RU1770546C - Sealing block for upright wells - Google Patents

Sealing block for upright wells

Info

Publication number
RU1770546C
RU1770546C SU904842192A SU4842192A RU1770546C RU 1770546 C RU1770546 C RU 1770546C SU 904842192 A SU904842192 A SU 904842192A SU 4842192 A SU4842192 A SU 4842192A RU 1770546 C RU1770546 C RU 1770546C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
shutter
possibility
slots
plug
Prior art date
Application number
SU904842192A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Константинович Шаульский
Геннадий Михайлович Шабанов
Виктор Владимирович Бодасюк
Original Assignee
А.К.Шаульский, Г.М.Шабанов и В.В.Бодасюк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by А.К.Шаульский, Г.М.Шабанов и В.В.Бодасюк filed Critical А.К.Шаульский, Г.М.Шабанов и В.В.Бодасюк
Priority to SU904842192A priority Critical patent/RU1770546C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1770546C publication Critical patent/RU1770546C/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано в качестве средств борьбы с обводнением горных выработок через пробуренные скважины . Цель - повышение надежности работы герметизирующей пробки за счет VThe invention relates to the mining industry and can be used as a means of controlling the flooding of mines through drilled wells. The goal is to increase the reliability of the sealing tube due to V

Description

Изобретение относитс  к горному делу. преимущественно к подземной добыче угл . Цель повышение эффективности борьбы с обводнением горных выработок через буровые скважины при одновременном создании возможности полезного применени  подземных вод.The invention relates to mining. mainly to underground coal mining. The goal is to increase the effectiveness of the fight against flooding of mine workings through boreholes while at the same time creating the possibility of the beneficial use of groundwater.

Известны различные способы и устройства дл  изол ции буровых скважин от горных выработок.Various methods and devices are known for isolating boreholes from mine workings.

Так, в за вке 1 предложено техническое решение (способ и устройство), уже опробованное на практике, Однако за вленное устройство требует об зательного выполнени  способа и без последнего не применимо. Более универсальной  вл етс  известна  2 конструкци  кондуктора с цементацией затрубного пространства. При глубоких скважинах и напоре более 30 м вод ного столба конструкци  ненадежна, пропускает воду в выработку, что объ сн етс  нарушением герметизации в процессе бурени  после установки кондуктора Низкое расположение пробки влечет за собой при перекрытии задвижки обводнение выработки через систему трещин в радиусе 10-15 м вокруг скважиныThus, in application 1, a technical solution (method and device) is proposed that has already been tested in practice. However, the claimed device requires the mandatory implementation of the method and is not applicable without the latter. More versatile is the known 2 conductor cementation design of the annulus. With deep wells and a head of more than 30 m water column, the structure is unreliable, passes water into the production, which is explained by a violation of the sealing during drilling after installation of the conductor. The low location of the plug entails when the valve is closed, flooding the production through a system of cracks in a radius of 10-15 m around the well

Наиболее надежным и близким по сущности  вл етс  устройство, известное под названием гидромеханическа  пробка ДАУ-2 3, устанавливаема  в нужном месте скважины и гарантирующа  полную ее изол цию.The most reliable and closest in essence is the device, known as the hydromechanical plug DAU-2 3, installed in the right place of the well and guaranteeing its complete isolation.

Гидромеханическа  пробка состоит из герметизирующего резинового элемента и затвора, снабженного левой резьбой дл  соединени  с буровым снар дом. Затвор срабатывает npji подаче промывочной жидкости через буровой снар д, раздвигает резиновый элемент до полной герметизации и срабатывании фиксатора. При включении вращени  бурового снар да затвор отсоедин етс  и вместе.с буровым снар дом извлекаетс  из сквахины, а герметизирующий элемент остаетс  в сквлжине иThe hydromechanical plug consists of a sealing rubber element and a shutter provided with a left-hand thread for connection to a drill string. The shutter is triggered by the npji supply of flushing fluid through the drill bit, pushes the rubber element until it is completely sealed and the latch actuates. When the rotation of the drill string is turned on, the shutter is disconnected and together. With the drill bit, the drill rod is removed from the well and the sealing element remains in the well and

выполн ет функцию пробки.acts as a cork.

Недостатком этого устройства  вл етс  необходимость иметь буровой станок в горной выработке, что требует определенного времени и не всегда приемлемо с точки зрени  быстрейшей ликвидации прорыва воды из скважины. Кроме того, применение устройства ДАУ-2 не дает возможность полезного использовани  подземных вод.The disadvantage of this device is the need to have a drilling rig in a mine, which requires a certain time and is not always acceptable from the point of view of the quickest elimination of water breakthrough from the well. In addition, the use of the DAU-2 device does not allow the beneficial use of groundwater.

В предлагаемом устройстве эти недостатки устран ютс  разделением операций по установке в скважине герметизирующего элемента и затвора, что позвол ет обходитьс  без бурового станка. Герметизирующа  пробка состоит из корпусаIn the proposed device, these drawbacks are eliminated by the separation of the installation operations of the sealing element and the shutter in the well, which makes it possible to dispense with the drilling rig. The sealing plug consists of a housing

соедин ющегос  с колонной труб и затвора (фиг 1,2) Это дает возможность заключени  подземных вод в трубы и передачи их на нужное рассто ние дл  полезного применени  или изол ции. При этом, насколько позвол ет фактический напор, передача воды возможна также и вверх, например, на верхние горизонты шахтыconnected to the pipe string and the gate (Fig. 1,2) This makes it possible to enclose groundwater in the pipes and transfer them to the desired distance for beneficial use or isolation. Moreover, as far as the actual pressure allows, water transfer is also possible upward, for example, to the upper horizons of the mine

Корпус 1 герметизирующей пробки, соответствующий диаметру буровой скважины , имеет центральный осевой канал, продольные щелевидные прорези 4 переменной ширины, уменьшающиес  к концам (фиг. 1 а) и снабжен сегментными фиксаторами 3, Щелевидные прорези позвол ют уменьшить наружный диаметр корпуса герметизирующей пробки, а соотношение наи- большего и наименьшего наружных диаметров корпуса определ етс  следующим выражениемThe casing 1 of the sealing plug, corresponding to the diameter of the borehole, has a central axial channel, longitudinal slit-shaped slots 4 of variable width decreasing towards the ends (Fig. 1 a) and is equipped with segmented clamps 3, The slit-shaped slots allow reducing the outer diameter of the body of the sealing plug, and the ratio the largest and smallest outer diameters of the housing is defined by the following expression

Омин « 0,5-0,8 Омакс где Омин - наименьший диаметр корпуса, м; Omin "0.5-0.8 Omax where Omin is the smallest case diameter, m;

Омзкс- наибольший диаметр корпуса, м,Omzks - the largest diameter of the body, m,

На корпус герметизирующей пробки, выполненной в средней части вогнутой наружно1/ поверхностью, устанавливаетс  уп- лотнительный элемент из резины 5,A sealing element made of rubber 5 is installed on the body of the sealing plug, made in the middle part of the concave externally 1 / surface

В корпусе герметизирующей пробки выполнены под углом 45° к его оси радиальные каналы дл  размещени  толкателей и направлены в сторону перемещени  затвора . Radial channels are arranged in the housing of the sealing plug at an angle of 45 ° to its axis to accommodate the pushers and are directed towards the movement of the shutter.

Толкатели жестко св заны с фиксаторами , затвор 2 имеет коническую головную часть.The pushers are rigidly connected to the latches, the shutter 2 has a conical head part.

Работа устройства производитс  следующим образом.The operation of the device is as follows.

После установки обсадной колонны с герметизирующей пробкой в нужном месте скважины внутрь колонны подаетс  буровой снар д с установленным в его головной части затвором. При движении затвора вверх стенки герметизирующего элемента раздвигаютс  и этим самым увеличивают наружный диаметр пробки. Резиновый слой 5 заполн ет свободное пространство между стенками скважины и устройством, обеспе- чива  его герметизацию. Сегментные фиксаторы закрепл ют положение пробки в заданном месте. При этом толкатель 4 при движении затвора перемещает сегмент 5 в сторону стенок скважины (фиг.2). Сегмент- ныё фиксаторы расположены в разных уровн х попарно и обеспечивают необходимое усилие закреплени . Фиксаторов может быть 2,4,6 и т.д. Б зависимости от конкретных условий,After installing the casing string with a sealing plug in the right place in the well, a drill string with a shutter installed in its head is fed into the string. When the shutter moves upward, the walls of the sealing element are moved apart and thereby increase the outer diameter of the plug. The rubber layer 5 fills the free space between the walls of the well and the device, ensuring its sealing. Segment locks secure the plug in position. In this case, the pusher 4 during the movement of the shutter moves the segment 5 in the direction of the walls of the well (figure 2). Segment locks are located at different levels in pairs and provide the necessary clamping force. The latches can be 2,4,6, etc. Depending on the specific conditions,

Толкатель подбираетс  такого сечени , при котором происходит деформаци  при достижении нагрузки, близкой к критической дл  материала (резины). Дл  улучшени  герметизации концевой части пробки цилиндрическа  часть затвора также снабжаетс  тонким резиновым слоем.The pusher is selected in such a section that deformation occurs when a load is reached that is close to critical for the material (rubber). To improve sealing of the end portion of the plug, the cylindrical portion of the closure is also provided with a thin rubber layer.

Способ изготовлени  описанного устройства имеет свои особенности и может быть проиллюстрирован описанием техно- логии в виде последовательных взаимосв занных операций.The manufacturing method of the described device has its own characteristics and can be illustrated by the description of the technology in the form of sequential interconnected operations.

1. В качестве заготовки дл  изготовлени  герметизирующего элемента принимают отрезок обсадной трубы наружного1. As a workpiece for the manufacture of the sealing element take a piece of casing outer

диаметра длиной, превышающей диаметр не менее, чем в 10 раз.diameter length exceeding the diameter of not less than 10 times.

2.Провод т расчет, разметку и изготовление щелевидных прорезей твердосплавной (алмазной) пилой.2. Calculation, marking, and manufacture of slots are made with a carbide (diamond) saw.

Ширина прорези h в их средней части при их числе п равнаThe width of the slot h in their middle part with their number n is

h - (Омакс Омин).h - (Omax Omin).

При невысокой чистоте обработки величина h увеличиваетс  на 1-2 мм,With a low purity of treatment, the value of h increases by 1-2 mm,

3.Подготавливают гнезда дл  фиксаторов (разметка, сверление под углом 45°, зачистка отверстий) устанавливают фиксаторы ,3. Prepare the nests for the clamps (marking, drilling at an angle of 45 °, stripping holes);

4.Обжимают заготовку в тисках заданного диаметра и фиксируют это положение бумажным шнуром, разрушающимс  при попадании влаги.4. Compress the workpiece in a vise of a given diameter and fix this position with a paper cord that collapses upon ingress of moisture.

5.Зачищают и обезжиривают концевые части заготовки и затем покрывают их слоем кле  лейконат 4. Среднюю треть заготовки , где размещаютс  фиксаторы, покрывают слоем силиконовой эмульсии 5, представл ющей собой 0,5-2,5% раствор силиконового масла в воде.5. The end parts of the preform are cleaned and degreased and then coated with a layer of adhesive. 4. The middle third of the preform, where the fasteners are placed, is coated with a layer of silicone emulsion 5, which is a 0.5-2.5% solution of silicone oil in water.

6.Обматывают заготовку сырой резиной до получени  номинального диаметра, покрывают ее слоем силиконовой эмульсии и обжимают в тисках до усили  0,25-0,30 МПа.6. Wrap the workpiece with crude rubber to obtain the nominal diameter, cover it with a layer of silicone emulsion and crimp it in a vice to a force of 0.25-0.30 MPa.

7.Провод т вулканизацию резины при температуре 140-145 в течение 20-30 мин.7. The rubber is vulcanized at a temperature of 140-145 for 20-30 minutes.

8.При изготовлении затвора провод т операции 5,6 и 7 на средней (цилиндрической ) части заготовки, при этом толщину сло  резины принимают 1,5-2 мм.8. In the manufacture of the shutter, operations 5,6 and 7 are carried out on the middle (cylindrical) part of the workpiece, while the thickness of the rubber layer is 1.5-2 mm.

9.С целью увеличени  срока службы металлические поверхности устройства и колонны обсадных труб зачищают, обезжиривают и грунтуют по общеизвестной технологии .9. In order to increase the service life, the metal surfaces of the device and casing strings are cleaned, degreased and primed using well-known technology.

10.Корпус герметизирующей пробки соедин ют с колонной обсадных труб, а затвор - с переходником на буровой инструмент .10. The housing of the sealing plug is connected to the casing string, and the shutter to the adapter to the drilling tool.

Устройство готово к работе. Подача герметизирующего элемента и затвора к месту установки производитс  раздельными операци ми: сначала подаетс  колонна обсадных труб с корпусом герметизирующей пробки в головной части, а затем подаетс  затвор, соединенный с бурильными трубами .The device is ready to go. The sealing element and the shutter are supplied to the installation site in separate operations: first, the casing string is supplied with the sealing plug body in the head part, and then the shutter connected to the drill pipes is fed.

Дл  осуществлений описанных операций не требуетс  буровой станок. Обе операции могут производитьс  с применением средств малой механизации, имеющейс  на любой шахте: гидростойки, гидродомкраты. Разумеетс , .не исключаетс  применениеA drill rig is not required to carry out the described operations. Both operations can be carried out using small-scale mechanization tools available in any mine: hydraulic stands, hydraulic jacks. Of course, application is not excluded.

дл  этих целей и бурового станка, Ожидаемый положительный эффект при внедрении описанного технологического решени  может быть получен за счет:for these purposes and the drilling rig, the expected positive effect upon implementation of the described technological solution can be obtained by:

-предотвращени  обводнени  горных выработок через буровую скважину;Preventing watering of mine workings through a borehole;

-предотвращени  загр знений подземных вод и превращени  их в шахтные воды;-preventing pollution of groundwater and turning them into mine water;

-полезного использовани  подземных вод в зависимости от их качества на технические или иные цели при экономии ресурсов подземных вод, достигаемой перекрытием трубопровода гидрозадвижкой в устье скважины, если вода не требуетс ;-useful use of groundwater, depending on its quality for technical or other purposes, while saving groundwater resources, achieved by shutting off the pipeline by a hydraulic valve at the wellhead if water is not required;

-кратким временем установки пробки, так как к месту доставл етс  минимум груза, заранее приготовленного на шахте. Сам процесс установки пробки занимает 2-3 ч.-short plug installation time, since a minimum of cargo prepared in advance at the mine is delivered to the site. The cork installation process itself takes 2-3 hours.

Claims (3)

Формула изобретени  1. Герметизирующа  пробка дл  восстающих скважин, включающа  св занный с колонной труб корпус с центральным осевым каналом и с продольными щеле- видными прорез ми, концентрично установленный на корпусе уплотнительный элемент и размещенный в канале корпуса с возможностью поступательного перемещени  относительно него затвор, отличающа с  тем, что, с целью повышени  на0SUMMARY OF THE INVENTION 1. A sealing plug for ascending wells, including a housing associated with a column of pipes with a central axial channel and longitudinal slit-shaped slots, a sealing element concentrically mounted on the housing and placed in the housing channel with the possibility of translational movement relative to it of a shutter, distinguishing so that, in order to increase by 0 дежности работы герметизирующей пробки за счет обеспечени  возможности сокращени  времени и упрощени  технических средств на проведение изол ционных работ , а также полезного использовани  подземных вод, она снабжена фиксирующими элементами и жестко св занными с ними толкател ми, причем затвор имеет коническую верхнюю часть, корпус выполнен с вогнутой в средней части наружной поверхностью и с радиальными каналами дл  размещени  в них толкателей, при этом последние установлены с возможностью взаимодействи  с затвором, а радиальные каналы в корпусе выполнены на уровне размещени  продольных прорезей, причем прорези имеют переменную ширину, уменьшающуюс  к концам, а соотношение наибольшего и наименьшего наружных диаметров корпуса определ етс  следующим выражением;the reliability of the sealing plug due to the possibility of reducing time and simplifying the technical means for conducting insulating works, as well as the beneficial use of groundwater, it is equipped with fixing elements and rigidly connected pushers, the shutter having a conical upper part, the housing is made with concave in the middle part of the outer surface and with radial channels for placement of pushers in them, while the latter are installed with the possibility of interaction with the shutter, and radial anal housing formed at the level of the longitudinal positioning of the slots, wherein the slots have a variable width umenshayuschuyus to the ends, and the ratio of maximum and minimum external diameters of the housing is defined by the following expression; DMKH 0,6-0,8 Омакс,DMKH 0.6-0.8 Ohmax, где Оминг наименьший диаметр корпуса, м; Омакс - наибольший диаметр корпуса, м.where Oming is the smallest case diameter, m; Omax - the largest diameter of the body, m. 2.Пробка по п. 1,отличающа с  тем, что фиксирующие элементы выполнены сегментовидными.2. A plug according to claim 1, characterized in that the locking elements are segmented. 3.Пробка по п. 1,отличающа с  тем, что радиальные каналы корпуса выпол0 нены под углом 45° к оси, направленными в сторону перемещени  затвора.3. A plug according to claim 1, characterized in that the radial channels of the housing are made at an angle of 45 ° to the axis directed towards the movement of the shutter. 55 00 55 А-АAa / / гg
SU904842192A 1990-06-30 1990-06-30 Sealing block for upright wells RU1770546C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904842192A RU1770546C (en) 1990-06-30 1990-06-30 Sealing block for upright wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904842192A RU1770546C (en) 1990-06-30 1990-06-30 Sealing block for upright wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1770546C true RU1770546C (en) 1992-10-23

Family

ID=21522565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904842192A RU1770546C (en) 1990-06-30 1990-06-30 Sealing block for upright wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1770546C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Тампонаж обводненных горных пород. Под ред. Э.Я.Кипко, - М.: Недра, 1989, с.195-197. а} *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4299295A (en) Process for degasification of subterranean mineral deposits
US4285399A (en) Apparatus for setting and orienting a whipstock in a well conduit
US4396075A (en) Multiple branch completion with common drilling and casing template
US5083608A (en) Arrangement for patching off troublesome zones in a well
US5082069A (en) Combination drivepipe/casing and installation method for offshore well
US4307780A (en) Angular whipstock alignment means
US4469172A (en) Self-energizing locking mechanism
US3915226A (en) Double collet release mechanism
NO313153B1 (en) Apparatus and method for sealing the transition between a first borehole and a second borehole starting from the first
US8789621B2 (en) Hydrocarbon well completion system and method of completing a hydrocarbon well
US4223737A (en) Method for well operations
US4343495A (en) Conductor tieback connector
NO330425B1 (en) Multipurpose Pipeline System, a Pipeline Extension and a Method for Extending a Pipeline String
NO313644B1 (en) System and method for segregating the production fluid streams from a number of side wells
GB2319794A (en) Annular safety valve system for subterranean wells
CN110344805B (en) Directional fracturing device and method for underground drilling
US20210332658A1 (en) Methods and systems for drilling a multilateral wellbackground
US4379493A (en) Method and apparatus for preventing wireline kinking in a directional drilling system
US4250966A (en) Insertion type cementing baffle
RU2677520C1 (en) Well side hole re-entry device
US5090737A (en) Downhole energizable seal for telescoping joints
EP0159827A3 (en) Process and apparatus for drill stem breakout during drilling operation
US4600056A (en) Method and apparatus for completing well
RU2722321C1 (en) Plug deflector for borehole insulation in multi-shaft well system
RU1770546C (en) Sealing block for upright wells