RU2233373C1 - Method for constructing horizontal or slanting draining well in watered sand horizons, device for realization of said method, filter pipe - Google Patents

Method for constructing horizontal or slanting draining well in watered sand horizons, device for realization of said method, filter pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2233373C1
RU2233373C1 RU2002135757/03A RU2002135757A RU2233373C1 RU 2233373 C1 RU2233373 C1 RU 2233373C1 RU 2002135757/03 A RU2002135757/03 A RU 2002135757/03A RU 2002135757 A RU2002135757 A RU 2002135757A RU 2233373 C1 RU2233373 C1 RU 2233373C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
column
holes
diameter
cylindrical
Prior art date
Application number
RU2002135757/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002135757A (en
Inventor
В.С. Кузькин (RU)
В.С. Кузькин
П.Е. Гончаров (RU)
П.Е. Гончаров
ков С.И. Бел (RU)
С.И. Беляков
А.М. Гусаков (RU)
А.М. Гусаков
И.А. Тимошков (RU)
И.А. Тимошков
Ю.В. Пономаренко (RU)
Ю.В. Пономаренко
Ю.И. Волков (RU)
Ю.И. Волков
А.А. Изотов (RU)
А.А. Изотов
С.В. Кузькин (RU)
С.В. Кузькин
Н.Я. Деревенских (RU)
Н.Я. Деревенских
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, защите инженерных сооружений от обводнения, специальным горным работам, геомеханике, геофизике, гидротехнике, геологии и маркшейдерскому делу
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 Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, защите инженерных сооружений от обводнения, специальным горным работам, геомеханике, геофизике, гидротехнике, геологии и маркшейдерскому делу filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, защите инженерных сооружений от обводнения, специальным горным работам, геомеханике, геофизике, гидротехнике, геологии и маркшейдерскому делу
Priority to RU2002135757/03A priority Critical patent/RU2233373C1/en
Publication of RU2002135757A publication Critical patent/RU2002135757A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2233373C1 publication Critical patent/RU2233373C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry.
SUBSTANCE: method includes providing for possibility of boring by outer filter column due to protection of filtering elements of the latter and removal of free connection between inner hollow of column to force-pumping water horizons, use of composite mechanical valve, one portion of which is a back conical surface of a chisel with a crow, for regulating amount of sand removed from the well.
EFFECT: regulated removal of sand with high hydrostatic pressures, shorter time of construction, greater depth and length of well, higher effectiveness, simplified construction, higher ecology effectiveness and safety of method, lower energy consumption, higher reliability, lower loads on working bodies, protection of filtering surfaces.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам сооружения горизонтальных или наклонных скважин в обводненных песчаных горизонтах и устройствам, реализующим этот способ, и может быть применено при сооружении дренажных скважин из котлованов и шахтных стволов в сложных гидрогеологических условиях, а именно в песчаных водоносных горизонтах в широком диапазоне гидростатических напоров.The invention relates to the mining industry, in particular to methods for constructing horizontal or inclined wells in flooded sand horizons and devices that implement this method, and can be used in the construction of drainage wells from pits and mine shafts in difficult hydrogeological conditions, namely in sandy aquifers in a wide range of hydrostatic heads.

Известны способ и устройство для сооружения горизонтальных скважин под руслами рек задавливанием фильтровых труб, представляющее собой агрегат, состоящий из фильтровой колонны и гидравлических домкратов, с помощью которых фильтровую колонну без вращения задавливают в водоносный пласт, при этом часть породы через отверстия в головке, установленной на переднем фильтре, выносится пластовой водой по фильтровой колонне. Способ характеризуется приложением высоких осевых усилий (до 3000 кН) и применим только в гравелистых и крупнозернистых неоднородных водоносных пластах. Недостатками способа являются: ограниченная область применения, интенсивное искривление скважин, неуправляемый вынос песка из пласта [П.А.Анатольевский, Г.А.Разумов. Горизонтальные скважины, М., 1970. с].A known method and device for constructing horizontal wells under river channels by crushing filter pipes, which is an assembly consisting of a filter column and hydraulic jacks, with the help of which the filter column is crushed without rotation into an aquifer, while part of the rock through holes in the head mounted on the front filter is removed by formation water through the filter column. The method is characterized by the application of high axial forces (up to 3000 kN) and is applicable only in gravel and coarse-grained heterogeneous aquifers. The disadvantages of the method are: limited scope, intense curvature of wells, uncontrolled removal of sand from the reservoir [P.A. Anatolievsky, G.A. Razumov. Horizontal wells, M., 1970. with].

Известны также способ для сооружения дренажных скважин методом бурения шнекофильтрами из скважин диаметром 800 мм и устройство для этих целей с глубиной заложения дрен до 50 м. Сооружение дрен осуществляют с помощью специальных шнекофильтров, являющихся одновременно буровой колонной и фильтром. Вращательное, с частотой 60-100 об/мин, и поступательное движения шнекофильтру сообщают погружаемым в скважину механизмом, в корпусе которого размещены гидродвигатель, редуктор и вращатель-толкатель. Шнекофильтры подают с поверхности специальным контейнером. Маслостанцию и пульт управления размещают на поверхности.There is also known a method for constructing drainage wells by drilling with auger filters from wells with a diameter of 800 mm and a device for these purposes with a drainage depth of up to 50 m. Drainage is carried out using special auger filters, which are both a drill string and a filter. Rotational, with a frequency of 60-100 rpm, and translational motion, the screw filter is informed by a mechanism immersed in the well, in the housing of which a hydraulic motor, gearbox and rotator-pusher are placed. Screw filters are fed from the surface with a special container. The oil station and the control panel are placed on the surface.

Недостатками способа являются высокие нагрузки, невозможность управления пространственным положением оси скважины, глубиной сооружаемых скважин, объемом выносимого из пласта песка. Предложенный способ бурения шнекофильтром показал, что шнек при 100% заполнении пространства устойчиво работать не может. Он начинает работать как шуруп. Неуправляемый вынос песка приводит к появлению зон разуплотнения в пласте и искривлению сооружаемой скважины [И.Ф.Оксанич, В.С.Береснев, А.Б.Гордон и др. Осушение месторождений при строительстве железорудных предприятий. - М., Недра, 1977, с. 88].The disadvantages of the method are high loads, the inability to control the spatial position of the axis of the well, the depth of the wells being constructed, the volume of sand removed from the formation. The proposed method of drilling with a screw filter showed that the screw cannot work stably at 100% filling of the space. He begins to work like a screw. Uncontrolled sand removal leads to the appearance of softening zones in the formation and the curvature of the well being constructed [I.F. Oksanich, V. S. Beresnev, A. B. Gordon and others. Drainage of deposits during the construction of iron ore enterprises. - M., Nedra, 1977, p. 88].

Из предшествующего уровня известны также способ сооружения дренажных скважин и устройство для его осуществления по а.с. №1682547, согласно которому разрушение породы (крепкие трещиноватые породы) осуществляют двумя связанными с внутренней и наружной колоннами труб породоразрушающими элементами при приложении крутящего момента к каждой из колонн и одинакового по величине осевого усилия подачи. Повышение производительности и уменьшение энергозатрат при бурении перемежающихся по крепости пород достигают перемещением внутренней колонны относительно внешней для связи между собой породоразрушающих элементов внутренней и внешней колонн труб, после чего отсоединяют внешнюю колонну от внешнего породоразрушающего инструмента и осуществляют разрушение породы при равных угловых скоростях вращения породоразрушающих элементов, при этом обеспечивают вращение внутреннего породоразрушающего элемента с большей угловой скоростью, чем угловая скорость внешней колонны, для чего внутренняя колонна труб установлена с возможностью поступательного перемещения относительно внешней колонны, а внутренняя поверхность породоразрушающего элемента внешней колонны имеет пазы для взаимодействия с выступами, выполненными на внешней поверхности породоразрушающего элемента внутренней колонны (А.с. 1682547, 07.10.91 БИ 37). Данный способ и устройство неприемлемы для сооружения скважин в обводненных песках.From the prior art, there is also known a method for constructing drainage wells and a device for its implementation according to as No. 1682547, according to which the destruction of the rock (strong fractured rocks) is carried out by two rock-breaking elements connected to the inner and outer pipe columns by applying torque to each of the columns and the axial feed force of the same magnitude. An increase in productivity and reduction of energy consumption during drilling of rocks alternating over the fortress is achieved by moving the inner column relative to the rock-cutting elements of the inner and outer pipe columns external to each other, after which the outer column is disconnected from the external rock-cutting tool and the rock is destroyed at equal angular rotational speeds of the rock-cutting elements, while ensuring the rotation of the internal rock-breaking element with a greater angular velocity, th m is the angular velocity of the outer column, for which the inner pipe string is installed with the possibility of translational movement relative to the outer column, and the inner surface of the rock cutting element of the outer column has grooves for interacting with the protrusions made on the outer surface of the rock cutting element of the inner column (A.S. 1682547, 07.10 .91 BI 37). This method and device are not acceptable for the construction of wells in flooded sands.

Наиболее близкими и выбранными в качестве прототипа для заявляемых способа и устройства для его реализации являются способ бурения и оборудования фильтрами горизонтальных и слабо наклонных (до 10%) скважин в обводненных песках под защитой обсадной колонны установкой лучевого бурения УЛБ-130, включающей буровой агрегат, маслостанцию и пульт управления. Пульт управления и буровой агрегат монтируют внутри шахтного колодца на рабочих полках. Установка имеет вращатель внешних (рабочих) труб и вращатель шнеков с гидроцилиндрами подачи. Силовым приводом обеих вращателей служат гидродвигатели. Оба вращателя могут работать независимо друг от друга. Внешняя колонна оборудована режущим элементом, внутренняя колонна оборудована специальным породоразрушающим инструментом, позволяющим перекрывать торец внешней колонны на период наращивания и посадки фильтровой колонны. Диаметр породоразрушающего элемента больше диаметра внешней колонны и при бурении на 1,5-2,0 см опережает внешнюю колонну. Сооружение скважин осуществляют внутренней колонкой (шнековой) под защитой внешней колонны (обсадной), подаваемых одновременно, при этом обе колонны соосно расположены относительно оси вращения. Бурение ведут циклично на длину секции шнеков и, соответственно, длины секции рабочих труб. Вращение каждой колонны труб обеспечивают индивидуальные вращатели.The closest and selected as a prototype for the proposed method and device for its implementation are the method of drilling and equipping filters of horizontal and slightly inclined (up to 10%) wells in flooded sands under the protection of the casing by a beam drilling unit ULB-130, including a drilling unit, oil station and control panel. The control panel and the drilling unit are mounted inside the mine well on the working shelves. The installation has a rotator of external (working) pipes and a rotator of augers with feed hydraulic cylinders. The power drive of both rotators are hydraulic motors. Both rotators can operate independently of each other. The outer column is equipped with a cutting element, the inner column is equipped with a special rock cutting tool that allows you to overlap the end of the outer column for the period of extension and landing of the filter column. The diameter of the rock cutting element is larger than the diameter of the outer string and when drilling is 1.5-2.0 cm ahead of the outer string. Well construction is carried out by an internal column (screw) under the protection of an external column (casing), supplied simultaneously, while both columns are coaxially located relative to the axis of rotation. Drilling is carried out cyclically to the length of the screw section and, accordingly, the length of the working pipe section. The rotation of each pipe string is provided by individual rotators.

Вскрытие пласта осуществляют породоразрушающим элементом в виде специальной коронки, установленной на шнековой колонне, имеющей диск, с помощью которого можно менять зазор между диском и торцом внешней защитной обсадной колонны и в определенных пределах регулировать вынос песка из пласта. При этом связь атмосферы с пластом сохраняется через кольцевое пространство между защитной и шнековой колоннами.The formation is opened by a rock cutting element in the form of a special crown mounted on a screw string having a disk, with the help of which it is possible to change the gap between the disk and the end face of the external protective casing string and to regulate sand removal from the formation within certain limits. At the same time, the connection of the atmosphere with the formation is maintained through the annular space between the protective and screw columns.

Внешняя колонна труб защищает скважину от обвалов и позволяет оборудовать ее фильтровой колонной, для чего после окончания бурения шнековую колонну извлекают, в скважину соосно внешней колонне до забоя вставляют фильтровую колонну. После посадки фильтровой колонны внешнюю колонну извлекают, и скважина готова к работе [Л.Д.Чучелин, В.С.Кузькин, Ф.С.Малацковский, И.И.Бондаренко и др. Временные методические рекомендации по технологии сооружения лучевых дренажных скважин буровой установкой УЛБ-130, г. Белгород, 1981 г., с. 19].The external pipe string protects the well from collapses and allows it to be equipped with a filter string, for which, after drilling, the screw string is removed, a filter string is inserted into the well coaxially with the external string until bottom. After planting the filter column, the external column is removed and the well is ready for operation [L.D. Chuchelin, V.S. Kuzkin, F.S. Malatskovsky, I.I. Bondarenko, etc. Temporary guidelines for the construction of beam drainage wells for drilling installation of ULB-130, Belgorod, 1981, with. 19].

При данном способе бурения идет вскрытие напорного резервуара, заполненного водопесчаной смесью. При значительных напорах воды в пласте (свыше 3 м водного столба) управление за выносом песка из пласта практически невозможно, что приводит к возникновению зон разуплотнения и, соответственно, к искривлению скважины.With this method of drilling, an opening of a pressure tank filled with a water-sand mixture occurs. With significant pressure of water in the reservoir (over 3 m water column), control over the removal of sand from the reservoir is practically impossible, which leads to the formation of loosening zones and, accordingly, to the bending of the well.

Недостатками являются также значительные затраты времени, связанные с извлечением внешней выполняющей роль защитной колонны после установки в ней фильтровой колонны, а также высокая степень возможности разрушения фильтрующей поверхности. Такая возможность объясняется тем, что в условиях обжатия защитной колонны песком ее извлечение осуществляют только вращением на предельных осевых усилиях назад. Описанное вращение в условиях обжатия приводит к контакту неровностей внутренней поверхности внешней колонны с фильтрующей поверхностью и, как следствие, к ее разрушению. Приходится заново перебуривать скважину, что делает процесс ненадежным, длительным и трудоемким. Скорость извлечения рабочей колонны сопоставима со скоростью бурения.The disadvantages are the significant time involved in removing the external protective column after installing the filter column in it, as well as the high degree of possibility of destruction of the filter surface. This possibility is explained by the fact that under conditions of compression of the protective column with sand, its extraction is carried out only by rotation at the maximum axial forces back. The described rotation under compression conditions leads to contact of the irregularities of the inner surface of the outer column with the filter surface and, as a consequence, to its destruction. It is necessary to re-drill the well, which makes the process unreliable, lengthy and time-consuming. The speed of extraction of the working string is comparable to the speed of drilling.

В практике водоотбора фильтровыми колоннами большое значение имеют особенности ее конструктивного решения, обусловленного реальными условиями их эксплуатации.In the practice of water withdrawal by filter columns, the features of its constructive solution, due to the actual conditions of their operation, are of great importance.

Основными конструктивными типами фильтров, получившими наибольшее распространение в практике осушительных работ, являются: дырчатые, проволочные, сетчатые, каркасно-стержневые и гравийные (каркасно-набивные).The main constructive types of filters that are most widely used in the practice of drainage work are: perforated, wire, mesh, frame-rod and gravel (frame-stuffed).

Так, из предшествующего уровня известны, например, конструкции фильтров с сетками на основе перфорированных труб из металла и полиэтилена. На трубах диаметром 100 мм при диаметре отверстий 10 мм число отверстий составляет 800 на 1 м. При диаметре труб 125 мм и диаметре отверстий 12 мм - 700 на 1 м. Напайка сетки и намотка проволочной спирали производится по продольным ребрам, выполненным из проволоки диаметром 4-5 мм. Такие ребра устанавливаются путем приварки к стальному каркасу или термического прокола нагретых конусов проволоки в каркас. Недостатком такой конструкции является то, что намотка проволочных спиралей на трубы из металла приводит к их деформации и смещению витков спирали при транспортировке и спуске в скважину [В.М.Гаврилко, В.С.Алексеев. Фильтры буровых скважин. - М., 1985, с 49-50].So, from the prior art, for example, filter designs with grids based on perforated pipes of metal and polyethylene are known. On pipes with a diameter of 100 mm and a hole diameter of 10 mm, the number of holes is 800 per 1 m. With a pipe diameter of 125 mm and a hole diameter of 12 mm, 700 per 1 m. The mesh is brazed and the wire spiral is wound along longitudinal ribs made of wire with a diameter of 4 -5 mm. Such ribs are installed by welding to a steel frame or thermal puncture of the heated cones of wire into the frame. The disadvantage of this design is that the winding of wire spirals on pipes made of metal leads to their deformation and displacement of the turns of the spiral during transportation and lowering into the well [V. M. Gavrilko, V. S. Alekseev. Drill hole filters. - M., 1985, from 49-50].

В некоторых случаях для осушения мелкозернистых песков применяют фильтры блочного типа, состоящие из металлического каркаса, на который надевают готовые блоки, выполненные из керамики, пористого бетона или склеенных зерен гравия. Уменьшение размеров проходных отверстий на фильтрующей поверхности фильтра при откачке из мелкозернистых песков приводит к возникновению больших входных сопротивлений, снижающих эффективность водопонижения.In some cases, to drain fine-grained sands, block-type filters are used, consisting of a metal frame, on which ready-made blocks are put on, made of ceramic, porous concrete or glued gravel grains. Reducing the size of the through holes on the filter surface of the filter during pumping from fine-grained sands leads to the appearance of large input resistances that reduce the efficiency of water reduction.

В связи с этим при откачке воды из мелкозернистых песков большое значение приобрели фильтры с гравийно-песчаной обсыпкой, загружаемой с поверхности, что делает неприменимым этот вид фильтров для водопонижения горизонтальными дренажными скважинами [Осушение месторождений при строительстве железорудных предприятий. - М., "Недра", 1977, И.Ф.Оксанич, В.С.Береснев, А.Б.Гордон и др., с. 58].In this regard, when pumping water from fine-grained sands, filters with gravel and sand sprinkling loaded from the surface have become very important, which makes this type of filter inapplicable for lowering horizontal drainage wells [Drainage of deposits during the construction of iron ore plants. - M., "Nedra", 1977, I.F. Oksanich, V. S. Beresnev, A. B. Gordon and others, p. 58].

Известен также элемент фильтра лучевого водозабора по а.с. 969841 (30.10.82 БИ №40), выполненный перфорированным, при этом фильтровая труба собирается из элементов с разной скважностью, примыкающей ступенчато в направлении от головки к устью, обеспечивающей равенство средних скоростей движения через отверстия каждого элемента.Also known is the filter element of the radiation intake according to A.S. 969841 (10.30.82 BI No. 40), made perforated, while the filter pipe is assembled from elements with different duty cycle adjacent stepwise in the direction from the head to the mouth, ensuring the equality of the average speeds through the holes of each element.

Основная часть аналогов неработоспособна при использовании их в качестве рабочих в процессе вращательного бурения за счет высокого сопротивления, обусловленного необтекаемостью фильтровых труб.The main part of the analogues is inoperative when used as workers in the rotary drilling process due to the high resistance due to the non-streamlining of the filter pipes.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому и выбранным в качестве прототипа для фильтровой трубы является дырчатый фильтр, включающий фильтровую трубу со сквозными отверстиями. Этот тип фильтра применяют для осушения водоносных горизонтов, сложенных гравием, крупными песками, гравелистыми песками с частицами крупностью от 1 до 10 мм и с преобладанием частиц крупностью от 2 до 5 мм (число таких частиц более 50%). Отверстия выполнены круглыми, диаметр отверстий 5-10 мм. Уменьшение размеров проходных отверстий на фильтрующей поверхности фильтра вызывает увеличение входного сопротивления и снижение эффективности водоотбора [Осушение месторождений при строительстве железорудных предприятий. - М., "Недра", 1977, И.Ф.Оксанич, В.С.Берсенев, А.Б.Гордон и др., с. 58-59].Closest to the technical nature of the claimed and selected as a prototype for the filter pipe is a hole filter, including a filter pipe with through holes. This type of filter is used to drain aquifers composed of gravel, coarse sands, gravel sands with particles from 1 to 10 mm in size and with a predominance of particles from 2 to 5 mm in size (the number of such particles is more than 50%). The holes are made round, the diameter of the holes is 5-10 mm. Reducing the size of the through holes on the filter surface of the filter causes an increase in input resistance and a decrease in the efficiency of water withdrawal [Drainage of deposits during the construction of iron ore enterprises. - M., "Nedra", 1977, I.F. Oksanich, V. S. Bersenev, A. B. Gordon and others, p. 58-59].

Задачей изобретения является разработка способа сооружения горизонтальных или наклонных дренажных скважин, позволяющего безопасно вскрывать песчаные водоносные горизонты в широком диапазоне гидростатических напоров без нанесения экологического ущерба и разработка технических средств для его реализации, включая создание прочной фильтровой трубы с защищенными фильтрующими элементами, не повышающими сопротивление фильтровой трубы при вращательно-поступательном движении.The objective of the invention is to develop a method of constructing horizontal or inclined drainage wells that allows you to safely open sandy aquifers in a wide range of hydrostatic heads without causing environmental damage and the development of technical means for its implementation, including the creation of a durable filter pipe with protected filter elements that do not increase the resistance of the filter pipe with rotational-translational motion.

Техническими результатами которые могут быть получены при реализации изобретения, являются:Technical results that can be obtained by implementing the invention are:

для способаfor method

- обеспечение регулируемого выноса песка при высоких гидростатических напорах;- providing controlled sand removal at high hydrostatic pressure;

- расширение рабочего диапазона гидростатических давлений;- expansion of the operating range of hydrostatic pressures;

- сокращение сроков строительства;- reduction of construction time;

- повышение глубины и длины сооружаемой дренажной скважины;- increasing the depth and length of the constructed drainage well;

- повышение технологичности;- improving manufacturability;

- повышение экологичности и безопасности способа;- improving the environmental friendliness and safety of the method;

для установки, реализующей способfor installation that implements the method

- устранение свободного сообщения внутренней полости внешней колонны с напорными водоносными горизонтами;- elimination of the free communication of the internal cavity of the external column with pressure aquifers;

- упрощение конструкции;- simplification of the design;

- повышение производительности;- productivity increase;

- снижение энергоемкости;- reduction in energy intensity;

- повышение надежности;- increased reliability;

- снижение нагрузок на исполнительные органы установки (крутящих моментов, осевых усилий);- reduction of loads on the executive bodies of the installation (torques, axial forces);

для фильтровой трубыfor filter pipe

- расширение функциональных возможностей;- expansion of functionality;

- обеспечение возможности использования фильтровой трубы в напорных песчаных водоносных горизонтах;- providing the possibility of using a filter pipe in pressure sandy aquifers;

- защита фильтрующих поверхностей от механического воздействия.- protection of filter surfaces from mechanical stress.

Решение указанной задачи и достижение ожидаемых технических результатов для заявленных способа и установки для его реализации стали возможны благодаря тому, что в известном способе сооружения горизонтальной или наклонной дренажной скважины в обводненных песчаных породах, включающем бурение за счет передачи осевого усилия на забой через внешнюю колонну труб с режущей кромкой и внутреннюю колонну, на которой устанавливают элемент для разрушения породы и перекрытия торца внешней колонны на периоды остановки для наращивания труб и эксплуатации с регулированием выноса породы в виде песка, подачу промывочной жидкости, вынос разрушенной породы с промывочной жидкостью, оборудование сооружаемой скважины фильтровыми трубами, отвод дренируемой воды через внутреннюю полость фильтровых труб, оборудование сооружаемой скважины фильтровыми трубами осуществляют в процессе бурения путем включения во внешнюю колонну фильтровых труб и буровой головки, имеющей сплошную цилиндрическую поверхность, внешний диаметр которой составляет 1,1-1,15 внешнего диаметра фильтровых труб, а на внутреннюю колонну в качестве элемента для разрушения породы и перекрытия торца внешней колонны устанавливают долото с тыльной стороной, имеющей коническую поверхность, и коронкой, в буровой головке формируют гидравлическую камеру путем отделения ее от фильтрового межколонного пространства герметизатором с обратными клапанами, с длиной гидравлической камеры, определяемой по формулеThe solution of this problem and the achievement of the expected technical results for the claimed method and installation for its implementation became possible due to the fact that in the known method of constructing a horizontal or inclined drainage well in flooded sandy rocks, including drilling by transmitting axial force to the bottom through an external pipe string with the cutting edge and the inner column, on which an element is installed to destroy the rock and overlap the end of the outer column for periods of stop for the extension of pipes and exp uations with regulation of the removal of rock in the form of sand, the supply of flushing fluid, the removal of the destroyed rock with flushing fluid, the equipment of the well being constructed with filter pipes, the drainage of water through the internal cavity of the filter pipes, the equipment of the well being constructed with filter pipes is carried out during drilling by incorporating filter pipes and a drill head having a continuous cylindrical surface, the outer diameter of which is 1.1-1.15 of the outer diameter of the filter pipes, and on a head column as an element for rock destruction and overlapping the end of the outer column, a bit with a back side having a conical surface and a crown is installed, a hydraulic chamber is formed in the drill head by separating it from the filter annulus with a sealant with check valves, with a hydraulic chamber length determined by according to the formula

l=d tgφ,l = d tgφ,

где l - длина гидравлической камеры;where l is the length of the hydraulic chamber;

d - диаметр буровой головки;d is the diameter of the drill head;

φ - угол внутреннего трения песка под водой,φ is the angle of internal friction of sand under water,

гидравлическую камеру заполняют, создавая гидрозатвор, промывочной жидкостью до давления, близкого или равного пластовому, бурение осуществляют путем вращения внешней колонны при частоте в диапазоне 0,5-3,0 об/мин, а внутренней - 80,0-120,0 об/мин, вынос разрушенной породы осуществляют с промывочной жидкостью через обратные клапаны герметизатора, которые настраивают на открывание при давлении, близком или равном пластовому, отвод дренируемой воды производят через полость внешней колонны, вынос породы в виде песка регулируют, изменяя величину зазора между конической поверхностью внутренней полости цилиндрического кольца, являющегося одной из частей дополнительного составного механического затвора, установленного с упором в торец цилиндрической выемки, выполненной во внутренней поверхности буровой головки и конической поверхностью тыльной стороны долота, являющейся другой частью этого дополнительного составного механического затвора, путем перемещения по горизонтали не менее чем одной из этих частей относительно другой, при условии равенства углов, образованных образующими этих поверхностей и угла эффективного резания мягких пород, при этом в предпочтительном случае исполнения способа вращение колонн осуществляют в противофазе, а также благодаря тому, что в известной установке для сооружения горизонтальной или наклонной дренажной скважины в обводненных песчаных горизонтах, включающей пульт управления и буровой агрегат, который содержит вращатель внешней колонны, вращатель внутренней колонны, коаксиальные внешнюю и внутреннюю колонны труб, за счет соответствующих поверхностей которых сформировано межколонное пространство, режущую кромку на торце внешней колонны и элемент для разрушения породы и перекрытия торца внешней колонны на период остановок для наращивания труб и эксплуатации, внешняя колонна включает фильтровые трубы и снабжена в забойной части буровой головкой, имеющей сплошную цилиндрическую поверхность, внешний диаметр которой составляет 1,1-1,15 внешнего диаметра фильтровых труб, а внутри буровой головки установлен герметизатор с возможностью создания в области герметизатор - торец внешней колонны гидравлической камеры с давлением жидкости, близким пластовому или равному ему и длиной, определяемой по формулеthe hydraulic chamber is filled, creating a water seal, with flushing fluid to a pressure close to or equal to the reservoir pressure, drilling is carried out by rotating the external column at a frequency in the range of 0.5-3.0 rpm, and the internal - 80.0-120.0 rpm min, the removal of the destroyed rock is carried out with flushing liquid through the check valves of the sealant, which are configured to open at a pressure close to or equal to the reservoir pressure, drainage of water is carried out through the cavity of the external column, the removal of the rock in the form of sand is controlled by changing the value of the azor between the conical surface of the inner cavity of the cylindrical ring, which is one of the parts of the additional composite mechanical shutter, mounted with an emphasis on the end face of the cylindrical recess made in the inner surface of the drill head and the conical surface of the back of the bit, which is another part of this additional composite mechanical shutter, by moving horizontally of at least one of these parts relative to the other, provided that the angles formed form these surfaces and the angle of effective cutting of soft rocks, while in the preferred embodiment of the method, the rotation of the columns is carried out in antiphase, and also due to the fact that in the known installation for the construction of a horizontal or inclined drainage well in flooded sandy horizons, including a control panel and a drilling unit , which contains the rotator of the outer column, the rotator of the inner column, coaxial outer and inner pipe columns, due to the corresponding surfaces of which is formed the annular space, the cutting edge at the end of the outer column and the element for rock destruction and overlapping the end of the outer column for the period of stops for pipe extension and operation, the outer column includes filter pipes and is equipped in the bottomhole with a drill head having a continuous cylindrical surface whose outer diameter is 1.1-1.15 of the outer diameter of the filter pipes, and a sealant is installed inside the drill head with the possibility of creating a sealant in the region - the end face of the outer column of the hydraulic chamber ery with fluid pressure close to or equal to the reservoir and the length determined by the formula

l=d tgφ,l = d tgφ,

где l - длина гидравлической камеры;where l is the length of the hydraulic chamber;

d - диаметр буровой головки;d is the diameter of the drill head;

φ - угол внутреннего трения песка под водой,φ is the angle of internal friction of sand under water,

герметизатор снабжен обратными клапанами для вывода разрушенной породы от забоя с потоком промывочной жидкости, настроенными на открывание под давлением жидкости в гидравлической камере, близким или равным пластовому, а со стороны забоя во внутренней поверхности буровой головки выполнена цилиндрическая выемка, глубина и длина которой достаточны для установления с упором в торец этой цилиндрической выемки одной из частей дополнительного составного механического затвора в виде цилиндрического кольца с внутренней полостью в форме усеченного конуса, переходящего в цилиндрическую полость и обращенного в сторону забоя основанием этого конуса, а также элемента для разрушения пород и перекрытия торца внешней колонны, в качестве которого буровой агрегат содержит долото с тыльной стороной, имеющей коническую поверхность, являющейся другой частью дополнительного составного механического затвора, образующей зазор с конической полостью цилиндрического кольца при условии равенства углов, образованных образующей этой конической полости, образующей конической поверхности тыльной стороны долота и угла эффективного резания мягких пород, при этом в лучшем примере исполнения по диаметру цилиндрической полости цилиндрического кольца выполнены дополнительные сквозные горизонтальные полуканалы в форме полусфер.the sealant is equipped with non-return valves for removing the destroyed rock from the bottom with a wash liquid flow, configured to open under pressure of a liquid in the hydraulic chamber that is close to or equal to the reservoir, and from the bottom side a cylindrical recess is made in the inner surface of the drill head, the depth and length of which are sufficient to establish with an emphasis on the end face of this cylindrical recess of one of the parts of an additional composite mechanical shutter in the form of a cylindrical ring with an internal cavity in the shape of a whisker a cone turning into a cylindrical cavity and facing the bottom with the base of this cone, as well as an element for rock destruction and overlapping the end of the outer string, in which the drilling unit contains a bit with a back having a conical surface, which is another part of an additional composite mechanical shutter forming a gap with a conical cavity of a cylindrical ring provided that the angles formed by the generatrix of this conical cavity forming the conical surface are equal ylnoy hand and angle chisel effective cutting of soft rock, while in the best exemplary embodiment, the diameter of the cylindrical cavity of the cylindrical ring formed through an additional horizontal hemichannels in the form of hemispheres.

Решение указанной задачи и достижение технических результатов для фильтровой трубы стали возможны благодаря тому, что в известной фильтровой трубе, имеющей круглые сквозные отверстия, круглые сквозные отверстия выполнены одноступенчато, при этом диаметр круглого сквозного отверстия со стороны внешней поверхности фильтровой трубы больше диаметра круглого сквозного отверстия со стороны внутренней поверхности фильтровой трубы, а высота ступени со стороны внешней поверхности фильтровой трубы превышает высоту фильтрующего элемента, выполненного в виде цилиндрической таблетки из фильтрующего материала, с диаметром цилиндрической таблетки, обеспечивающим возможность ее плотной посадки на кольцевую ступень в каждое круглое сквозное отверстие со стороны внешней поверхности фильтровой трубы.The solution of this problem and the achievement of technical results for the filter pipe became possible due to the fact that in the known filter pipe having round through holes, the round through holes are made in one step, while the diameter of the round through hole from the outer surface of the filter pipe is larger than the diameter of the round through hole with side of the inner surface of the filter pipe, and the step height from the side of the outer surface of the filter pipe exceeds the height of the filter element, you filled in the form of a cylindrical tablet made of filter material, with a diameter of the cylindrical tablet, which makes it possible to fit snugly on the ring step into each circular through hole on the side of the outer surface of the filter pipe.

В предпочтительном примере исполнения фильтровая труба дополнительно снабжена крепежными кольцами по числу круглых сквозных отверстий с внешним диаметром, равным диаметру фильтрующего элемента, а в качестве фильтрующего материала для цилиндрических таблеток использована сетка из коррозионно-стойкого материала.In a preferred embodiment, the filter tube is further provided with fixing rings according to the number of round through holes with an external diameter equal to the diameter of the filter element, and a mesh of corrosion-resistant material is used as filter material for cylindrical tablets.

Вариантом заявляемой фильтровой трубы, имеющей сквозные отверстия, является дополнительное снабжение ее фильтрующими элементами по числу сквозных отверстий с конфигурацией, повторяющей форму сквозных отверстий, обеспечивающей их плотную установку в этих сквозных отверстиях на дополнительных сквозных стопорных элементах по числу сквозных отверстий с конфигурацией, также повторяющей форму этих сквозных отверстий, с шириной, достаточной для удержания на них сквозных фильтрующих элементов, и установленных на глубине сквозных отверстий, превышающей высоту этих фильтрующих элементов.A variant of the inventive filter pipe having through holes is the additional supply of filter elements according to the number of through holes with a configuration that repeats the shape of through holes, ensuring their tight installation in these through holes on additional through stopper elements according to the number of through holes with a configuration that also repeats the shape these through holes, with a width sufficient to hold through them filter elements, and installed at a depth of through holes Exceeding the height of the filter elements.

Вскрытие песчаных водоносных горизонтов способом и установкой по прототипу влечет вынос песка, который увеличивается с увеличением гидростатического напора в пласте. В результате этой зависимости вынос песка начинает превышать объем сооружаемой скважины. При этом основная часть песка поступает из верхней сводовой части, что, естественно, влечет за собой разуплотнение песка и вовлечение в движение больших объемов породы. Это является основной причиной искривления внешней колонны в направлении разуплотнения. Вышесказанное вытекает из наличия связи забоя вскрываемого напорного пласта с устьем скважины, т.е. атмосферным давлением, через межколонное пространство и ограничивает возможности способа по прототипу по напорам, глубине и длине сооружаемой скважины. Совокупность существенных признаков предложенной установки позволяет исключить прямую связь напорных пластовых вод с атмосферой воздуха через межколонное пространство путем формирования в нем гидравлической камеры на забое, в которой создают гидрозатвор путем заполнения гидравлической камеры промывочной жидкостью, например водой до давления, близкого или равного пластовому, т.е. за счет разделения межколонного пространства в области забоя на фильтровую и нефильтровую части герметизатором с обратными клапанами. При давлении в камере, превышающем пластовое, идет поглощение пластом промывочной жидкости и повышение пластового давления, в связи с чем обратные клапаны настраивают на открывание при близком или равном пластовому давлению, а количество клапанов определяют в каждом конкретном случае исходя из производительности насоса. Длину гидравлической камеры и, соответственно, расстояние, на котором устанавливают герметизатор в буровой головке, определяют в зависимости от диаметра буровой головки и угла внутреннего трения песка под водой.The opening of sandy aquifers by the method and installation of the prototype entails the removal of sand, which increases with increasing hydrostatic pressure in the reservoir. As a result of this dependence, sand removal begins to exceed the volume of the well being constructed. In this case, the main part of the sand comes from the upper arch part, which, of course, entails softening of the sand and the involvement of large volumes of rock in the movement. This is the main reason for the curvature of the outer column in the direction of decompression. The aforesaid follows from the presence of a connection between the bottom of the opening pressure formation and the wellhead, i.e. atmospheric pressure through the annulus and limits the capabilities of the prototype method in terms of pressure, depth and length of the well being constructed. The set of essential features of the proposed installation makes it possible to exclude a direct connection of pressure formation water with the air atmosphere through the annular space by forming a hydraulic chamber in the face in which a water seal is created by filling the hydraulic chamber with flushing liquid, for example, water, to a pressure close to or equal to the reservoir one, t. e. due to the separation of the annular space in the bottom area into filter and non-filter parts with a sealant with check valves. When the pressure in the chamber exceeds the reservoir, the formation absorbs the washing liquid and increases the reservoir pressure, in connection with which the check valves are set to open at close or equal reservoir pressure, and the number of valves is determined in each case based on the pump performance. The length of the hydraulic chamber and, accordingly, the distance at which the sealant is installed in the drill head, is determined depending on the diameter of the drill head and the angle of internal friction of sand under water.

В этом случае в созданной гидравлической камере песок может скапливаться в объеме, равном объему внутренней полости, в форме усеченного конуса с углом конусности, равным углу внутреннего трения песка под водой. Гидравлическая камера служит гасителем гидростатического напора пласта, в результате чего нерегулируемый выброс породы в виде песка становится невозможным. Для каждого водоносного горизонта, имеющего определенный гранулометрический состав, величина угла внутреннего трения φ - справочная величина. Введение в совокупность существенных признаков способа такого признака, как бурение внешней фильтровой колонной в присутствии гидрозатвора, за счет составления внешней колонны из фильтровых труб с буровой головкой, в которой выполнена гидравлическая камера, наполняемая промывочной жидкостью до давления, близкого или равного пластовому, позволяет проходить дренажные скважины в водонасыщенных песках с высокими гидростатическими напорами. Такой подход к решению проблемы сооружения горизонтальных или наклонных дренажных скважин в напорных песчаных горизонтах является принципиально новым и приближен к естественным процессам. Осуществление бурения внешней колонной, включающей фильтровые трубы, например с гладкой поверхностью и защищенными фильтрующими элементами, повышает экологичность способа, упрощает его за счет придания функции фильтрового устройства внешней колонне.In this case, sand can accumulate in the created hydraulic chamber in an amount equal to the volume of the internal cavity, in the form of a truncated cone with a taper angle equal to the angle of internal friction of sand under water. The hydraulic chamber serves as a damper for the hydrostatic pressure of the reservoir, as a result of which uncontrolled discharge of rock in the form of sand becomes impossible. For each aquifer having a specific particle size distribution, the value of the angle of internal friction φ is a reference value. The introduction of the essential features of the method of such a feature as drilling an external filter column in the presence of a water seal, by compiling an external column of filter pipes with a drill head in which a hydraulic chamber is filled, which is filled with flushing fluid to a pressure close to or equal to the reservoir pressure, allows drainage wells in water-saturated sands with high hydrostatic pressure. This approach to solving the problem of constructing horizontal or inclined drainage wells in pressure sand horizons is fundamentally new and is close to natural processes. The implementation of drilling an external column, including filter pipes, for example with a smooth surface and protected filter elements, improves the environmental friendliness of the method, simplifies it by giving the filter device the function of an external column.

Снижение нагрузок на исполнительные органы достигают путем управления выносом песка. Объем разрушенной породы, выносимой в единицу времени (Vрп), должен поддерживаться в соотношенииReducing the load on the executive bodies is achieved by controlling the removal of sand. The volume of destroyed rock carried out per unit time (V rp ) should be maintained in the ratio

Vpп=кSскв·Vмех л/мин,V pp = kS well · V fur l / min,

где к - коэффициент разрыхления песка, равный 1,1-1,2;where k is the coefficient of loosening of sand, equal to 1.1-1.2;

Sскв - площадь сечения забоя;S SLE - cross-sectional area of the face;

Sскв = 0,785-d2, дм2;S well = 0.785-d 2 , dm 2 ;

d - диаметр буровой головки;d is the diameter of the drill head;

Vмех - механическая скорость бурения, дм/мин.V fur - mechanical drilling speed, dm / min.

При соблюдении такого соотношения над сводовой частью внешней колонны не происходит разуплотнение песка и, соответственно, не происходит искривление дренажной скважины.If this ratio is observed above the arched part of the external column, sand does not decompress and, accordingly, the drainage well does not bend.

Существенным признаком способа является достижение возможности регулирования процессом выноса породы в виде песка в межколонное пространство при высоких гидростатических напорах, обеспечиваемое регулированием величины зазора между двумя частями дополнительного составного механического затвора, находящегося в гидравлической камере буровой головки, что в свою очередь облегчает этот процесс. В качестве одной из частей дополнительного составного механического затвора служит цилиндрическое кольцо с конической полостью в форме усеченного конуса, обращенного основанием в сторону забоя, в качестве второй - тыльная сторона долота, имеющая коническую поверхность. Требуемую ширину зазора устанавливают путем перемещения по горизонтали не менее чем одной из частей дополнительного составного механического затвора. На практике она колеблется от 0,01 до 50-70 мм в зависимости от гидрогеологических условий (в основном - величины напора пластовой воды) и определяется опытным путем по объему выносимой породы. Достижение такого технического результата, как обеспечение регулированного выноса песка, приводит к увеличению длины сооружаемых горизонтальных или наклонных дренажных скважин, снижению энергоемкости процесса бурения, расширению технических возможностей способа, обеспечивающего вскрытие водоносных пластов с высокими гидростатическими давлениями. Заявленный способ имеет важное практическое применение для осушения подтопленных зданий, сооружений, построенных на песках, уровень грунтовых вод в которых под воздействием разных факторов (техногенных, природных и др.) поднялся выше уровней фундаментов полов подвальных помещений, вследствие чего произошло так называемое подтопление зданий, территорий при строительстве лучевых, в том числе и подрусловых водозаборов. Поскольку доказано, что лучевой дренаж несмотря на его ненадежность признается на настоящий момент самым эффективным, придание ему надежности за счет управляемости процессом и изоляции вскрываемого пласта от устья, является значительным и принципиальным шагом, в корне меняющим подход к существующим в этой области проблемам. Заявленный способ работоспособен и при осушении бортов карьеров, котлованов, осушении подземных горных выработок. Введение в заявляемый способ признака бурения внешней колонной, составленной из фильтровых труб, позволяет принципиально оптимизировать технологичность процесса за счет совмещения таких операций, как бурение, оборудование сооружаемой дренажной скважины фильтрами и укрепление ее стенок. Это снижает по сравнению с прототипом трудозатраты, энергоемкость и повышает надежность.An essential feature of the method is the ability to control the process of rock removal in the form of sand in the annular space at high hydrostatic pressure, provided by adjusting the gap between the two parts of the additional composite mechanical shutter located in the hydraulic chamber of the drill head, which in turn facilitates this process. A cylindrical ring with a conical cavity in the form of a truncated cone facing the bottom towards the bottom serves as one of the parts of the additional composite mechanical shutter, and the back of the bit having a conical surface is the second. The required gap width is set by moving horizontally at least one of the parts of the additional composite mechanical shutter. In practice, it ranges from 0.01 to 50-70 mm, depending on hydrogeological conditions (mainly, the value of the pressure of produced water) and is determined empirically by the volume of the rock taken out. Achieving such a technical result as providing controlled sand removal leads to an increase in the length of horizontal or inclined drainage wells being constructed, a decrease in the energy intensity of the drilling process, and an expansion of the technical capabilities of the method for opening aquifers with high hydrostatic pressures. The claimed method has important practical application for drainage of flooded buildings, structures built on sand, the groundwater level in which, under the influence of various factors (industrial, natural, etc.), has risen above the basement levels of basement floors, as a result of which the so-called flooding of buildings has occurred, territories during the construction of radiation, including sub-channel water intakes. Since it has been proved that radiation drainage, despite its unreliability, is recognized as the most effective at the moment, giving it reliability due to process control and isolation of the reservoir being opened from the mouth is a significant and fundamental step that fundamentally changes the approach to the problems existing in this area. The claimed method is workable and when draining the sides of quarries, pits, draining underground mines. Introduction to the inventive method of the sign of drilling with an external string composed of filter pipes allows you to fundamentally optimize the processability by combining operations such as drilling, equipping the constructed drainage well with filters and strengthening its walls. This reduces in comparison with the prototype labor costs, energy consumption and increases reliability.

По прототипу время чистого бурения, взятого по 4 скважинам, составляет 4,12 ч, время установки фильтров 5,05 ч, время извлечения защитной колонны 7,33 ч. Из приведенных данных видно, что две последние операции примерно в 3 раза длительнее, чем время производительное, связанное с бурением скважины. А так как при выполнении всех этих операций задействован и привод установки, то, естественно, что и энергозатраты в 3 раза больше, чем при осуществлении чистого бурения скважины.According to the prototype, the time of clean drilling, taken from 4 wells, is 4.12 hours, the installation time of the filters is 5.05 hours, the time of extraction of the protective column is 7.33 hours. From the above data it can be seen that the last two operations are approximately 3 times longer than production time associated with well drilling. And since the drive of the installation is also involved in all these operations, it is natural that the energy consumption is 3 times greater than when performing pure drilling of a well.

Вращение внешней и внутренней колонн в предпочтительном случае исполнения в противофазе уменьшает вероятность искривления скважины и исключает разворот внешней колонны при вращении внутренней колонны, например, при удалении шлама.The rotation of the outer and inner columns, in the preferred embodiment, in antiphase reduces the likelihood of a well bending and eliminates the turn of the outer column when the inner column is rotated, for example, when removing sludge.

Предложенные в способе и устройстве существенные признаки в совокупности позволяют выйти на достижение оптимальных режимов бурения дренажных скважин по осевому усилию, крутящему моменту и частоте вращения на внешней колонне. Они являются определяющими на глубину заложения сооружаемых дренажных скважин и при регулированном выносе песка в забое определяются по следующим зависимостям:The essential features proposed in the method and device together make it possible to achieve optimal drilling regimes for drainage wells by axial force, torque, and rotational speed on the outer string. They are determining the depth of the construction of drainage wells under construction and, with regulated sand removal in the face, are determined by the following relationships:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Р - осевое усилие в общем случае;where P is the axial force in the General case;

f - коэффициент трения песка о сталь;f is the coefficient of friction of sand on steel;

P2 - давление горных пород в объеме свода естественного давления, т/м;P 2 - rock pressure in the volume of the set of natural pressure, t / m;

Ррк - вес внешней колонны вместе с внутренней колонной, т/м;R pk - the weight of the outer column together with the inner column, t / m;

L - длина дренажной скважины, м;L is the length of the drainage well, m;

Р3 - осевое усилие на разрушение породы (песков), т.P 3 - axial force to destroy the rock (sand), t.

Поскольку внешняя колонна вращается, суммарные силы трения разлагают на осевые (Р ос) и вращательные (Рвр)Since the outer column rotates, the total friction forces decompose into axial (P OS ) and rotational (P BP )

Figure 00000003
Figure 00000003

где β - угол, образованный результирующей и осевой силами трения и применительно к сложному движению внешней колонны поступательно вперед со скоростью Vмех и вращательному с частотой nT.where β is the angle formed by the resulting and axial friction forces and, as applied to the complex movement of the external column, is translationally forward with a speed V mech and rotational with a frequency n T.

Угол β определяется по следующей зависимости:The angle β is determined by the following relationship:

Figure 00000004
Figure 00000004

где R - радиус внешней колонны, м;where R is the radius of the outer column, m;

Vпоступ= Vмех;V admission = V fur ;

Vвращ - скорость вращения внешней колонны, м/с. Задавая частоту вращения внешней колонны nт и механическую скорость бурения (Vмех), определяется угол β, а через него Рос и Рвр, а через них и крутящие моменты на внешней колонне (Мт)V rotation - the rotation speed of the outer column, m / s. By setting the rotational speed of the outer string n t and the mechanical drilling speed (V mech ), the angle β is determined, and through it P os and P bp , and through them the torques on the outer string (M t )

Figure 00000005
Figure 00000005

где Д - диаметр внешней колонны, м.where D is the diameter of the outer column, m

Анализ зависимостей 2, 3, 6 показывает, что увеличение частоты вращения внешней колонны в зависимости от механической скорости бурения снижает силы трения поступательному вращению внешней колонны в 3-6 раз и увеличивает крутящие моменты в 1,5-2 раза. Вместе с тем следует отметить, что увеличение частоты вращения внешней колонны свыше 0,06 с-1 (4 об/мин) существенного влияния на изменение сил трения поступательному движению и крутящие моменты не оказывают, что позволяет выйти на оптимальные осевые усилия при бурении, определяемые как минимальные при минимальном своде обрушения, образующемся над внешней колонной и частотой ее вращения в пределах 0,5-3,0 об/мин. При таком анализе видно, что чем меньше будет величина сил трения, вызванных горным давлением, тем больше возможностей увеличить длину сооружаемых дренажных скважин.The analysis of dependences 2, 3, 6 shows that an increase in the rotational speed of the outer string depending on the mechanical drilling speed reduces the friction forces to the translational rotation of the outer string by 3-6 times and increases the torques by 1.5-2 times. At the same time, it should be noted that an increase in the rotational speed of the external column over 0.06 s -1 (4 rpm) does not significantly affect the change in the friction forces to the translational motion and torques, which makes it possible to reach optimal axial forces during drilling, determined as minimal with a minimum collapse arch formed above the external column and its rotation frequency in the range of 0.5-3.0 rpm. Such an analysis shows that the smaller the magnitude of the friction forces caused by rock pressure, the greater the possibility of increasing the length of the constructed drainage wells.

Выполнение в устройстве дополнительных сквозных горизонтальных полуканалов в форме полусфер по диаметру цилиндрической полости цилиндрического полукольца, установленного с упором в торец цилиндрической выемки на внутренней поверхности буровой головки, обеспечивает, в предпочтительном случае исполнения устройства, улучшение выноса породы.The implementation in the device of additional through horizontal half-channels in the form of hemispheres along the diameter of the cylindrical cavity of the cylindrical half-ring, mounted with an emphasis on the end face of the cylindrical recess on the inner surface of the drill head, provides, in the preferred case, the execution of the device, improving the removal of rocks.

Заявленная фильтровая труба обеспечивает защиту фильтрующих поверхностей от механического воздействия и расширение функциональных возможностей устройства, т.е. возможность применять последнюю в качестве буровой трубы.The claimed filter pipe protects the filter surfaces from mechanical stress and enhances the functionality of the device, i.e. the ability to use the latter as a drill pipe.

Так, выполнение круглых сквозных отверстий предложенной формы заявленного ограничения, т.е. чтобы высота ступени со стороны верхней поверхности фильтровой трубы превышала высоту фильтрового элемента, позволяет как бы утопить, т.е. защитить фильтрующий элемент, расположить его в полости стенки трубы, что, с одной стороны, полностью устраняет механическое воздействие на фильтрующую поверхность при транспортировке и бурении внешней колонной, составленной из предлагаемых фильтров, с другой стороны, песок, который осядет на фильтрующую поверхность до уровня поверхности фильтровой трубы создаст над каждым фильтрующим элементом как бы песчаную обсыпку, улучшающую фильтрационные свойства, что позволяет расширить фильтрационные возможности фильтровой трубы. Выполнение фильтрующего элемента в виде цилиндрической таблетки из фильтрующего материала позволяет регулировать скважность фильтра в зависимости от условий бурения и характеристик водоносного пласта, а жесткое крепление, осуществляемое, например, путем прессования, не сильно усложняет технологию изготовления фильтра по сравнению с прототипом и более упрощено по сравнению с изготовлением других типов фильтров.So, the implementation of round through holes of the proposed form of the claimed restrictions, i.e. so that the step height from the side of the upper surface of the filter pipe exceeds the height of the filter element, it makes it possible to drown, i.e. protect the filter element, place it in the cavity of the pipe wall, which, on the one hand, completely eliminates the mechanical impact on the filter surface during transportation and drilling with an external column composed of the proposed filters, on the other hand, sand that settles on the filter surface to the surface level the filter pipe will create a sanding over each filter element, which improves the filtering properties, which allows you to expand the filtering capabilities of the filter pipe. The implementation of the filter element in the form of a cylindrical tablet of filter material allows you to adjust the filter duty depending on the drilling conditions and the characteristics of the aquifer, and the rigid fastening, carried out, for example, by pressing, does not greatly complicate the manufacturing technology of the filter compared to the prototype and is more simplified in comparison with the manufacture of other types of filters.

Снабжение фильтровой трубы крепежными кольцами по числу круглых сквозных отверстий с внешним диаметром кольца, равным диаметру фильтрующих элементов, позволяет усилить крепление этих фильтрующих элементов, упростить технологию крепления и повысить надежность фильтровой трубы, а использование в качестве фильтрующего материала для цилиндрической таблетки сетки из коррозионно-стойкого материала, например нержавеющей стали, улучшает фильтрационные и эксплуатационные характеристики фильтра. Аналогичные технические результаты достигаются путем снабжения фильтровой трубы со сквозными отверстиями фильтрующими элементами по числу сквозных отверстиях с конфигурацией, повторяющей форму сквозных отверстий, обеспечивающей их плотную установку в этих сквозных отверстиях на дополнительных сквозных стопорных элементах по числу сквозных отверстий с конфигурацией, также повторяющей форму этих сквозных отверстий, ширина которых достаточна для удержания на них фильтрующих элементов, и установленных на глубине сквозного отверстия, превышающей высоту этих фильтрующих элементов.The supply of the filter pipe with fixing rings according to the number of round through holes with an outer diameter equal to the diameter of the filter elements makes it possible to strengthen the fastening of these filter elements, simplify the fastening technology and increase the reliability of the filter pipe, and use corrosion-resistant mesh as a filter material for a cylindrical tablet material, such as stainless steel, improves filtration and filter performance. Similar technical results are achieved by supplying the filter pipe with through holes with filter elements according to the number of through holes with a configuration that repeats the shape of the through holes, ensuring their tight installation in these through holes on the additional through locking elements according to the number of through holes with the configuration also repeating the shape of these through holes holes, the width of which is sufficient to hold the filter elements on them, and installed at the depth of the through hole, exceeding the height of these filter elements.

Внешняя колонна, составленная из описанных вариантов фильтровых труб, обладает необходимой жесткостью и поверхностью, обеспечивающей низкое сопротивление при бурении, что снижает сопротивление при ее вращении и продвижении вперед, позволяет выдерживать высокие осевые нагрузки и свободно пропускать воду и пылеватые частицы пласта, находящиеся в поровом пространстве песчаного скелета, при этом диаметр отверстий фильтрующего элемента должен предотвращать вынос песка, составляющего его скелет, то есть частицы песка, соответствующие d 50 гранулометрического состава, что предохраняет пласт от разрушения.An external column, composed of the described filter pipe options, has the necessary rigidity and a surface that provides low resistance when drilling, which reduces resistance when it rotates and moves forward, can withstand high axial loads and freely pass water and dusty particles of the formation located in the pore space sand skeleton, while the diameter of the holes of the filter element should prevent the removal of sand constituting its skeleton, that is, sand particles corresponding to d 50 ranulometricheskogo structure that protects the formation from the fracture.

Таким образом, предложенная совокупность признаков для заявленных способа, установки и фильтровой трубы (варианты) достаточна для решения поставленной задачи и достижения технических результатов.Thus, the proposed combination of features for the claimed method, installation and filter pipe (options) is sufficient to solve the problem and achieve technical results.

Сущность изобретения иллюстрируют следующие чертежи:The invention is illustrated by the following drawings:

- фиг.1. Общий вид установки для сооружения горизонтальной или наклонной дренажной скважины в обводненных песчаных горизонтах.- figure 1. General view of the installation for the construction of a horizontal or inclined drainage well in flooded sandy horizons.

- фиг.2. Внешняя и внутренняя колонны и элемент для разрушения породы и перекрытия торца внешней колонны в момент бурения.- figure 2. The outer and inner columns and the element for the destruction of the rock and overlap the end of the outer column at the time of drilling.

- фиг.3. Общий вид фильтровой трубы с фильтрующим элементом.- figure 3. General view of the filter pipe with a filter element.

- фиг.4. Отверстие в фильтровой трубе с фильтрующим элементом и крепежным кольцом.- figure 4. A hole in the filter pipe with a filter element and a mounting ring.

- фиг.5. Вариант фильтровой трубы со стопорным кольцом.- figure 5. Variant of a filter pipe with a lock ring.

Установка для сооружения горизонтальной или наклонной скважины в обводненных песчаных горизонтах (фиг.1) представляет собой маслостанцию 1 (обычно установленную на поверхности 2), а также пульт управления 3 и буровой агрегат, который содержит вращатель 4 внешней колонны 5, вращатель 6 внутренней колонны 7, коаксиальные внешнюю колонну 5 и внутреннюю колонну 7, соответствующие поверхности которых формируют межколонное пространство. Передача осевого усилия и вращающего момента от вращателя 4 на внешнюю колонну 5 осуществляют специальным патроном 8, удержание внешней колонны 5 при свинчивании-развинчивании секций - гидроключом 9. Вращатели размещены на подвижной раме 10, перемещающейся при движении вперед-назад по неподвижной раме 11. Внешняя колонна 5 оснащена буровой головкой 12, которая является продолжением внешней колонны 5 и имеет режущую кромку 13. Внутренняя колонна 7 снабжена элементом для разрушения породы и перекрытия торца внешней колонны 5 в виде долота 14 с коронкой 15 и хвостовиком 16. Внешняя колонна 5 включает фильтровые трубы 17 с круглыми сквозными отверстиями 18. Буровая головка 12 имеет сплошную цилиндрическую поверхность и ее внешний диаметр составляет 1,1-1,15 внешнего диаметра фильтровых труб 17.Installation for the construction of a horizontal or inclined well in flooded sandy horizons (Fig. 1) is an oil station 1 (usually installed on surface 2), as well as a control panel 3 and a drilling unit, which contains a rotator 4 of the outer column 5, a rotator 6 of the inner column 7 , coaxial outer column 5 and inner column 7, the corresponding surfaces of which form the annular space. The axial force and torque are transmitted from the rotator 4 to the external column 5 with a special cartridge 8, the external column 5 is held while the sections are screwed and unscrewed with a hydraulic wrench 9. The rotators are placed on a movable frame 10, which moves forward and backward along a stationary frame 11. External the column 5 is equipped with a drill head 12, which is a continuation of the outer column 5 and has a cutting edge 13. The inner column 7 is provided with an element for breaking the rock and blocking the end of the outer column 5 in the form of a bit 14 with corona 15 and shank 16. The outer column 5 includes filter pipes 17 with round through holes 18. The drill head 12 has a continuous cylindrical surface and its outer diameter is 1.1-1.15 of the outer diameter of the filter pipes 17.

Часть буровой головки 12 изолирована от фильтровой части внешней колонны в межколонном пространстве 19 герметизатором 20 с образованием в забойной части межколонного пространства гидравлической камеры 21, закрепленным на внутренней поверхности буровой головки 12. Длина гидравлической камеры 21 определяется по формулеPart of the drill head 12 is isolated from the filter part of the outer column in the annulus 19 by the sealant 20 with the formation in the bottomhole part of the annulus of the hydraulic chamber 21, mounted on the inner surface of the drill head 12. The length of the hydraulic chamber 21 is determined by the formula

l=d·tgφ,l = dtgφ,

где l - длина гидравлической камеры;where l is the length of the hydraulic chamber;

d - диаметр буровой головки;d is the diameter of the drill head;

φ - угол внутреннего трения песка под водой,φ is the angle of internal friction of sand under water,

при этом герметизатор 20 снабжен обратными клапанами 22, настроенными на открывание под давлением жидкости в гидравлической камере 21, близким или равным пластовому. Во внутренней поверхности буровой головки 12 со стороны забоя выполнена цилиндрическая выемка 23. Глубина и длина этой цилиндрической выемки 23 достаточны для установления в ней одной из частей дополнительного составного механического затвора с упором в ее торец 24, а также долота 14 с коронкой 15 и хвостовиком 16. Дополнительный составной механический затвор состоит из двух частей, одной из которых является цилиндрическое кольцо 25, соосное с внешней колонной 5 и внутренней колонной 7. Цилиндрическое кольцо 25 имеет внутреннюю полость в форме усеченного конуса 26, переходящего в цилиндрическую полость (не показана), диаметр которой на практике равен 1,1-1,15 диаметра хвостовика 16 долота 14. Тыльная сторона долота 14 имеет коническую поверхность и является другой частью дополнительного составного механического затвора. При условии равенства углов, образованных образующей конической полости 26 цилиндрического кольца 25, образующей конической поверхности тыльной стороны долота 14 и угла эффективного резания мягких пород, образуется зазор 27. При выдвижении, например, внутренней колонны 7 ширина зазора 27 меняется и образуется угол конусности, равный углу эффективного резания мягких пород 60-45°. По диаметру цилиндрической полости (не показана) цилиндрического кольца 25 выполнены дополнительные сквозные горизонтальные полуканалы 28 в форме полусферы.while the sealant 20 is equipped with check valves 22, configured to open under pressure the fluid in the hydraulic chamber 21, close to or equal to the reservoir. A cylindrical recess 23 is made in the inner surface of the drill head 12 from the bottom side. The depth and length of this cylindrical recess 23 are sufficient to establish one of the parts of an additional composite mechanical shutter with a stop in its end face 24, as well as a bit 14 with a crown 15 and a shank 16 An additional composite mechanical shutter consists of two parts, one of which is a cylindrical ring 25, coaxial with the outer column 5 and the inner column 7. The cylindrical ring 25 has an inner cavity in the shape of a mustache cone 26, turning into a cylindrical cavity (not shown), the diameter of which in practice is 1.1-1.15 of the diameter of the shank 16 of the bit 14. The back of the bit 14 has a conical surface and is another part of an additional composite mechanical shutter. Provided that the angles formed by the generatrix of the conical cavity 26 of the cylindrical ring 25, forming the conical surface of the back side of the bit 14 and the angle of effective cutting of soft rocks are equal, a gap 27 is formed. When, for example, the inner column 7 is extended, the width of the gap 27 changes and a taper angle equal to angle of effective cutting of soft rocks 60-45 °. According to the diameter of the cylindrical cavity (not shown) of the cylindrical ring 25, additional through horizontal hemispheres 28 in the form of a hemisphere are made.

Забойная часть внешней колонны 5 и внутренней колонны 7 для наглядности на фиг.2 разделена условно на три функциональные зоны:The bottomhole part of the outer column 5 and the inner column 7 for clarity in figure 2 is conditionally divided into three functional zones:

А - зона механического регулирования;A - zone of mechanical regulation;

В - зона гидравлического затвора;In - a zone of a hydraulic lock;

С - зона связи атмосферы воздуха с межколонным пространством.C is the zone of communication of the air atmosphere with the annular space.

В качестве фильтровых труб в составе заявляемой установки наиболее целесообразно применить фильтровую трубу (фиг.3), в которой круглые сквозные отверстия выполнены одноступенчато, при этом диаметр круглого сквозного отверстия со стороны внешней поверхности 29 фильтровой трубы больше диаметра круглого сквозного отверстия со стороны внутренней поверхности 30 фильтровой трубы, а высота h1 со стороны внешней поверхности фильтровой трубы превышает высоту h2 фильтрующего элемента 31 (фиг.5 и 4), выполненного в виде цилиндрической таблетки с диаметром, обеспечивающим возможность ее плотной посадки на кольцевую ступень 32 в каждое круглое сквозное отверстие со стороны внешней поверхности 29 фильтровой трубы, ширина которой должна быть достаточной для удержания фильтрующего элемента 31 от выпадения внутрь фильтровой трубы.As the filter pipes in the inventive installation, it is most advisable to use a filter pipe (Fig. 3), in which the round through holes are made in one step, the diameter of the round through hole from the outer surface 29 of the filter pipe is larger than the diameter of the round through hole from the inner surface 30 a filter pipe, and the height h 1 on the outer surface of a filter tube exceeds the height h 2 of the filter element 31 (Figures 5 and 4), made in the form of a cylindrical tablet with a diameter Trom providing the possibility of its fitting on the annular step 32 in each round through hole from the outer surface 29 of a filter tube, the width of which should be sufficient to retain the filter element 31 from falling into a filter tube.

Крепление фильтрующих элементов 31 в круглых сквозных отверстиях фильтровой трубы в предпочтительном примере исполнения может быть выполнено с помощью крепежных колец по числу круглых сквозных отверстий с внешним диаметром кольца, равным диаметру фильтрующего элемента.The fastening of the filter elements 31 in the round through holes of the filter pipe in the preferred embodiment can be performed using fastening rings according to the number of round through holes with an outer diameter of the ring equal to the diameter of the filter element.

Вариантом исполнения может быть фильтровая труба, имеющая сквозные отверстия (фиг.5), которая также снабжена фильтрующими элементами 31 по числу сквозных отверстий 34 с конфигурацией, повторяющей форму фильтрующих элементов 31, обеспечивающей их плотную установку в этих сквозных отверстиях на дополнительных сквозных стопорных элементах (не показаны) по числу сквозных отверстий с конфигурацией, также повторяющей форму этих сквозных отверстий, ширина которых достаточна для удержания на них фильтрующих элементов 31, при этом дополнительный сквозной стопорный элемент 35 устанавливают в сквозное отверстие на глубину, превышающую высоту фильтрующего элемента.An embodiment may be a filter pipe having through holes (Fig. 5), which is also equipped with filter elements 31 according to the number of through holes 34 with a configuration that repeats the shape of the filter elements 31, ensuring their tight installation in these through holes on additional through locking elements ( not shown) by the number of through holes with a configuration also repeating the shape of these through holes, the width of which is sufficient to hold the filter elements 31 on them, while additional Fuss stopper member 35 mounted in the through hole to a depth greater than the height of the filter element.

В качестве фильтрующего материала для цилиндрических таблеток в предпочтительном примере использована сетка из коррозионно-стойкого материала (нержавеющей стали).As a filter material for cylindrical tablets, in a preferred example, a mesh of corrosion-resistant material (stainless steel) is used.

Способ осуществляют следующим образом: монтируют установку для сооружения горизонтальной или наклонной скважины по борту карьера, подключают маслостанцию 1 к источнику энергоснабжения (не показан) и с помощью трубопроводов с пультом управления 3, а последний с вращателем 4 внешней колонны 5 и вращателем 6 внутренней колонны 7, проверяют направление бурения, работу гидроключа 9, патрона 8. Собирают буровую головку 12, в которой устанавливают герметизатор 20 с обратными клапанами 22 колонны 5, формируя гидравлическую камеру 21 длиной l=d · tgφ. Внутреннее цилиндрическое кольцо 25 вставляют в буровую головку 12 и закрепляют стопорным винтом (не показан).The method is as follows: mount the installation for the construction of a horizontal or inclined well along the pit, connect the oil station 1 to a power source (not shown) and using pipelines with a control panel 3, and the latter with a rotator 4 of the outer column 5 and a rotator 6 of the inner column 7 , check the direction of drilling, the operation of the hydraulic key 9, the cartridge 8. Assemble the drill head 12, in which the seal 20 is installed with check valves 22 of the column 5, forming a hydraulic chamber 21 of length l = d · tgφ. The inner cylindrical ring 25 is inserted into the drill head 12 and secured with a locking screw (not shown).

В закрепленную буровую головку 12 вставляют трубу (не показана) внутренней колонны 7 с прорезями под хвостовик 16 долота 14 и через торец буровой головки 12 вставляют долото 14 с коронкой 15, тыльная сторона которого, имеющая коническую поверхность, является одной из частей дополнительного составного механического затвора, и соединяют с трубой (не показана), формируя внутреннюю колонну. Затем наращивают фильтровые трубы 17 внешней колонны и, зажав собранную фильтровую колонну 5 в патроне 8, вращением соединяют с буровой головкой 12, предварительно зажатой в гидроключе 9. Собрав такую компоновку, соединяют с вращателем 6 внутреннюю колонну 7.A pipe (not shown) of the inner column 7 with slots for the shank 16 of the bit 14 is inserted into the fixed drill head 12 and a bit 14 with a crown 15 is inserted through the end of the drill head 12, the back of which having a conical surface is one part of an additional composite mechanical shutter , and connected to a pipe (not shown), forming an inner column. Then the filter pipes 17 of the outer column are increased and, having clamped the assembled filter column 5 in the cartridge 8, by rotation they are connected to the drill head 12, previously clamped in the hydro-fluid 9. Having assembled such an arrangement, the inner column 7 is connected to the rotator 6.

После сборки внешней колонны 5 и внутренней колонны 7, как это показано на фиг.1, разжимают патрон 8 станка и подачей внутренней колонны 7 вперед (назад) устанавливают величину (расчетную) зазора 27 между коническими поверхностями цилиндрического кольца 25 и тыльной стороны долота 14. После зажатия в патроне 8 внешней колонны 5 гидроключ 9 разжимают и подачей подвижной рамы 10 вперед вводят собранный снаряд в грунт, после чего включают вращение внутренней колонны 7, потом внешней колонны 5, включают промывочную жидкость и подачу вперед.After the assembly of the outer column 5 and the inner column 7, as shown in Fig. 1, the machine chuck 8 is opened and the inner column 7 is fed forward (backward), the value (calculated) of the gap 27 between the conical surfaces of the cylindrical ring 25 and the back of the bit 14 is set. After clamping the outer column 5 in the cartridge 8, the hydraulic key 9 is opened and the assembled projectile is introduced forward into the soil by feeding the movable frame 10, after which the rotation of the inner column 7 is turned on, then the outer column 5 is turned on, the washing liquid and the feed forward.

При этом величину параметров бурения определяют заранее. В качестве таких параметров используют частоту вращения фильтровой колонны, расход промывочной жидкости, осевое усилие на забой и зазор, через который выходит разгрузочная порода с забоя.In this case, the value of the drilling parameters is determined in advance. As such parameters, the rotation frequency of the filter column, the flow rate of the flushing fluid, the axial force at the bottom and the clearance through which the discharge rock leaves the bottom are used.

Величину осевого усилия выбирают с таким расчетом, чтобы механическая скорость бурения была не выше расчетной, при которой объем разрушенной породы не превышал 1,15 объема скважины.The value of the axial force is chosen so that the mechanical drilling speed is not higher than the calculated one, at which the volume of the destroyed rock does not exceed 1.15 of the volume of the well.

Вращение внешней колонны 5 и внутренней колонны 7 осуществляют или в одну сторону, или в противофазе, при этом последнее уменьшает вероятность искривления скважины и предотвращает разворот внешней колонны 5 при вращении внутренней колонны при удалении шлама.The rotation of the outer column 5 and the inner column 7 is carried out either in one direction or in antiphase, while the latter reduces the likelihood of curvature of the well and prevents the turn of the outer column 5 during rotation of the inner column when removing the sludge.

Важное место занимает контроль за давлением и расходом промывочной жидкости. Ее расход должен быть достаточным для полного удаления шлама, а давление таково, чтобы исключить поглощение пластом жидкостиAn important place is taken by the control of pressure and flow rate of flushing fluid. Its flow rate should be sufficient to completely remove the sludge, and the pressure is such as to prevent the formation from absorbing fluid

При бурении в неустойчивых обводненных песках ключевым параметром является частота вращения внешней колонны 5.When drilling in unstable flooded sands, the key parameter is the rotational speed of the outer string 5.

Практическими данными доказано, что в начале бурения при небольших силах трения на внешнюю колонну 5 частота вращения фильтровых труб должна быть минимальной ηт=0,5-1,0 об/мин. При увеличении сил трения поддерживать частоту вращения в этих пределах очень трудно, т.к. при больших сопротивлениях вращательному движению гидромотор вращателя при таких оборотах останавливается (все масло уходит в дренаж) и необходимо увеличивать обороты до 3 об/мин.It has been proved by practical data that at the beginning of drilling with small friction forces on the external column 5, the rotation frequency of the filter pipes should be minimal η t = 0.5-1.0 rpm. With an increase in the friction forces, it is very difficult to maintain the rotation frequency within these limits, since at high resistance to rotational motion, the rotary motor stops at such speeds (all the oil goes into drainage) and it is necessary to increase the speed to 3 rpm.

Увеличение частоты вращение внешней колонны 5 свыше 3 об/мин ведет к искривлению скважин. Поэтому оптимальным для внешней колонны 5 является частота 0,5-3,0 об/мин.An increase in the frequency of rotation of the outer string 5 above 3 rpm leads to bending of the wells. Therefore, the optimal frequency for the outer column 5 is 0.5-3.0 rpm.

Частота вращения внутренней колонны 7 оказывает существенную роль в интенсивности разрушения породы. Для песков оптимальный ее диапазон составляет 80-110 или 80-120 об/мин, при которых способ еще является работоспособным. Вынос разрушенной породы осуществляют промывочной жидкостью через обратные клапаны 22 герметизатора 20, которые настраивают на открывание при давлении, близком или равном пластовому, отвод дренируемой воды производят через фильтровую часть внешней колонны 5 межколонного пространства 19. В процессе бурения дополнительно регулируют вынос породы, изменяя величину зазора 27 между конической полостью 26 цилиндрического кольца 25, являющегося одной из частей дополнительного составного механического затвора, установленного с упором в торец 24 цилиндрической выемки 23, выполненной во внутренней поверхности буровой головки 12 и конической поверхностью тыльной стороны долота 14, являющейся другой частью дополнительного составного механического затвора, путем перемещения по горизонтали одной из его частей относительно другой, при условии равенства углов, образованных образующими этих поверхностей, и угла эффективного резания мягких пород. Осуществляют этот процесс путем смещения либо одной колонны, либо обеих.The rotation frequency of the inner column 7 has a significant role in the intensity of the destruction of the rock. For sand, its optimal range is 80-110 or 80-120 rpm, at which the method is still workable. The removal of the destroyed rock is carried out by washing liquid through the check valves 22 of the sealant 20, which are configured to open at a pressure close to or equal to the reservoir pressure, drainage of water is carried out through the filter part of the outer column 5 of the annular space 19. In addition, the rock removal is further controlled by changing the clearance 27 between the conical cavity 26 of the cylindrical ring 25, which is one of the parts of the additional composite mechanical shutter, mounted with an emphasis on the end face 24 qi an indian recess 23 made in the inner surface of the drill head 12 and the conical surface of the back of the bit 14, which is another part of the additional composite mechanical shutter, by moving horizontally one of its parts relative to the other, provided that the angles formed by the generators of these surfaces are equal to the angle effective cutting of soft rocks. This process is carried out by displacing either one column or both.

Улучшение процесса выноса песка обеспечивают снабжением устройства в предпочтительном случае исполнения дополнительными сквозными горизонтальными полуканалами в форме полусфер, что приводит к улучшению динамики процесса.The improvement of the sand removal process is provided by supplying the device, in the preferred case, with additional through horizontal hemispheres in the form of hemispheres, which leads to an improvement in the dynamics of the process.

Заявленные варианты фильтровой трубы позволяют при бурении обеспечить минимальное сопротивление внешней колонны 5 и предохранить поверхность фильтрующих элементов 31, утопленных в стенке фильтровой трубы 17, за счет превышения высоты h1 со стороны внешней поверхности высоты h2 фильтрующего элемента 31. При бурении внешней колонной 5 песок оседает на поверхности каждого фильтрующего элемента 31, создавая над ним песчаную обсыпку, в результате чего повышается степень очистки поступающей через фильтрующие элементы 31 воды из пласта.The claimed filter pipe options allow for the minimum resistance of the outer column 5 during drilling and protect the surface of the filter elements 31 recessed in the wall of the filter pipe 17 by exceeding the height h 1 from the outer surface of the height h 2 of the filter element 31. When drilling with an external column 5, sand it settles on the surface of each filter element 31, creating a sand sprinkling above it, as a result of which the degree of purification of the water entering the filter elements 31 increases.

Практическая применимость способа, установки и вариантов фильтровой трубы показаны на следующих примерах.The practical applicability of the method, installation and filter pipe options are shown in the following examples.

Пример 1.Example 1

Месторождение железных руд КМА.KMA iron ore deposit.

Добычу ведут открытым способом.Extraction is conducted in an open way.

Месторождение представлено обводненными сеноман-альбскими песками мощностью до 30 м. Пески неоднородны по составу: вверху находятся мелкозернистые, а в самом низу гравелистые с высокими коэффициентами фильтрации.The field is represented by flooded Cenomanian-Albian sands up to 30 m thick. The sands are heterogeneous in composition: they are fine-grained at the top, and gravel at the very bottom with high filtration coefficients.

В настоящее время нерабочие борта карьера из-за выходящих из строя ранее сооруженных дренажных систем требуют дополнительных мероприятий.Currently, non-working sides of the quarry due to failing previously constructed drainage systems require additional measures.

Заявляемой установкой сооружают в осушаемом борту карьера горизонтальную дренажную скважину путем бурения за счет передачи осевого усилия на забой через внешнюю колонну труб с режущей кромкой и внутреннюю колонну, на которую устанавливают долото с коронкой. Тыльная сторона долота имеет коническую поверхность. Оборудование сооружаемой скважины фильтровыми трубами осуществляют в процессе бурения. В качестве фильтровых труб использованы металлические трубы из нержавеющей стали с круглыми сквозными отверстиями, выполненными одноступенчато, в каждом из которых установлен фильтрующий элемент в виде цилиндрической таблетки, в качестве фильтрующего материала для которой использована сетка из нержавеющей стали. Высота круглого сквозного отверстия со стороны внешней поверхности фильтровой трубы превышает высоту фильтрующего элемента в 1,4 раза. Скважность фильтра составляет 37% (в зависимости от Кф песка).The inventive installation is constructed in the drainable side of the quarry horizontal drainage well by drilling due to the transfer of axial force to the face through the outer pipe string with a cutting edge and the inner column, on which the bit with the crown is installed. The back of the bit has a conical surface. The equipment of the well being constructed with filter pipes is carried out during the drilling process. As filter pipes, stainless steel metal pipes with round through holes made in one step were used, in each of which a filter element in the form of a cylindrical tablet was installed, and a stainless steel mesh was used as a filter material for it. The height of the round through hole from the outer surface of the filter pipe exceeds the height of the filter element by 1.4 times. The filter duty is 37% (depending on K f sand).

В торце внешней фильтровой колонны устанавливают буровую головку, при этом диаметр фильтровой трубы составляет 168 мм, внешний диаметр буровой головки 190 мм, что составляет соотношение 1,1, являющееся минимальным в заявляемых пределах. В буровой головке формируют гидравлическую камеру длиной l, равной 600 мм, рассчитанной по формуле l=α·tgφ, и заполняют ее промывочной жидкостью до давления, равного пластовому. Вращение внешней колонны осуществляют при частоте от 1 об/мин до 3,0 об/мин. Увеличение частоты вращения свыше заявляемого предела резко увеличивает осевые усилия и искривление дренажной скважины. Вращение внутренней колонны осуществляют в зависимости от ситуации в пределах 80-120,0 об/мин. Выход за эти пределы приводит к неоправданному увеличению энергозатрат. Вращение внутренней и внешней колонн осуществляют в одном направлении. Вынос разрушенной породы осуществляют с помощью промывочной жидкости через обратные клапаны герметизатора, которые настраивают на давление, равное пластовому, отвод дренируемой воды производят через фильтровую часть межколонного пространства. Вынос породы (песка) через клапаны герметизатора регулируют изменением ширины зазора дополнительного составного механического затвора путем перемещения долота на внутренней колонне. Углы, образованные образующей конической поверхностью цилиндрического кольца, конической поверхностью тыльной стороны долота и угол эффективного резания мягких пород равны и составляют 45-60°.At the end of the external filter column, a drill head is installed, while the diameter of the filter pipe is 168 mm, the outer diameter of the drill head is 190 mm, which is a ratio of 1.1, which is the minimum within the claimed limits. A hydraulic chamber with a length l equal to 600 mm, calculated by the formula l = α · tgφ, is formed in the drill head and filled with flushing liquid to a pressure equal to the reservoir pressure. The rotation of the outer column is carried out at a frequency of from 1 rpm to 3.0 rpm. Increasing the speed above the claimed limit dramatically increases the axial forces and the curvature of the drainage well. The rotation of the inner column is carried out depending on the situation in the range of 80-120.0 rpm Going beyond these limits leads to an unjustified increase in energy costs. The rotation of the inner and outer columns is carried out in one direction. The removal of the destroyed rock is carried out using flushing fluid through the check valves of the sealant, which is adjusted to a pressure equal to the reservoir pressure, the drainage water is drained through the filter part of the annular space. The removal of rock (sand) through the valves of the sealant is controlled by changing the width of the gap of the additional composite mechanical shutter by moving the bit on the inner column. The angles formed by forming the conical surface of the cylindrical ring, the conical surface of the back of the bit and the angle of effective cutting of soft rocks are equal and equal to 45-60 °.

ПоказателиIndicators

Механическая скорость бурения (Vмех), м/ч 35Mechanical drilling speed (V mech ), m / h 35

Техническая скорость (включая наращивание, извлечение внутренней колонны), м/ч 20Technical speed (including build-up, extraction of the inner column), m / h 20

Трудоемкость, раз 0,3Labor input, times 0.3

Энергоемкость, раз 0,3Energy intensity, times 0.3

Длина дренажной скважины, м 65Length of a drainage well, m 65

Надежность,% 100Reliability,% 100

Пример 2.Example 2

По примеру 1. Сооружают наклонную дренажную скважину. В процессе бурения опробован весь заявляемый диапазон частот вращения внешней 0,5-3,0 об/мин и внутренней 80-120 об/мин колонн. Бурение осуществляют в противофазе. Угол наклона сооружаемой скважины 3,0°. Отношение внешнего диаметра буровой головки и внешнего диаметра фильтровой трубы составляет 1,15, обратные клапаны герметизатора для вывода разрушенной породы с забоя потоком промывочной жидкости настроены на открывание под давлением жидкости в гидравлической камере, близким к пластовому. В качестве фильтровой трубы использованы фильтровые трубы скважностью 5% с фильтровым элементом в виде цилиндрической таблетки из сетки, выполненной из нержавеющей стали, установленным внутри каждого сквозного отверстия на стопорное кольцо. Отношение глубины установки стопорного кольца к высоте фильтрового элемента составляет 1,4. Породу (песок) выводят также через дополнительные сквозные горизонтальные полуканалы.In example 1. An inclined drainage well is constructed. During drilling, the entire claimed range of rotation frequencies of the external 0.5-3.0 rpm and the internal 80-120 rpm of the columns was tested. Drilling is carried out in antiphase. The angle of inclination of the well being constructed is 3.0 °. The ratio of the outer diameter of the drill head and the outer diameter of the filter pipe is 1.15, the check valves of the sealant for outputting the destroyed rock from the bottom by the flow of flushing fluid are configured to open under fluid pressure in a hydraulic chamber close to the reservoir. As a filter pipe, filter pipes with a duty cycle of 5% were used with a filter element in the form of a cylindrical tablet made of stainless steel mesh installed inside each through hole on the snap ring. The ratio of the depth of installation of the retaining ring to the height of the filter element is 1.4. The rock (sand) is also removed through additional through horizontal channels.

Показатели:Indicators:

Механическая скорость бурения 30Mechanical drilling speed 30

Vмех, м/чV fur , m / h

Техническая скорость буренияTechnical drilling speed

(включая наращивание, извлечение(including extension, extraction

внутренней колонны), м/ч 18inner column), m / h 18

Трудоемкость, раз 0,3Labor input, times 0.3

Энергоемкость, раз 0,3Energy intensity, times 0.3

Длина фильтровой дренажной скважины, м 70The length of the filter drainage well, m 70

Надежность,% 100Reliability,% 100

Пример 3.Example 3

Условия для осуществления способа - сооружение горизонтальной дренажной скважины из шахтного ствола в водоносных песчаных горизонтах, когда уровень грунтовых вод превышает давление над устьем и его величина остается постоянной по всей длине скважины. Давление составляет 4-5 м водного столба.The conditions for the implementation of the method is the construction of a horizontal drainage well from the shaft in aquifers, when the groundwater level exceeds the pressure above the wellhead and its value remains constant along the entire length of the well. The pressure is 4-5 m water column.

Бурение осуществляют по примеру 1, только предварительно в крепи шахтного ствола устанавливают специальный герметизатор, который, плотно обжимая фильтровую колонну, предотвращает прорыв песка из-за крепи ствола. Введение буровой головки с герметизатором, с обратными клапанами в пласт осуществляют при закрытом дополнительном составном механическом затворе. После введения буровой головки в пласт включают буровой насос и формируют в буровой головке гидравлическую камеру длиной 600 мм и заполняют, создавая гидрозатвор, промывочной жидкостью до давления, равного пластовому. Затем подачей внутренней колонны приоткрывают затвор, включают вращение внутренней, потом внешней колонн и подают обе колонны вперед, регулируя ширину зазора экспериментально. Бурение осуществлено при вращении внешней и внутренней колонны в противофазе. При бурении опробованы частоты вращения внешней колонны и внутренней колонн в диапазонах: внешней колонны 1-3 об/мин, внутренней 80-100 об/мин.Drilling is carried out according to example 1, only previously in the lining of the shaft shaft a special sealant is installed, which, tightly compressing the filter column, prevents sand breakthrough due to the lining of the shaft. The introduction of the drill head with a sealant, with check valves in the reservoir is carried out with the closed additional composite mechanical shutter. After introducing the drill head into the formation, the mud pump is turned on and a hydraulic chamber 600 mm long is formed in the drill head and filled, creating a water seal, with flushing fluid to a pressure equal to the reservoir. Then, by supplying the inner column, the shutter is opened slightly, the rotation of the inner and then the outer columns is turned on, and both columns are fed forward, adjusting the gap width experimentally. Drilling was carried out during the rotation of the outer and inner columns in antiphase. During drilling, the rotational speeds of the outer casing and the inner casing were tested in the ranges: outer casing 1-3 rpm, inner 80-100 rpm.

Фильтровая труба по примеру 1 дополнительно снабжена крепежными кольцами по числу отверстий с внешним диаметром, равным диаметру фильтрующего элемента.The filter pipe of example 1 is additionally equipped with mounting rings for the number of holes with an external diameter equal to the diameter of the filter element.

Показатели:Indicators:

Механическая скорость бурения 25Mechanical drilling speed 25

Vмех, м/чV fur , m / h

Техническая скорость буренияTechnical drilling speed

(включая наращивание,(including extension,

установку устья скважин,wellhead installation,

извлечение внутренней колонны), м/ч 15extraction of the inner column), m / h 15

Трудоемкость, раз 0.35Labor input, times 0.35

Энергоемкость, раз 0.35Energy intensity, times 0.35

Длина дренажной скважины, м 70Length of a drainage well, m 70

Надежность,% 100Reliability,% 100

Пример 4.Example 4

Сооружают горизонтальную дренажную скважину в условиях примера 1 установкой УЛБ-130 (по прототипу).A horizontal drainage well was constructed in the conditions of example 1 using the ULB-130 installation (according to the prototype).

Показатели:Indicators:

Механическая скорость бурения 35Mechanical drilling speed 35

Vмеx, м/чV max , m / h

Техническая скорость буренияTechnical drilling speed

(включая наращивание, посадку(including extension, landing

фильтров, извлечениеfilters extraction

защитной колонны), м/ч 4,5protective columns), m / h 4,5

Трудоемкость, раз 1Labor input, times 1

Энергоемкость, раз 1Energy intensity, times 1

Длина дренажной скважины, м 50The length of the drainage well, m 50

Надежность,% 30Reliability,% 30

Как видно из примеров 1-3, способ, сооружение горизонтальной или наклонной дренажной скважины в обводненных песчаных горизонтах, установка и фильтровая труба (варианты) работоспособны в заявленных пределах. При способе сооружения горизонтальной дренажной скважины, включающем бурение в противофазе, заметного увеличения скорости бурения и длины сооружаемых дренажных скважин не установлено. Однако исключена опасность разворота колонны при длительном вращении внутренней колонны. Увеличение внешнего диаметра буровой головки, имеющей сплошную цилиндрическую поверхность по сравнению с диаметром фильтровых труб внешней колонны в заявленных пределах, позволяет получить разуплотнение песка вокруг фильтра, улучшить условие выноса мелких пылеватых фракций. Это приводит к формированию вокруг внешней колонны зоны с повышенной проницаемостью и увеличению дебита скважины. По сравнению с прототипом значительно снижены такие важные показатели как трудоемкость (в 3,3 раза), энергоемкость (в 3,3 раза), а также увеличена длина сооружаемой дренажной скважины (более чем в 2 раза) и надежность (на 70%).As can be seen from examples 1-3, the method, the construction of a horizontal or inclined drainage well in flooded sandy horizons, installation and filter pipe (options) are operable within the stated limits. With the method of constructing a horizontal drainage well, including drilling in antiphase, a noticeable increase in the drilling speed and the length of the constructed drainage wells has not been established. However, the danger of column reversal during prolonged rotation of the inner column is excluded. The increase in the outer diameter of the drill head, which has a continuous cylindrical surface compared to the diameter of the filter pipes of the outer column within the stated limits, allows to obtain softening of sand around the filter, to improve the condition for the removal of fine dust fractions. This leads to the formation of a zone with increased permeability around the outer column and an increase in well production. Compared to the prototype, such important indicators as labor intensity (3.3 times), energy intensity (3.3 times), and the length of the constructed drainage well (more than 2 times) and reliability (70%) were significantly reduced.

Использование в составе внешней колонны заявленных вариантов фильтровых труб с утопленными в стенке трубы фильтрующими элементами, например, в виде цилиндрической таблетки из фильтрующего материала позволяют снизить сопротивление при продвижении фильтровой трубы при бурении. Использование в качестве фильтрующего материала сетки из коррозионно-стойкого материала (нержавеющей стали) повышает срок фильтровой трубы. Оба варианта фильтровых труб работоспособны и позволяют реализовать заявленный способ. Использование крепежных колец по числу круглых сквозных отверстий с внешним диаметром кольца, равным диаметру фильтрующих элементов, повышает надежность фильтровой трубы.The use of the declared variants of filter pipes as a part of an external column with filter elements recessed in the pipe wall, for example, in the form of a cylindrical tablet made of filter material, can reduce the resistance when moving the filter pipe during drilling. The use of a mesh of corrosion-resistant material (stainless steel) as a filter material increases the filter pipe life. Both versions of the filter pipes are operational and allow you to implement the claimed method. The use of mounting rings according to the number of round through holes with an outer diameter of the ring equal to the diameter of the filter elements increases the reliability of the filter pipe.

Таким образом, реализация заявляемого изобретения позволяет полностью решить поставленную задачу и создать оптимальный надежный способ для сооружения горизонтальной или наклонной дренажной скважины в обводненных песчаных горизонтах и конкурентоспособные технические средства для его осуществления, что обеспечивает ему практическую применимость и безопасность.Thus, the implementation of the claimed invention allows to completely solve the problem and create the optimal reliable method for constructing a horizontal or inclined drainage well in flooded sandy horizons and competitive technical means for its implementation, which ensures its practical applicability and safety.

Claims (8)

1. Способ сооружения горизонтальной или наклонной дренажной скважины в обводненных песчаных породах, включающий бурение за счет передачи осевого усилия на забой через внешнюю колонну труб с режущей кромкой и внутреннюю колонну, на которой устанавливают элемент для разрушения породы и перекрытия торца внешней колонны на периоды остановки для наращивания труб и эксплуатации с регулированием выноса породы в виде песка, подачу промывочной жидкости, вынос разрушенной породы с промывочной жидкостью, оборудование сооружаемой скважины фильтровыми трубами, отвод дренируемой воды через внутреннюю полость фильтровых труб, отличающийся тем, что оборудование сооружаемой скважины фильтровыми трубами осуществляют в процессе бурения путем включения во внешнюю колонну фильтровых труб и буровой головки, имеющей сплошную цилиндрическую поверхность, внешний диаметр которой составляет 1,1-1,15 внешнего диаметра фильтровых труб, а на внутреннюю колонну в качестве элемента для разрушения породы и перекрытия торца внешней колонны устанавливают долото с тыльной стороной, имеющей коническую поверхность, и коронкой, в буровой головке формируют гидравлическую камеру путем отделения ее от фильтрового межколонного пространства герметизатором с обратными клапанами, с длиной гидравлической камеры, определяемой по формуле1. A method of constructing a horizontal or inclined drainage well in flooded sandy rocks, including drilling by transmitting axial thrust to the face through an external pipe string with a cutting edge and an internal column, on which an element is installed to destroy the rock and block the end of the external column for stop periods for pipe extension and operation with regulation of the removal of rock in the form of sand, the supply of flushing fluid, the removal of the destroyed rock with flushing fluid, the equipment of the well being constructed filter pipes, drainage of water through the internal cavity of the filter pipes, characterized in that the equipment of the well being constructed with filter pipes is carried out during drilling by including filter pipes and a drill head having a continuous cylindrical surface with an outer diameter of 1.1-1 , 15 of the outer diameter of the filter pipes, and a bit with a conical back side is installed on the inner column as an element for rock destruction and overlapping the end of the outer column the surface, and with a crown, a hydraulic chamber is formed in the drill head by separating it from the filter annular space with a sealant with check valves, with a hydraulic chamber length determined by the formula l=d tgφ,l = d tgφ, где l - длина гидравлической камеры;where l is the length of the hydraulic chamber; d - диаметр буровой головки;d is the diameter of the drill head; φ - угол внутреннего трения песка под водой,φ is the angle of internal friction of sand under water, гидравлическую камеру заполняют, создавая гидрозатвор, промывочной жидкостью до давления близкого или равного пластовому, бурение осуществляют путем вращения внешней колонны при частоте в диапазоне 0,5-3,0 об/мин, а внутренней - 80,0-120,0 об/мин, вынос разрушенной породы осуществляют с промывочной жидкостью через обратные клапаны герметизатора, которые настраивают на открывание при давлении, близком или равном пластовому, отвод дренируемой воды производят через полость внешней колонны, вынос породы в виде песка регулируют, изменяя величину зазора между конической поверхностью внутренней полости цилиндрического кольца, являющегося одной из частей дополнительного составного механического затвора, установленного с упором в торец цилиндрической выемки, выполненной во внутренней поверхности буровой головки и конической поверхностью тыльной стороны долота, являющейся другой частью этого дополнительного составного механического затвора, путем перемещения по горизонтали не менее чем одной из этих частей относительно другой, при условии равенства углов, образованных образующими этих поверхностей и угла эффективного резания мягких пород.the hydraulic chamber is filled, creating a water seal, with flushing fluid to a pressure close to or equal to the reservoir pressure, drilling is carried out by rotating the outer column at a frequency in the range of 0.5-3.0 rpm, and the inner one - 80.0-120.0 rpm , the removal of the destroyed rock is carried out with flushing liquid through the check valves of the sealant, which are configured to open at a pressure close to or equal to the reservoir pressure, drainage of water is carried out through the cavity of the outer column, the removal of the rock in the form of sand is controlled by changing the value of the gap between the conical surface of the inner cavity of the cylindrical ring, which is one of the parts of the additional composite mechanical shutter, mounted with an emphasis on the end face of the cylindrical recess made in the inner surface of the drill head and the conical surface of the back of the bit, which is another part of this additional composite mechanical shutter, by moving horizontally of at least one of these parts relative to the other, provided that the angles formed form of these surfaces and the effective angle of the cutting softwood. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вращение внешней и внутренней колонн труб осуществляют в противофазе.2. The method according to claim 1, characterized in that the rotation of the outer and inner pipe columns is carried out in antiphase. 3. Установка для сооружения горизонтальной или наклонной дренажной скважины в обводненных песчаных горизонтах, включающая пульт управления и буровой агрегат, который содержит вращатель внешней колонны, вращатель внутренней колонны, коаксиальные внешнюю и внутреннюю колонны труб, за счет соответствующих поверхностей которых сформировано межколонное пространство, режущую кромку на торце внешней колонны и элемент для разрушения породы и перекрытия торца внешней колонны на период остановок для наращивания труб и эксплуатации, отличающаяся тем, что внешняя колонна включает фильтровые трубы и снабжена в забойной части буровой головкой, имеющей сплошную цилиндрическую поверхность, внешний диаметр которой составляет 1,1-1,15 внешнего диаметра фильтровых труб, а внутри буровой головки установлен герметизатор, с возможностью создания в области герметизатор - торец внешней колонны гидравлической камеры с давлением жидкости, близким пластовому или равному ему, и длиной, определяемой по формуле3. Installation for the construction of a horizontal or inclined drainage well in flooded sandy horizons, including a control panel and a drilling unit, which contains an external column rotator, an internal column rotator, coaxial outer and inner pipe columns, due to the corresponding surfaces of which an annular space is formed, a cutting edge at the end of the outer column and an element for breaking up the rock and blocking the end of the outer column for a period of stops for pipe extension and operation, distinguishing The fact that the external column includes filter pipes and is equipped in the bottomhole with a drill head having a continuous cylindrical surface, the outer diameter of which is 1.1-1.15 of the outer diameter of the filter pipes, and a sealant is installed inside the drill head, with the possibility of creating the sealant is the end face of the external column of the hydraulic chamber with a fluid pressure close to or equal to the reservoir pressure and the length determined by the formula l=d tgφ,l = d tgφ, где l - длина гидравлической камеры;where l is the length of the hydraulic chamber; d - диаметр буровой головки;d is the diameter of the drill head; φ - угол внутреннего трения песка под водой,φ is the angle of internal friction of sand under water, кольцевой герметизатор снабжен обратными клапанами для вывода разрушенной породы от забоя с потоком промывочной жидкости, настроенными на открывание под давлением жидкости в гидравлической камере, близким или равным пластовому, а со стороны забоя во внутренней поверхности буровой головки выполнена цилиндрическая выемка, глубина и длина которой достаточны для установления с упором в торец этой цилиндрической выемки одной из частей дополнительного составного механического затвора в виде цилиндрического кольца с внутренней полостью в форме усеченного конуса, переходящего в цилиндрическую полость и обращенного в сторону забоя основанием этого конуса, а также элемента для разрушения пород и перекрытия торца внешней колонны, в качестве которого буровой агрегат содержит долото, с тыльной стороной, имеющей коническую поверхность, являющейся другой частью дополнительного составного механического затвора, образующей зазор с конической полостью цилиндрического кольца, при условии равенства углов, образованных образующей этой конической полости, образующей конической поверхности тыльной стороны долота и угла эффективного резания мягких пород.the annular sealant is equipped with non-return valves for removing the destroyed rock from the bottom with a flushing fluid flow, configured to open under pressure of a fluid in the hydraulic chamber that is close to or equal to the reservoir, and a cylindrical recess is made on the bottom side of the drill head, the depth and length of which are sufficient to establishing, with an emphasis on the end of this cylindrical recess, one of the parts of an additional composite mechanical shutter in the form of a cylindrical ring with an internal cavity in the shape of a truncated cone, turning into a cylindrical cavity and facing the bottom with the base of this cone, as well as an element for rock destruction and overlapping the end of the outer string, in which the drilling unit contains a bit, with the back having a conical surface, which is another part of the additional component mechanical shutter, forming a gap with a conical cavity of a cylindrical ring, provided that the angles formed by the generatrix of this conical cavity forming the conical surface and the back side of the bit angle of effective cutting softwood. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что по диаметру цилиндрической полости цилиндрического кольца выполнены дополнительные сквозные горизонтальные полуканалы в форме полусфер.4. Installation according to claim 3, characterized in that, through the diameter of the cylindrical cavity of the cylindrical ring, additional through horizontal half-channels in the form of hemispheres are made. 5. Фильтровая труба, в которой выполнены круглые сквозные отверстия, отличающаяся тем, что круглые сквозные отверстия выполнены одноступенчато, при этом диаметр круглого сквозного отверстия со стороны внешней поверхности фильтровой трубы больше диаметра круглого сквозного отверстия со стороны внутренней поверхности фильтровой трубы, а высота ступени со стороны внешней поверхности фильтровой трубы превышает высоту фильтрующего элемента, выполненного в виде цилиндрической таблетки из фильтрующего материала, с диаметром цилиндрической таблетки, обеспечивающим возможность ее плотной посадки на кольцевую ступень в каждое круглое сквозное отверстие со стороны внешней поверхности фильтровой трубы.5. A filter pipe in which round through holes are made, characterized in that the round through holes are made in one step, wherein the diameter of the round through hole from the outer surface of the filter pipe is larger than the diameter of the round through hole from the inner surface of the filter pipe, and the stage height is side of the outer surface of the filter pipe exceeds the height of the filter element, made in the form of a cylindrical tablet of filter material, with a diameter of cylindrical th tablet, providing the possibility of its tight fit on the annular step in each round through hole on the side of the outer surface of the filter pipe. 6. Фильтровая труба по п.5, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена крепежными кольцами по числу круглых сквозных отверстий с внешним диаметром кольца, равным диаметру фильтрующего элемента.6. The filter pipe according to claim 5, characterized in that it is additionally equipped with mounting rings according to the number of round through holes with an outer diameter of the ring equal to the diameter of the filter element. 7. Фильтровая труба по п.5, отличающаяся тем, что в качестве фильтрующего материала для цилиндрических таблеток использована сетка из коррозионностойкого материала.7. The filter pipe according to claim 5, characterized in that a mesh of corrosion-resistant material is used as a filter material for cylindrical tablets. 8. Фильтровая труба, имеющая сквозные отверстия, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена фильтрующими элементами по числу сквозных отверстий с конфигурацией, повторяющей форму сквозных отверстий, обеспечивающей их плотную установку в этих сквозных отверстиях на дополнительных сквозных стопорных элементах по числу сквозных отверстий с конфигурацией, также повторяющей форму этих сквозных отверстий, ширина которых достаточна для удержания на них фильтрующих элементов, и установленных на глубине сквозных отверстий, превышающей высоту этих фильтрующих элементов.8. A filter pipe having through holes, characterized in that it is additionally equipped with filter elements according to the number of through holes with a configuration that repeats the shape of through holes, ensuring their tight installation in these through holes on additional through stop elements according to the number of through holes with a configuration, also repeating the shape of these through holes, the width of which is sufficient to hold the filter elements on them, and installed at a depth of through holes greater than the height of the filter elements.
RU2002135757/03A 2002-12-30 2002-12-30 Method for constructing horizontal or slanting draining well in watered sand horizons, device for realization of said method, filter pipe RU2233373C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002135757/03A RU2233373C1 (en) 2002-12-30 2002-12-30 Method for constructing horizontal or slanting draining well in watered sand horizons, device for realization of said method, filter pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002135757/03A RU2233373C1 (en) 2002-12-30 2002-12-30 Method for constructing horizontal or slanting draining well in watered sand horizons, device for realization of said method, filter pipe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002135757A RU2002135757A (en) 2004-06-27
RU2233373C1 true RU2233373C1 (en) 2004-07-27

Family

ID=33413684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002135757/03A RU2233373C1 (en) 2002-12-30 2002-12-30 Method for constructing horizontal or slanting draining well in watered sand horizons, device for realization of said method, filter pipe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2233373C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2382866C2 (en) * 2008-05-14 2010-02-27 Валерий Сергеевич Кузькин Method and device for erection of horizontal drain hole in watered sands
RU2386776C1 (en) * 2009-03-17 2010-04-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический и экспертный центр новых экотехнологий в гидрогеологии и гидротехнике "НОВОТЭК" (ООО НТЦ "НОВОТЭК") Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation
RU2401377C2 (en) * 2008-12-17 2010-10-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический и экспертный центр новых экотехнологий в гидрогеологии и гидротехнике "НОВОТЭК" (ООО НТЦ "НОВОТЭК") Method of constructing uphole to drill in one or more pressure loose water-bearing horizons and device to this end
CN102162374A (en) * 2011-03-16 2011-08-24 中煤科工集团西安研究院 An anti-blocking device for a gob water drainage drill hole
RU2435925C1 (en) * 2010-05-11 2011-12-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, защите инженерных сооружений от обводнения, специальным горным работам, геомеханике, геофизике, гидротехнике, геологии и маркшейдерскому делу" Procedure for construction of horizontal drain hole in unstable moveable rock and drilling assembly for its implementation
CN109630073A (en) * 2019-01-28 2019-04-16 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 Hydrogeological drilling same-diameter multiple water pumping device and use method
CN114016976A (en) * 2021-11-25 2022-02-08 核工业北京化工冶金研究院 Gravel throwing valve assembly, forward gravel throwing device and forward gravel throwing method
CN116480415A (en) * 2023-06-26 2023-07-25 山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司 Waterproof equipment capable of preventing water impact for coal mine
RU2828421C1 (en) * 2023-10-02 2024-10-11 Рафик Анверович Ибрагимов Method for arrangement of drainage system by horizontal directional drilling

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1675547A1 (en) * 1989-04-04 1991-09-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу Method of drilling sandy water-bearing horizons with horizontal holes
SU1682547A1 (en) * 1989-10-16 1991-10-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу Method and apparatus for forming drain holes
RU2042777C1 (en) * 1992-03-26 1995-08-27 Всероссийский научно-исследовательский институт "ВИОГЕМ" Device for opening water-bearing bed

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1675547A1 (en) * 1989-04-04 1991-09-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу Method of drilling sandy water-bearing horizons with horizontal holes
SU1682547A1 (en) * 1989-10-16 1991-10-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу Method and apparatus for forming drain holes
RU2042777C1 (en) * 1992-03-26 1995-08-27 Всероссийский научно-исследовательский институт "ВИОГЕМ" Device for opening water-bearing bed

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЧУЧЕЛИН Л.Д. и др. Временные методические рекомендации по технологии сооружения лучевых дренажных скважин буровой установкой УЛБ-130. - Белгород: ВИОГЕМ, 1981, с. 4, 5, 7-9, 16-18. ОКСАНИЧ И.Ф. и др. Осушение месторождений при строительстве железорудных предприятий. - М.: Недра, 1977, с. 58-59. *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2382866C2 (en) * 2008-05-14 2010-02-27 Валерий Сергеевич Кузькин Method and device for erection of horizontal drain hole in watered sands
RU2401377C2 (en) * 2008-12-17 2010-10-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический и экспертный центр новых экотехнологий в гидрогеологии и гидротехнике "НОВОТЭК" (ООО НТЦ "НОВОТЭК") Method of constructing uphole to drill in one or more pressure loose water-bearing horizons and device to this end
RU2386776C1 (en) * 2009-03-17 2010-04-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический и экспертный центр новых экотехнологий в гидрогеологии и гидротехнике "НОВОТЭК" (ООО НТЦ "НОВОТЭК") Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation
RU2435925C1 (en) * 2010-05-11 2011-12-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, защите инженерных сооружений от обводнения, специальным горным работам, геомеханике, геофизике, гидротехнике, геологии и маркшейдерскому делу" Procedure for construction of horizontal drain hole in unstable moveable rock and drilling assembly for its implementation
CN102162374A (en) * 2011-03-16 2011-08-24 中煤科工集团西安研究院 An anti-blocking device for a gob water drainage drill hole
CN102162374B (en) * 2011-03-16 2013-01-02 中煤科工集团西安研究院 An anti-blocking device for a gob water drainage drill hole
CN109630073A (en) * 2019-01-28 2019-04-16 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 Hydrogeological drilling same-diameter multiple water pumping device and use method
CN114016976A (en) * 2021-11-25 2022-02-08 核工业北京化工冶金研究院 Gravel throwing valve assembly, forward gravel throwing device and forward gravel throwing method
CN116480415A (en) * 2023-06-26 2023-07-25 山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司 Waterproof equipment capable of preventing water impact for coal mine
CN116480415B (en) * 2023-06-26 2023-08-22 山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司 Waterproof equipment capable of preventing water impact for coal mine
RU2828421C1 (en) * 2023-10-02 2024-10-11 Рафик Анверович Ибрагимов Method for arrangement of drainage system by horizontal directional drilling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1250637A1 (en) Arrangement for drilling holes with simultaneous casing-in
US7013992B2 (en) Borehole stabilization while drilling
CN104763343B (en) A kind of multistage borehole-enlarging drilling tool and its expanding method of the bionical nozzle of build-in
JP2007527493A (en) Geothermal exchanger configuration method
RU2233373C1 (en) Method for constructing horizontal or slanting draining well in watered sand horizons, device for realization of said method, filter pipe
CN109488212B (en) Drilling and completion method in shale reservoir in drilling engineering
CN104763348B (en) The brill of the bionical nozzle of a kind of build-in expands integral type drilling tool and bores expanding method
AU2005331931B2 (en) Method of drilling a stable borehole
AU700483B2 (en) Method and apparatus of removing a minable product from an underground seam
CN204476294U (en) The brill of the bionical nozzle of a kind of build-in expands integral type drilling tool
RU2453674C1 (en) Method of well operation
RU2196878C2 (en) Method of shutoff of water inflow over cementing annular space in operation of oil and gas wells
RU2435925C1 (en) Procedure for construction of horizontal drain hole in unstable moveable rock and drilling assembly for its implementation
RU2379508C1 (en) Destruction method of rocks and device for its implementation
CA2432038C (en) Borehole stabilization while drilling
RU2425222C2 (en) Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds
RU2459922C1 (en) Method for well construction
RU2382866C2 (en) Method and device for erection of horizontal drain hole in watered sands
RU2213207C2 (en) Method of formation of well gravel filter
RU2769645C1 (en) Method for the development of reservoir deposits of minerals, including placers, and a device for its implementation
CN112377093A (en) Relates to a rotary drilling construction method for deep concrete blocks and gravel layers and special rotary drilling equipment
RU2258652C1 (en) Method for underground tunnel reservoir building in rock salt bed having limited thickness
RU2495198C1 (en) Method to produce wells in soil for trenchless installation of utilities (versions)
RU2011830C1 (en) Method for shaft sinking
RU2307937C1 (en) Method for well hydro-extraction of mineral resources and device for realization of the method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131231