. Основными недостатками являются: невозможности проходки скважин в грунтах, имеющих включения в виде гальки, валунов, техногенных захоронений, вызывающих сильное отклонение скважины. Кроме того, устройства позволяют проходить скважины только в сжимаемых грунтах (суглинки, глины и другие отложения с идентичными свойствами).A device is also known for laying steel pipelines with the help of pneumatic breakers ["Directory of trenchless technology in Russia". Moscow. 2006. p. 35-40]. A pneumatic punch is installed on the guides at a given point in the pit, or workings, pass a recess (a shallow well, the azimuth and zenith angles of which correspond to the route of the pipeline being laid) and then, depending on the technology adopted, either go through the leader well with the subsequent installation of a protective case in it, or install it behind the pneumatic punch and the pipeline extends as the well deepens. The option of driving the pipeline immediately is possible. In this case, a conical head is installed on the pipe section, the diameter of which does not exceed the diameter of the driven pipe, and a special adapter with an internal conical surface corresponding to the working conical surface of the pneumatic punch is installed on the end. The introduction of a pneumatic punch or pipe into the ground occurs under the influence of a blow, which is caused by a special hammer, moving inside the body along the anvil placed in the head of the pneumatic punch. The device provides high performance laying of the pipeline, environmentally friendly. The main disadvantages are: the impossibility of driving wells in soils with inclusions in the form of pebbles, boulders, technogenic burials, causing a strong deviation of the well. In addition, the device allows you to go through wells only in compressible soils (loams, clays and other deposits with identical properties).
Известно устройство для прокладки трубопроводов в горизонтальных скважинах, сооружаемых установками горизонтального направления бурения (ГН Б) «Справочник бестраншейной технологии в России». Москва. 2006. с.53-68]. Установка позволяет сооружать горизонтальные скважины большой протяженности в широком диапазоне гидрогеологических условий, в том числе и в обводненных грунтах. Удержание стенок скважины от обрушения осуществляется глинистым раствором, создающим в скважине давление, превышающее пластовое давление грунтовых вод. Это условие достигается благодаря тому, что установка позволяет бурить скважину по криволинейной траектории и имеет три участка. Первый участок начинается с поверхности земли и имеет наклон под углом вниз 12-30 град, к горизонту, второй - прямолинейный, а третий бурят под углом 12-30 вверх с выходом породоразрушающего инструмента на поверхность. В условиях, когда отметка устья скважины и отметка выхода ее из забоя на поверхность превышает отметку напора грунтовых вод, всегда создается избыточное давление промывочной жидкости на пласт, обеспечивая устойчивость стенок скважины. В такой скважине рабочим участком скважины является второй, а первый и третий - технологическими. Их длина зависит от первоначальных углов забуривания, проектной глубины заложения трубопровода.A device is known for laying pipelines in horizontal wells constructed by horizontal drilling rigs (GN B) "Directory of trenchless technology in Russia." Moscow. 2006. S. 53-68]. The installation allows the construction of long horizontal wells in a wide range of hydrogeological conditions, including in flooded soils. Retention of the walls of the well from collapse is carried out by a clay solution that creates a pressure in the well that exceeds the reservoir pressure of groundwater. This condition is achieved due to the fact that the installation allows you to drill a well along a curved path and has three sections. The first section starts from the surface of the earth and has a slope at an angle of downward 12-30 degrees to the horizon, the second is straight-line, and the third is drilled at an angle of 12-30 up with the exit of the rock cutting tool to the surface. In conditions when the mark of the wellhead and the mark of its exit from the bottom to the surface exceeds the mark of the pressure of the groundwater, an excess pressure of the flushing fluid is always created on the formation, ensuring the stability of the walls of the well. In such a well, the working section of the well is the second, and the first and third are technological. Their length depends on the initial drilling angles, the design depth of the pipeline.
Основным недостатком устройства является невозможность применения его в условиях плотной городской застройки из-за отсутствия площадок для первого и третьего участков криволинейной траектории скважины, где размещается оборудование, собирается плеть затаскиваемого трубопровода, наличие в литологическом разрезе твердых включений, вызывающих неуправляемое отклонение от оси скважины от проектной траектории.The main disadvantage of the device is the impossibility of using it in a dense urban development due to the lack of sites for the first and third sections of the curved path of the well where the equipment is located, it is going to whip the pipeline to be pulled, the presence of solid inclusions in the lithological section causing an uncontrolled deviation from the well axis from the design trajectories.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков и выбранной в качестве прототипа является установка горизонтального бурения [Л.Д. Чучелин, B.C. Кузькин, Ф.С. Малацковский и др. Временные методические рекомендации по технологии сооружения лучевых дренажных скважин буровой установкой УЛБ-130. Белгород, ВИОГЕМ. 1981 г. С 19].The closest in the set of essential features and selected as a prototype is the installation of horizontal drilling [L.D. Chuchelin, B.C. Kuzkin, F.S. Malatskovsky et al. Temporary guidelines for the construction of beam drainage wells with the ULB-130 drilling rig. Belgorod, VIOGEM. 1981, p. 19].
Установка содержит маслостанцию, пульт управления и буровой агрегат. Буровой агрегат содержит неподвижную раму с направляющими. По этим направляющим гидроцилиндром подачи перемещается подвижная рама, на которой размещен вращатель бурильной и вращатель защитной колонн, каждый из которых оснащен индивидуальным гидроприводом. Вращатель защитной колонны выполнен с проходным шпинделем под свободный проход защитной колонны диаметром 168 мм. Для передачи вращения защитной колонне шпиндель снабжен гидравлическим патроном. Для свинчивания-равинчивания секций защитной колонны при ее наращивании и извлечении на неподвижной раме установлен гидроключ, который совместно с гидропатроном обеспечивает выполнение операций по сборке-разборке защитной колонны.The installation contains an oil station, a control panel and a drilling unit. The drilling unit contains a fixed frame with guides. A movable frame moves along these guiding feed cylinders, on which a drill rotator and a protective column rotator are placed, each of which is equipped with an individual hydraulic actuator. The rotator of the protective column is made with a through spindle for free passage of the protective column with a diameter of 168 mm. To transmit rotation to the protective column, the spindle is equipped with a hydraulic chuck. For screwing-up of sections of the protective column when it is being built up and removed, a hydraulic key is installed on the fixed frame, which, together with the hydropatron, provides for the assembly and disassembly of the protective column.
Установка также снабжена бурильной и защитной колоннами, специальным породоразрушающим инструментом, позволяющим перекрывать торец защитной колонны как при бурении, так и при посадке фильтров.The installation is also equipped with a drill and protective columns, a special rock cutting tool that allows you to block the end of the protective column both during drilling and when filtering.
Вынос разрушенной породы осуществляется водой, подаваемой буровым насосом по бурильным трубам к забою скважины и свободному истечению обогащенной шламом жидкости по кольцевому пространству, образованному внутренней поверхностью защитной и внешней поверхностью бурильной колонн.The removal of the destroyed rock is carried out by the water supplied by the mud pump through the drill pipes to the bottom of the well and the free flow of slurry-rich fluid through the annular space formed by the inner surface of the protective and outer surface of the drill string.
Устройств для поддержания стенок скважины от обрушения установка не имеет.The device does not have devices to maintain the walls of the well from collapse.
Силы трения, вызванные горным давлением и действующие на защитную колонну, преодолеваются силовым способом за счет мощного крутящего момента и высоких осевых усилий, которые заложены в технической характеристике установки.The friction forces caused by rock pressure and acting on the protective column are overcome by the force method due to the powerful torque and high axial forces that are inherent in the technical characteristics of the installation.
Установку преимущественно используют при осушении городских территорий, промышленных площадок, строительном водопонижении методом лучевого дренажа, включающих в себя шахтных ствол диаметром 4,0 метров в свету системой горизонтальных дренажных скважин. Очень часто для решения задач строительного или эксплуатационного водопонижения сооружается от 3-х до 10 лучевых дренажных скважин. Дебит поступающих в шахтные стволы вод зависит от ряда факторов: напора, коэффициента фильтрации водоносного горизонта, длины и количества скважин. Устройство в каждом шахтном стволе насосной станции с отводным трубопроводом требует больших материальных и эксплуатационных затрат. С целью их сокращения только один ствол преобразуют в насосную станцию, а из каждого из шахтного ствола в этот ствол бурят сбросные скважины. При значительных притоках дренажных вод в шахтный ствол, их отвод в режиме самотечного трубопровода требует укладки водоводов больших диаметров, чем позволяют технические возможности УЛБ-130. Анализ проектных решений показывает, что в качестве самотечных трубопроводов, как правило закладываются полиэтиленовые трубы диаметром 160 мм и выше. Реализация такого решения на настоящее время сдерживается отсутствием бурового оборудования для сооружения скважин с установкой в них защитной колонны диаметром более 168 мм.The installation is mainly used for the drainage of urban areas, industrial sites, construction water reduction by the method of radiation drainage, including a mine shaft 4.0 meters in diameter in the light by a system of horizontal drainage wells. Very often, from 3 to 10 beam drainage wells are constructed to solve the problems of construction or operational water reduction. The flow rate of water entering mine shafts depends on a number of factors: head, aquifer filtration coefficient, length and number of wells. The device in each shaft of the pumping station with a branch pipe requires large material and operating costs. In order to reduce them, only one barrel is converted into a pumping station, and waste wells are drilled from each shaft shaft into this shaft. With significant inflows of drainage water into the mine shaft, their removal in the gravity pipeline mode requires the laying of large diameter water conduits than the technical capabilities of ULB-130 allow. Analysis of design decisions shows that, as a rule, polyethylene pipes with a diameter of 160 mm and above are laid as gravity pipelines. The implementation of such a solution is currently constrained by the lack of drilling equipment for well construction with the installation of a protective string in them with a diameter of more than 168 mm.
Ограниченный диаметр бурения установки по прототипу, определяемый максимальным диаметром защитной колонны равной 168 мм, не позволяет сооружать скважины с укладкой трубопровода свыше 125 ммThe limited drilling diameter of the installation according to the prototype, determined by the maximum diameter of the protective string equal to 168 mm, does not allow to build wells with pipe laying over 125 mm
Задачей полезной модели является расширение арсенала технических средств путем создания буровой установки для прокладки трубопроводов диаметром больше 168 мм в скважине с защитной колонной в сложных гидрогеологических условиях, в том числе в обводненных песчаных отложениях.The objective of the utility model is to expand the arsenal of technical means by creating a drilling rig for laying pipelines with a diameter of more than 168 mm in a well with a protective column in difficult hydrogeological conditions, including in flooded sand deposits.
Техническими результатами, которые могут быть получены при использовании заявляемой полезной модели, являются:Technical results that can be obtained using the claimed utility model are:
- реализация с положительным результатом назначения буровой установки для прокладки трубопроводов диаметром больше 168 мм в обводненных грунтах, в том числе песчаных;- implementation with a positive result of the appointment of a drilling rig for laying pipelines with a diameter of more than 168 mm in flooded soils, including sandy ones;
- сохранение заданного направления бурения;- preservation of a given direction of drilling;
- снижение нагрузок на защитной колонне;- reduction of loads on the protective column;
- увеличение глубины бурения.- increase in drilling depth.
Решение указанной задачи и достижение ожидаемых технических результатов стало возможно благодаря тому, что буровая установка для прокладки трубопроводов в обводненных грунтах, включающая маслостанцию, пульт управления, буровой агрегат, состоящий из неподвижной рамы, по которой гидроцилиндром по направляющим перемещается подвижная рама, на которой размещены вращатели бурильной и защитной колонн со шпинлелями, бурильная и защитная колонны с породоразрушающим инструментом, выполненным с возможностью регулировки кольцевого сечения между бурильной и защитной колоннами, перекрытия торца защитной колонны на период оборудования ее фильтрами и буровой насос, дополнительно снабжена инвентарной ведущей трубой, размещенной в шпинделе вращателя защитной колонны в фазе его расположения на задней площадке подвижной рамы бурового агрегата с возможностью осуществления посекционного наращивания заданного типоразмера защитной колонны, и снабженной с одной стороны переходником соответствующего типоразмера, а с другой - сальником-вертлюгом, кроме того установка дополнительно снабжена пакером с обратным клапаном, установленным в защитной колонне перед породоразрушающим инструментом с возможностью исключения оттока промывочной жидкости из затрубного пространства через внутреннюю полость защитной колонны, а на устье скважины установлен герметизатор кольцевого пространства, образованного стенкой скважины и внешней поверхностью защитной колонны, при этом кольцевая полость этого герметизатора оснащена подпитывающей гидравлической линией и отводящей гидравлической линией с гидравлическим затвором, верхняя точка которого не менее, чем на 3-5 метров водяного столба выше статистического уровня пластовых вод, в котором ведется бурение скважины, и вторым скользящим пакером с обратным клапаном, установленным с возможностью сохранения жидкости во внутренней полости защитной колонны во время наращивания очередной секции защитной колонны, и возможностью перемещения натяжным тросиком после наращивания каждой новой секции.The solution of this problem and the achievement of the expected technical results became possible due to the fact that the drilling rig for laying pipelines in flooded soils, including an oil station, a control panel, a drilling unit, consisting of a fixed frame along which a movable frame moves along the guides with a hydraulic cylinder, on which rotators are located drill and protective columns with spindles, drill and protective columns with rock cutting tools made with the possibility of adjusting the annular cross section the drill and protective columns, overlapping the end of the protective column for the period of equipment with filters and the mud pump, is additionally equipped with an inventory lead pipe located in the spindle of the rotator of the protective column in the phase of its location on the rear platform of the movable frame of the drilling unit with the possibility of section-wise building-up of a given standard size of the protective columns, and equipped on one side with an adapter of the corresponding standard size, and on the other - with a swivel box, in addition, the installation is additionally with packed with a packer with a check valve installed in the protective column in front of the rock cutting tool with the possibility of eliminating the outflow of flushing fluid from the annulus through the inner cavity of the protective column, and at the wellhead there is a sealant of the annular space formed by the borehole wall and the outer surface of the protective column, while the annular cavity of this sealant is equipped with a feed hydraulic line and a discharge hydraulic line with a hydraulic shutter, the upper the point of which is not less than 3-5 meters of the water column above the statistical level of the formation water at which the well is being drilled, and a second sliding packer with a check valve installed with the possibility of retaining fluid in the inner cavity of the protective string while building up another section of the protective string , and the ability to move the tension cable after building each new section.
Заявляемую буровую установку иллюстрируют следующие фигуры: Фиг.1. Показана буровая установка: маслостанция, пульт управления, буровой насос, неподвижная рама, подвижная рама, вращатель защитной колонны, ведущая труба, секции защитной колонны заданного типоразмера, породоразрушающий инструмент, пакер с обратным клапаном, скользящий пакер с обратным клапаном, герметизатор.The inventive drilling rig is illustrated by the following figures: Figure 1. The drilling rig is shown: oil station, control panel, mud pump, fixed frame, movable frame, protective column rotator, lead pipe, protective column sections of a given size, rock cutting tool, packer with non-return valve, sliding packer with non-return valve, sealant.
Фиг.2. Показан герметизатор устья скважины с гидравлическими линиями для восполнения возможных потерь раствора при бурении и для отвода промывочной жидкости с буровым шламом: подводящая линия с резервной емкостью и запорной аппаратурой, отводящая линия с патрубком, запорной аппаратурой, накопительной емкостью.Figure 2. A wellhead sealant with hydraulic lines is shown to compensate for possible mud losses during drilling and to drain flushing fluid with drill cuttings: a supply line with a reserve tank and shut-off equipment, a discharge line with a nozzle, shut-off equipment, and storage tank.
Заявляемая буровая установка включает буровой насос 1 (фиг.1), маслостанцию 2, пульт управления 3, раму 4 с направляющими 5, по которым гидроцилиндром 6 перемещается подвижная рама 7, на заднюю площадку 8 которой вместо вращателя бурильной колонны (на фиг. не показан) с передней площадки 9 подвижной рамы перемещен вращатель 10 защитной колонны (на фиг. не показана), патрон 11, который осуществляет захват и передачу крутящего момента и осевого усилия ведущей трубе 12, на заднем конце которой установлен сальник-вертлюг 13, а на переднем - переходник 14 для соединения с секцией 15 защитной колонны, с помощью которого осуществляется бурение скважины. На торце секции 15 защитной колонны перед породоразрушающим инструментом 16 установлен пакер 17 с обратным клапаном 18 с помощью которых исключается возможность перетекания жидкости с забоя скважины и из-за затрубного пространства во внутрь защитной колонны. Для сохранения внутри защитной колонны, составленной из секций 15 промывочной жидкости при отсоединениях ведущей трубы 12 от последней секции 15 при наращиваниях защитной колонны в ней устанавливается дополнительный скользящий пакер 19 с обратным клапаном 20, тросиком 21 и кольцом 22 с помощью которых пакер 19 из последней секции 15 защитной колонны перемещается к устью нарощенной секции.The inventive drilling rig includes a mud pump 1 (Fig. 1), an
Для исключения свободного выхода промывочной жидкости, находящейся в затрубном пространстве и управления давлением в ней на входе защитной колонны в крепь шахтного ствола 23 установлен герметизатор 24.To exclude the free exit of flushing fluid located in the annulus and control the pressure in it at the inlet of the protective column to the
К корпусу 25 (фиг.2) герметизатора 24 подведены две гидравлические линии. Подводящая линия 26 с запорной арматурой 27 и резервной емкостью 28 с раствором служит для пополнения жидкости в затрубном пространстве при бурении и технологических утечках. Патрубок 29 и запорная арматуру 30 включены в состав отводящей линии 31, служащей для отвода промывочной жидкости, обогащенной буровым шламом, в накопительную емкостью 32 для бурового шлама и раствора. Отводящая линия 31 выполнена с устройством гидрозатвора (на фиг. не показан), верхняя точка которого превышает высотную отметку гидростатического столба пластовых вод не менее чем на 3-5 м водяного столба.To the housing 25 (figure 2) of the
Для удержания секций 15 защитной колонны при наращиваниях используют гидрозахват 33.To hold
Творческим шагом является обеспечение условий по сооружению горизонтальных или слабонаклонных скважин для прокладки трубопроводов диаметром больше 168 мм в обводненных, в том числе не связных грунтах, за счет введения в установку пакера с обратным клапаном, исключающим отток промывочной жидкости из-за затрубного пространства, герметизатора защитной колонны с подводящей линией с резервной емкостью, расположенной на 3-5 м выше уровня грунтовых вод и отводящей линией с гидравлическим затвором, исключающим снижение давления жидкости в затрубном пространстве ниже пластового что позволило вести сооружение скважины при выполнении полного комплекса технологических операций, включая наращивание, с давлением промывочной жидкости, превышающим пластовое, благодаря чему обеспечивается устойчивость стенок скважины от обрушения., создаются необходимые предпосылки для снижения нагрузок на защитную колонну и увеличения глубины бурения, для исключения оттока промывочной жидкости из внутренней полости защитной колонны на ее устье установлен скользящий пакер с обратным клапаном, обеспечивая тем самым снижение затрат времени на восстановление циркуляции промывочной жидкости.A creative step is to provide conditions for the construction of horizontal or slightly deviated wells for laying pipelines with a diameter of more than 168 mm in flooded, including non-cohesive soils, by introducing a packer with a check valve in the installation, eliminating the outflow of flushing fluid due to the annulus, and a protective sealant columns with a supply line with a reserve tank located 3-5 m above the groundwater level and a discharge line with a hydraulic shutter, eliminating the reduction of liquid pressure in the shutter in the open space below the reservoir, which allowed the well to be constructed when performing a full range of technological operations, including building up, with a washing fluid pressure exceeding the reservoir, which ensures the stability of the walls of the well from collapse. The necessary conditions are created to reduce the stress on the protective string and increase the depth of drilling , to exclude the outflow of washing liquid from the inner cavity of the protective column, a sliding packer with a check valve is installed on its mouth, about thereby ensuring a reduction in the time required to restore circulation of the flushing fluid.
Перемещение вращателя защитной колонны на заднюю площадку подвижной рамы и использование его в качестве привода ведущей трубы с сальником-вертлюгом и переходником на защитную колонну заданного типоразмера позволяет использовать основные преимущества вращателя: высокий крутящий момент, проходной шпиндель, патрон для захвата ведущей трубы, передача вращения и механизации процессов свинчивания-развинчивания ведущей трубы при наращиваниях секции защитной колонны, что позволяет расширить технические возможности установки, увеличив диаметр сооружаемых скважин, снизить нагрузки на защитной колонне за счет удержания стенок скважины от обрушения и увеличить глубину бурения. Дополнительный технический результат заявляемой полезной модели заключается еще и в том, что увеличение диаметра защитной колонны приводит к увеличение ее жесткости, что обеспечивает сохранение заданного направления бурения.Moving the rotator of the protective column to the rear platform of the movable frame and using it as a drive of the driving pipe with a swivel packing and an adapter to the protective column of a given size allows you to use the main advantages of the rotator: high torque, feed-through spindle, chuck for gripping the driving pipe, transmission of rotation and mechanization of the processes of screwing-unscrewing the lead pipe when building up the section of the protective column, which allows to expand the technical capabilities of the installation, increasing the diameter meter constructed wells, reduce the load on the protective column by retaining the borehole walls from collapsing and to increase the drilling depth. An additional technical result of the claimed utility model also lies in the fact that an increase in the diameter of the protective string leads to an increase in its rigidity, which ensures the preservation of a given direction of drilling.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.The inventive utility model works as follows.
Сначала в шахтном стволе 23 устанавливают корпус 25 герметизатора 24, осуществляют монтаж подводящей линии 26 с запорной 27 арматурой и резервной емкостью 28, потом монтируют отводящую линию 31 с патрубком 29, запорной арматурой 30 и накопительной емкостью 32 (фиг.2).First, in the
Для сооружения скважин с использованием защитной колонны диаметром больше 168 мм (фиг.1) с задней площадки подвижной рамы 7 снимают вращатель бурильной колонны (на фиг не показан), а с передней площадки 9 снимают вращатель 10 защитной колонны (на фиг не показана), и закрепляют на задней площадке 8 рамы 7. Запустив буровую установку в работу, подвижную раму 7 перемещают в крайнее заднее положение, освободив пространство между вращателем 10 и гидрозахватом 33 защитной колонны 15 для наращивания и снаряжения установки для бурения. Для этого первую секцию 15 защитной колонны (на фиг. не показана) с породоразрушающим инструментом 16 (долотом), пакером 17 с обратным клапаном 18 вводят в корпус 25 герметизатора 24, а защитную колонну зажимают гидрозахватом 33, после чего наращивают ее рабочую секцию 15, в торце устанавливают дополнительно скользящий пакер 19 с обратным клапаном 20, тросиком 21 и кольцом 22. К собранной компоновке подводят ведущую трубу 12 с переходником 14 к торцу секции 15. Зажав патроном 11 ведущую трубу 12, производят их соединения. Установив на торец ведущей трубы 12 сальник-вертлюг 13, включают буровой насос 1, заполняют подводящую линию раствором, добиваются циркуляции промывочной жидкости по затрубному пространству, настраивают буровой насос 1 на заданную производительность и приступают к бурению. После проходки скважины на длину секции 15 буровой насос 1 выключают, ведущую трубу 12 отсоединяют от секции 15, подвижную раму 7 гидроцилиндром 6 перемещают в крайнее заднее положение, после чего производят наращивания очередной секции 15 защитной колонны. При этом, скользящий пакер 19 с помощью тросика 21 и кольца 22 перемещается к устью наращиваемой секции 15. После этого ведущую трубу 12 соединяют с секцией 15, включают циркуляцию промывочной жидкости и возобновляют цикл бурения. Так цикл за циклом скважину проходят до шахтного ствола 23 или смотрового колодца, откуда оказывается помощь для проходки крепи породоразрушающему инструменту 16 (долоту). В точке его выхода кольцевое пространство, образованное стенкой скважины и внешней поверхностью защитной колонны, герметизируют.For well construction using a protective string with a diameter greater than 168 mm (FIG. 1), the drill string rotator (not shown) is removed from the rear platform of the
Породоразрушающий инструментом 16(долото) долото и пакер 17 с обратным клапаном 18 отсоединяют. В стволе, из которого велось бурение скважины, от секции 15 защитной колонны отсоединяют ведущую трубу 12, извлекают скользящий пакер 19 с обратным клапаном 20, с подвижной рамы 7 снимают вращатель 10 и в защитной колонне монтируют трубопровод с заданным функциональным назначением.The rock cutting tool 16 (chisel) bit and packer 17 with a check valve 18 are disconnected. In the trunk from which the well was drilled, the
Практическая применимость заявляемой полезной модели показана на следующем примере исполнения.The practical applicability of the claimed utility model is shown in the following example of execution.
Пример.Example.
Горизонтальные скважины для укладки водосбросного трубопроводов между насосной станцией, шахтным колодцем 1, шахтным колодцем №2 и колодцем-гасителем на одном из объектов Московского метрополитена сооружались в обводненных песках. Диаметр напорного трубопоровода - 160 мм, материал труб-полиэтилен, диаметр защитной колонны, в который укладываются полиэтиленовые трубы - 219 мм.Horizontal wells for laying spillway pipelines between the pumping station, mine well 1, mine well No. 2 and a quencher well at one of the Moscow metro facilities were constructed in flooded sands. The diameter of the pressure pipe is 160 mm, the material of the pipes is polyethylene, the diameter of the protective column into which the polyethylene pipes fit is 219 mm.
Для бурения под данное техническое задание были разработаны: герметизатор колонны с подводящей и отводящей линиями, защитная колонна диаметром 219, гидрозахват, породоразрушающий инструмент, пакеры, ведущая труба с сальником-вертлюгом. Бурение проведено в штатном режиме. Для перемещения дополнительного пакера сальник-вертлюг после проходки каждой секции снимали, производили соединение наращиваемой секции защитной колонны, после чего трос устьевого пакера с помощью ручной лебедки, закрепленной к закладной детали блока шахтного колодца перемещали к устью нарощенной секции. Отсоединив тросик от лебедки и оставив его в ведущей трубе, устанавливают сальник-вертлюг на место и возобновляют бурение. При достижении коронки крепи ствола, в который входила водосбросная скважина в месте выхода долота крепь ствола разрушали изнутри путем бурения скважин малого диаметра по контуру долота с установкой кондуктора. Из-за высокой жесткости колонны отклонение оси скважины от проектной составило не более 0,3 м. Всего с применением заявляемой полезной модели пробурено 3 скважины длиной 42, 30, 26.м.For drilling under this technical task, the following were developed: a column sealant with a supply and a discharge line, a protective column with a diameter of 219, a hydraulic gripper, a rock cutting tool, packers, a lead pipe with a swivel packing. Drilling was carried out as usual. To move the additional packer, the swivel gland after each section was drilled was removed, the stackable section of the protective column was connected, after which the wellhead packer cable was moved using a manual winch fixed to the embedded part of the shaft well block to the mouth of the extended section. Having disconnected the cable from the winch and leaving it in the lead pipe, set the swivel seal in place and resume drilling. Upon reaching the crown of the lining of the trunk, which included the spillway in the place where the bit exited, the lining of the trunk was destroyed from the inside by drilling small diameter wells along the contour of the bit with the installation of a conductor. Due to the high rigidity of the column, the deviation of the axis of the well from the design was not more than 0.3 m. In total, 3
С применением данной установки можно сооружать скважины с установкой защитной колонны диаметром до 426 мм.Using this installation, it is possible to construct wells with the installation of a protective string with a diameter of up to 426 mm.
Как видно из приведенного примера, удалось, благодаря совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели, пополнить арсенал технических средств буровой установкой для прокладки трубопроводов диаметром больше 168 мм в скважине с защитной колонной в сложных гидрогеологических условиях, в том числе в обводненных песчаных отложениях. При этом снижаются нагрузки на защитную колонну благодаря сохранению устойчивости стенок скважины и увеличивается глубина бурения. Кроме того что увеличение диаметра защитной колонны приводит к увеличение ее жесткости, что обеспечивает сохранение заданного направления бурения.As can be seen from the above example, thanks to a combination of essential features of the claimed utility model, it was possible to replenish the arsenal of technical equipment with a drilling rig for laying pipelines with a diameter of more than 168 mm in a well with a protective column in difficult hydrogeological conditions, including in flooded sand deposits. This reduces the load on the protective string due to the stability of the walls of the well and increases the depth of drilling. In addition, the increase in the diameter of the protective string leads to an increase in its rigidity, which ensures the preservation of a given direction of drilling.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121858/03U RU133543U1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | DRILLING RIG FOR PIPELINES INSTALLATION IN WATERFILLED SOILS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121858/03U RU133543U1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | DRILLING RIG FOR PIPELINES INSTALLATION IN WATERFILLED SOILS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU133543U1 true RU133543U1 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49357478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013121858/03U RU133543U1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | DRILLING RIG FOR PIPELINES INSTALLATION IN WATERFILLED SOILS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU133543U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU179765U1 (en) * | 2018-02-17 | 2018-05-23 | Александр Васильевич Селиванов | Flushing Horizontal Drilling Rig |
-
2013
- 2013-05-13 RU RU2013121858/03U patent/RU133543U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU179765U1 (en) * | 2018-02-17 | 2018-05-23 | Александр Васильевич Селиванов | Flushing Horizontal Drilling Rig |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8127865B2 (en) | Method of drilling from a shaft for underground recovery of hydrocarbons | |
CN100480475C (en) | Controllable one-well lamina precipitation construction method | |
RU2712866C2 (en) | Drilling system with barrel expansion unit | |
CN102678040B (en) | Drilling device and method for baseplate in coal mine roadway | |
CN108035730B (en) | Long-distance coal mine roadway pipe jacking tunneling method | |
CN110513534A (en) | Municipal wastewater pipeline non-excavating construction method | |
CN106801588B (en) | semi-closed slurry pressure-maintaining circulation process for drilling construction of confined water stratum | |
RU2422610C1 (en) | Starting drilling site for directed drilling and preparation of rocks, mineral product for removal | |
RU133543U1 (en) | DRILLING RIG FOR PIPELINES INSTALLATION IN WATERFILLED SOILS | |
US6652190B1 (en) | Method to install underground pipe casing | |
CN116291471A (en) | Construction method and tunneling equipment for large-diameter vertical shaft of upper soft and lower hard stratum | |
CN206071589U (en) | A kind of multifunctional numerical control shaft sinking device | |
KR101237749B1 (en) | Propulsion unit head that is used in shield method | |
AR114892A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE CONSTRUCTION FROM BOTTOM TO UP OF VERTICAL RISERS FROM UNDERGROUND PASSAGES THROUGH THE GROUND | |
CN112502634B (en) | Dry drilling tunneling method and equipment based on loess layer | |
CN113266283B (en) | Well-guiding type shaft heading machine starting process | |
RU2059813C1 (en) | Method for mining steeply dipping ore bodies | |
RU168385U1 (en) | Drilling rig of a drilling rig with a through spindle and a hydraulic chuck for the construction of horizontal and deviated wells from underground mine workings | |
JP2007009576A (en) | Excavated earth and sand exhausting device and shield device | |
RU133557U1 (en) | DRILLING RIG FOR WATER WELL CONSTRUCTION IN RELIEF WATERFLOW HORIZONS WITH HEADS | |
RU2382866C2 (en) | Method and device for erection of horizontal drain hole in watered sands | |
RU2435925C1 (en) | Procedure for construction of horizontal drain hole in unstable moveable rock and drilling assembly for its implementation | |
Cashman et al. | Groundwater Control for Tunnelling Projects | |
RU2662483C1 (en) | Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers | |
CN204571828U (en) | A kind of rig revolution wind sector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140514 |