RU2386776C1 - Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation - Google Patents

Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2386776C1
RU2386776C1 RU2009109727/03A RU2009109727A RU2386776C1 RU 2386776 C1 RU2386776 C1 RU 2386776C1 RU 2009109727/03 A RU2009109727/03 A RU 2009109727/03A RU 2009109727 A RU2009109727 A RU 2009109727A RU 2386776 C1 RU2386776 C1 RU 2386776C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
pipe
wellhead
pipe string
conductor
Prior art date
Application number
RU2009109727/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Иванович Писарев (RU)
Олег Иванович Писарев
Григорий Наумович Гензель (RU)
Григорий Наумович Гензель
Валерий Сергеевич Кузькин (RU)
Валерий Сергеевич Кузькин
Иван Андреевич Тимошков (RU)
Иван Андреевич Тимошков
Тимофей Валерьевич Кузькин (RU)
Тимофей Валерьевич Кузькин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический и экспертный центр новых экотехнологий в гидрогеологии и гидротехнике "НОВОТЭК" (ООО НТЦ "НОВОТЭК")
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический и экспертный центр новых экотехнологий в гидрогеологии и гидротехнике "НОВОТЭК" (ООО НТЦ "НОВОТЭК") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический и экспертный центр новых экотехнологий в гидрогеологии и гидротехнике "НОВОТЭК" (ООО НТЦ "НОВОТЭК")
Priority to RU2009109727/03A priority Critical patent/RU2386776C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2386776C1 publication Critical patent/RU2386776C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil-and-gas production.
SUBSTANCE: providing of stability of well walls, process controllability of opening of waterbearing formation of operation of two waterbearing formations of one upward drain borehole has become possible ensured by creation of backpressure in annular space of well during all time of its drilling in incompetent rocks and also usage in particular case in the capacity of intermediate string of filtering pipe string. Device for opening of waterbearing stratums in incompetent rocks by upward drain borehole includes drilling rig, rotator, main mud pump, drilling assembly, intermediate string, filtering pipe string and equipment of wellhead, containing conductor, wellhead mandrel, pipes grab, gland, closing sleeve, outlet and shutter. Intermediate string is outfitted by ring, rigidly installed to it at bottom end with ability of installation of sealing ring for overlapping of annular gap between conductor and intermediate string. Device is outfitted by additional boring pump, connected to outlet of wellhead mandrel, and also by nozzle installed at outlet of this branch diametre of which depends on static level of waterbearing formations at wellhead and rotary crane for passing of water into outlet from additional drilling pump.
EFFECT: providing of ability of additional water removing.
3 cl, 4 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для сооружения восстающих дренажных скважин на два и более водоносных горизонта в неустойчивых породах при строительстве систем защиты горных предприятий от обводнения, обеспечивающих дополнительный отбор воды.The invention relates to the field of mining and can be used for the construction of rising drainage wells on two or more aquifers in unstable rocks during the construction of protection systems for mining enterprises from flooding, providing additional water withdrawal.

Из технического уровня известен способ вскрытия водоносного горизонта, представленного обводненными песками и песчано-гравийными породами, восстающими дренажными скважинами при строительстве систем осушения на горнодобывающих предприятиях и устройство для его осуществления.From the technical level there is a known method for opening an aquifer represented by flooded sands and sand and gravel, rising drainage wells during the construction of drainage systems in mining enterprises and a device for its implementation.

Известный способ предусматривает бурение фильтровой колонной с пакером и пакерными трубами с прямой промывкой на первый водоносный горизонт со свободным нерегулируемым выпуском из скважины воды с песком из водоносного горизонта, посадку в первый водоносный горизонт фильтровой колонны с пакером и пакерными трубами на небольшую глубину (4-5 м), извлечение пакера и пакерных труб и последующую эксплуатацию скважины.The known method involves drilling a filter column with a packer and packer pipes with direct flushing to the first aquifer with free uncontrolled release of sand and water from the aquifer from the well, landing a filter column with packer and packer pipes into a first aquifer with a shallow depth (4-5 m), the extraction of the packer and packer pipes and the subsequent operation of the well.

Устройство для сооружения восстающей скважины включает буровой станок для бурения восстающих скважин, кондуктор, оборудование устья скважины, фильтровую колонну с пакером и пакерными трубами (Е.П.Писанец и др. Техника и технология сооружения дренажных скважин из подземных горных выработок. «Справочник по осушению горных пород». М.: «Недра», 1984, стр. 411-416).A device for constructing a rising well includes a drilling rig for drilling rising wells, a conductor, wellhead equipment, a filter string with a packer and packer pipes (E.P. Pisanets et al. Technique and technology for constructing drainage wells from underground mine workings. "Reference for drainage rocks ". M:" Nedra ", 1984, p. 411-416).

Недостатками известного способа вскрытия водоносного горизонта и устройства для его осуществления являются высокая аварийность при сооружении восстающих дренажных скважин, неуправляемый вынос песка и песчано-гравийных пород из водоносного горизонта и высокая вероятность заполнения горной выработки песчано-гравийной породой, а также неуправляемый процесс вскрытия водоносного горизонта, небольшая глубина посадки фильтровой колонны в водоносный горизонт. Поэтому производительность скважин из водоносного горизонта изменяется в очень широких пределах. Фильтровой колонной перекрывается небольшая мощность первого водоносного горизонта, исключается возможность вскрытия двух водоносных горизонтов.The disadvantages of the known method of opening the aquifer and the device for its implementation are the high accident rate during the construction of rising drainage wells, uncontrolled removal of sand and sand and gravel from the aquifer and the high probability of filling the mine with sand and gravel, as well as the uncontrolled process of opening the aquifer, Shallow depth of landing of the filter column in the aquifer. Therefore, the productivity of the wells from the aquifer varies in a very wide range. The filter column overlaps the small thickness of the first aquifer, eliminating the possibility of opening two aquifers.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленным способу и устройству является способ вскрытия водоносных горизонтов в неустойчивых породах восстающей дренажной скважиной буровой установкой УДБ-8. Буровая установка УДБ-8 включает буровой станок, буровой насос, вращатель, буровой снаряд, промежуточную колонну труб, фильтровую колонну труб и оборудование устья скважины, содержащее кондуктор, корпус устья скважины, подхват труб, сальник, нажимную втулку, отводной патрубок и задвижку. Для сооружения восстающей дренажной скважины устанавливают в камере буровую установку. Забуривают скважину под кондуктор, устанавливают кондуктор и цементируют его, к кондуктору крепят оборудование устья скважины, бурят скважину буровым снарядом до первого водоносного горизонта, бурят промежуточной колонной труб в первом водоносном горизонте на небольшую глубину, бурят скважину фильтровой колонной труб и вскрывают второй водоносный горизонт (Тимошков И.А., Беляков С.И. и др. Опыт сооружения восстающих скважин в Китае. Материалы 2-го международного симпозиума «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях». Белгород, ВИОГЕМ, 1993, с.136-139).The closest set of essential features to the claimed method and device is a method of opening aquifers in unstable rocks by an upright drainage well drilling rig UDB-8. The UDB-8 drilling rig includes a drilling rig, a drilling pump, a rotator, a drill, an intermediate pipe string, a filter pipe string and wellhead equipment containing a conductor, a wellhead body, pipe pickup, an oil seal, a pressure sleeve, an outlet pipe and a valve. For the construction of a rising drainage well, a drilling rig is installed in the chamber. Drill a well under the conductor, install the conductor and cement it, attach the wellhead equipment to the conductor, drill the well with a drill to the first aquifer, drill an intermediate pipe string in the first aquifer to a shallow depth, drill a well with a filter pipe string and open the second aquifer ( Timoshkov I.A., Belyakov S.I. et al. Experience in the construction of uprising wells in China, Materials of the 2nd international symposium "Development of mineral resources and underground structures elstvo in complex hydrogeological conditions. "Belgorod VIOGEM, 1993, s.136-139).

Недостатком прототипа является неуправляемый процесс бурения в неустойчивых породах водоносных горизонтов, высокая аварийность при бурении скважин, большой разброс в производительности скважин.The disadvantage of the prototype is an uncontrolled drilling process in unstable rocks of aquifers, high accident rate while drilling wells, a large variation in well productivity.

Задачей изобретения является создание управляемого способа вскрытия водоносных горизонтов, обеспечивающего возможность бурения восстающих дренажных скважин на два или более водоносных горизонтов в неустойчивых породах, и устройства для его реализации.The objective of the invention is to provide a controlled method of opening aquifers, providing the possibility of drilling rising drainage wells into two or more aquifers in unstable rocks, and devices for its implementation.

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

- Обеспечение устойчивости стенок скважины;- Ensuring the stability of the walls of the well;

- Регулируемый вынос песка, песчано-гравийных пород и других неустойчивых пород из водоносных горизонтов;- Adjustable removal of sand, sand and gravel and other unstable rocks from aquifers;

- Обеспечение управляемости процесса вскрытия водоносного горизонта;- Ensuring the controllability of the process of opening the aquifer;

- Обеспечение возможности вскрытия двух и более водоносных горизонтов;- Providing the ability to open two or more aquifers;

- Обеспечение возможностей эксплуатации двух водоносных горизонтов одной восстающей дренажной скважиной.- Providing opportunities for the exploitation of two aquifers with one rising drainage well.

Решение указанной задачи и достижение вышеперечисленных результатов стало возможным благодаря тому, что в известном способе вскрытия водоносных горизонтов в неустойчивых породах восстающей дренажной скважиной, включающем монтаж основного бурового насоса, бурового станка, бурение восстающей скважины под кондуктор с фланцем, цементирование кондуктора, крепление на фланце кондуктора подхвата для труб и корпуса устья скважины с уплотнительным кольцом, нажимной втулкой, отводным патрубком и задвижкой, бурение восстающей скважины буровым снарядом до первого водоносного горизонта с оставлением перемычки и его извлечение, бурение промежуточной колонной труб, бурение фильтровой колонной труб, имеющей меньший диаметр, чем диаметр промежуточной колонны труб, и извлечение из нее пакера и пакерных труб, монтируют дополнительный буровой насос и подключают его к отводному патрубку корпуса устья скважины, после извлечения бурового снаряда устанавливают на входе этого патрубка насадку, диаметр которой рассчитывают в зависимости от статического уровня водоносных горизонтов на устье скважины, дополнительным буровым насосом непрерывно подают промывочную жидкость для создания противодавления между стенками скважины и промежуточной или фильтровой колоннами труб выше пластового, при этом дополнительный буровой насос работает непрерывно во время бурения этими колоннами труб, а основной включают только на время процесса разрушения породы, после завершения бурения промежуточной колонной труб и посадки ее до кровли первого водоносного горизонта перекрывают кольцевое пространство между кондуктором и этой колонной путем подачи уплотнительного кольца кольцом, жестко закрепленным на нижнем торце промежуточной колонны труб, а после окончания бурения фильтровой колонной труб ее подвешивают к фланцу нажимной втулки, крепят к нему задвижку, закрывают задвижку на отводном патрубке и демонтируют насадку, а также благодаря тому, что известное устройство для вскрытия водоносных горизонтов в неустойчивых породах восстающей дренажной скважиной, включающее буровой станок, вращатель, основной буровой насос, буровой снаряд, промежуточную колонну труб, фильтровую колонну труб и оборудование устья скважины, содержащее кондуктор, корпус устья скважины, подхват труб, сальник, нажимную втулку, отводной патрубок и задвижку, промежуточная колонна труб снабжена кольцом, жестко установленным на ее нижнем торце с возможностью установки уплотнительного кольца для перекрытия кольцевого зазора между кондуктором и промежуточной колонной труб, устройство снабжено дополнительным буровым насосом, связанным с отводным патрубком корпуса устья скважины, а также насадкой, устанавливаемой на выходе этого патрубка, диаметр которой зависит от статистического уровня водоносных горизонтов на устье скважины, и краном поворотным для пропуска воды в отводной патрубок от дополнительного бурового насоса. В частном примере использования способа при сооружении восстающей дренажной скважины в первом водоносном горизонте для добычи из него воды в качестве промежуточной колонны труб используют фильтровую колонну труб.The solution of this problem and the achievement of the above results became possible due to the fact that in the known method of opening aquifers in unstable rocks, a rising drainage well, including mounting a main drilling pump, a drilling rig, drilling a rising well under a conductor with a flange, cementing the conductor, mounting on the conductor flange pickup for pipes and body of the wellhead with a sealing ring, a pressure sleeve, a branch pipe and a valve, drilling of a rising well m shell to the first aquifer, leaving the bridge and removing it, drilling an intermediate pipe string, drilling a filter pipe string having a smaller diameter than the diameter of the intermediate pipe string, and removing the packer and packer pipes from it, mount an additional mud pump and connect it to after the drill is removed, a nozzle is installed at the inlet of this nozzle, the diameter of which is calculated depending on the static level of the aquifers on wellhead, an additional mud pump continuously supplies flushing fluid to create back pressure between the walls of the well and the intermediate or filter pipe strings above the reservoir, while the additional mud pump operates continuously while these pipes are being drilled, and the main pump is turned on only for the duration of the rock destruction process, after completion of drilling with an intermediate string of pipes and its landing to the roof of the first aquifer overlap the annular space between the conductor and this string by supplying a sealing ring with a ring rigidly fixed to the lower end of the intermediate pipe string, and after drilling with the filter pipe string, it is hung up on the flange of the pressure sleeve, the valve is attached to it, the valve is closed on the branch pipe and the nozzle is dismantled, and also due to the fact that A known device for opening aquifers in unstable rocks by a rising drainage well, including a drilling rig, rotator, main mud pump, drill, intermediate pipe string, filter a pipe string and wellhead equipment comprising a conductor, a wellhead body, a pipe pickup, an oil seal, a pressure sleeve, an outlet pipe and a valve, an intermediate pipe string is provided with a ring rigidly mounted on its lower end with the possibility of installing a sealing ring to bridge the annular gap between the conductor and the intermediate pipe string, the device is equipped with an additional mud pump associated with a branch pipe of the wellhead body, as well as a nozzle installed at the outlet of this a branch pipe, the diameter of which depends on the statistical level of the aquifers at the wellhead, and a rotary crane for passing water into the branch pipe from the additional mud pump. In a particular example of the use of the method in the construction of a rising drainage well in the first aquifer, a filter pipe string is used as an intermediate pipe string to produce water from it.

Изобретательским шагом является создание при вскрытии водоносного горизонта противодавления в кольцевом пространстве в области водоносных горизонтов выше статического уровня водоносных горизонтов, что позволяет создать устойчивость стенок скважины, обеспечить управляемый процесс бурения в водоносных горизонтах, возможность бурения на два водоносных горизонта, возможность перекрытия кольцевого пространства между кондуктором и промежуточной колонной. Возможность эксплуатации двух водоносных горизонтов одной восстающей дренажной скважиной обеспечена использованием в качестве промежуточной колонны труб фильтровой колонны труб.An inventive step is to create a counterpressure in the annulus in the aquifer region at the opening of the aquifer above the static level of the aquifers, which allows for the stability of the borehole walls, a controlled drilling process in the aquifers, the possibility of drilling into two aquifers, the possibility of overlapping the annular space between the conductor and an intermediate column. The possibility of exploiting two aquifers with one rising drainage well is provided by using a filter pipe string as an intermediate pipe string.

Заявляемое изобретение иллюстрируют следующие фигуры:The invention is illustrated by the following figures:

Фиг.1. Показана компоновка бурового станка, бурового снаряда и оборудования устья скважины в камере, кондуктор, подхват труб, корпус устья скважины, задвижка.Figure 1. The layout of the drilling rig, drill and equipment of the wellhead in the chamber, conductor, pipe pickup, body of the wellhead, valve is shown.

Фиг.2. Показано оборудование устья скважины: кондуктор, подхват труб, корпус устья скважины, уплотнительное кольцо, сальник, нажимная втулка, отводной патрубок, кран поворотный, задвижка, корпус насадки и насадка.Figure 2. Wellhead equipment is shown: a conductor, pipe pickup, a wellhead housing, a sealing ring, an oil seal, a pressure sleeve, a branch pipe, a rotary valve, a gate valve, a nozzle body and a nozzle.

Фиг.3. Показана промежуточная колонна труб: породообразующий инструмент в виде шарошечного долота, переводник с обратным клапаном, переводники, трубы, труба с приваренным кольцом.Figure 3. An intermediate pipe string is shown: a rock forming tool in the form of a cone bit, a sub with a check valve, sub, pipes, a pipe with a welded ring.

Фиг.4. Показана фильтровая колонна труб: переводник, пакерная труба с левой резьбой, пакерная труба, муфты, фильтр, пакер, короткая труба, трубы, фланец.Figure 4. The filter column of pipes is shown: sub, packer pipe with left-hand thread, packer pipe, couplings, filter, packer, short pipe, pipes, flange.

Устройство для вскрытия водоносных горизонтов в неустойчивых породах восстающей дренажной скважины включает буровой станок 1 (фиг.1), который установлен в камере подземной горной выработки (на фиг. не показана). В этой же камере установлены основной буровой насос (на фиг. не показан) и дополнительный буровой насос (на фиг. не показан). Устройство включает буровой снаряд 2 (фиг.1), состоящий из бурильных труб с породоразрушающим инструментом (на фиг. не показан), оборудование устья скважины (фиг.2), промежуточную колонну труб (фиг.3) и фильтровую колонну труб (фиг.4).A device for opening aquifers in unstable rocks of an ascending drainage well includes a drilling rig 1 (Fig. 1), which is installed in an underground mine working chamber (not shown in Fig.). In the same chamber, a main mud pump (not shown in FIG.) And an additional mud pump (not shown in FIG.) Are installed. The device includes a drill 2 (FIG. 1), consisting of drill pipes with a rock cutting tool (not shown in FIG.), Wellhead equipment (FIG. 2), an intermediate pipe string (FIG. 3) and a filter pipe string (FIG. four).

Оборудование устья скважины (фиг.2) включает кондуктор 3, подхват труб 4, корпус 5 устья скважины, задвижку 6, уплотнительное кольцо 7, сальник 8, нажимную втулку 9, отводной патрубок 10, на котором закреплен поворотный кран 11. К задвижке 6 крепится корпус 12 насадки с насадкой 13, диаметр которой рассчитывают в зависимости от статического напора водоносных горизонтов на устье скважины для обеспечения напора в кольцевом пространстве скважины выше статического напора водоносных горизонтов на устье скважины.The wellhead equipment (Fig. 2) includes a conductor 3, pipe grab 4, a wellhead body 5, a valve 6, an o-ring 7, an oil seal 8, a pressure sleeve 9, an outlet pipe 10 on which a rotary valve 11 is fixed. A valve 6 is attached to the valve 6 nozzle body 12 with nozzle 13, the diameter of which is calculated depending on the static pressure of the aquifers at the wellhead to provide a pressure in the annular space of the well above the static pressure of the aquifers at the wellhead.

Промежуточная колонна труб (фиг.3) включает породоразрушающий инструмент 14 в виде шарошечного долота, переводник с обратным клапаном 15, переводник 16, трубу 17, нижнюю трубу 17 с приваренным к ней кольцом 18, предназначенным для подъема уплотнительного кольца 7 для перекрытия кольцевого зазора между кондуктором 3 и промежуточной колонной труб после посадки ее на заданную глубину, переводник 19 для соединения промежуточной колонны с валом вращателя (на фиг. не показан) бурового станка 1.The intermediate pipe string (Fig. 3) includes a rock cutting tool 14 in the form of a cone bit, a sub with a check valve 15, a sub 16, a pipe 17, a lower pipe 17 with a ring 18 welded to it, designed to lift the sealing ring 7 to close the annular gap between the conductor 3 and the intermediate pipe string after planting it to a predetermined depth, a sub 19 for connecting the intermediate column to the rotator shaft (not shown) of the drilling rig 1.

Фильтровая колонна труб (фиг.4) состоит из переводника 20, пакерной трубы 21 с левой резьбой, муфт 22, фильтров 23, пакерных труб 24 с правой резьбой, короткой трубы 25, пакера 26, труб 27, переводника 28 для соединения фильтровой колонны с валом вращателя бурового станка 1, фланца 29.The filter pipe string (Fig. 4) consists of a sub 20, a packer pipe 21 with a left-hand thread, couplings 22, filters 23, a packer pipe 24 with a right-hand thread, a short pipe 25, a packer 26, pipes 27, a sub 28 for connecting the filter string to the rotator shaft of the drilling machine 1, flange 29.

Заявленный способ сооружения восстающей дренажной скважины осуществляют следующим образом. В камере горной выработки монтируют буровой станок 1, основной буровой насос (на фиг. не показан) и дополнительный буровой насос (на фиг. не показан). Забуривают скважину на глубину 4-5 м. На эту глубину устанавливают кондуктор 3 с фланцем (на фиг. не показан) и цементируют кольцевое пространство. К фланцу кондуктора 3 крепят корпус 5 устья скважины с задвижкой 6 на отводном патрубке 10, нажимной втулкой 9 и сальником 8. Затем в скважину посылают буровой снаряд 2 и бурят до первого водоносного горизонта, оставляя перемычку (на фиг. не показана). После извлечения бурового снаряда 2 в скважину посылают промежуточную колонну труб (фиг.3) с породоразрушающим инструментом 14 в виде шарошечного долота. К задвижке 6 отводного патрубка 10 крепят корпус насадки 12. В корпус насадки 12 вставляют насадку 13. В дальнейшем процесс бурения выполняют с использованием основного и дополнительного буровых насосов. Дополнительным буровым насосом через поворотный кран 11 подают промывочную жидкость в отводной патрубок 10 для создания противодавления выше пластового в кольцевом пространстве между стенками скважины и промежуточной или фильтровой колоннами труб. Дополнительный буровой насос работает непрерывно, основной буровой насос - только в процессе разрушения породы. На заданной глубине бурение промежуточной колонной труб заканчивают, кольцевое пространство между кондуктором 3 и промежуточной колонной труб перекрывают уплотнительным кольцом 7 путем его подачи кольцом 18, буровые насосы выключают, промежуточную колонну труб крепят подхватом труб 4.The claimed method of constructing an upward drainage well is as follows. A drilling rig 1, a main mud pump (not shown) and an additional mud pump (not shown) are mounted in a mining chamber. A well is drilled to a depth of 4-5 m. A conductor 3 with a flange (not shown in Fig.) Is installed at this depth and the annular space is cemented. A casing 5 of the wellhead with a valve 6 on the branch pipe 10, the pressure sleeve 9 and the stuffing box 8 is attached to the conductor flange 3. Then a drill 2 is sent to the well and drilled to the first aquifer, leaving a jumper (not shown in Fig.). After removing the drill 2, an intermediate pipe string (Fig. 3) with a rock cutting tool 14 in the form of a cone bit is sent to the well. The nozzle housing 12 is attached to the valve 6 of the branch pipe 10. The nozzle 13 is inserted into the nozzle housing 12. Further, the drilling process is carried out using the main and additional mud pumps. An additional mud pump through the rotary valve 11 serves flushing fluid in the outlet pipe 10 to create backpressure above the reservoir in the annular space between the walls of the well and the intermediate or filter pipe columns. The additional mud pump operates continuously, the main mud pump - only in the process of rock destruction. At a given depth, the drilling of the intermediate pipe string is completed, the annular space between the conductor 3 and the intermediate pipe string is closed by the sealing ring 7 by feeding it with the ring 18, the mud pumps are turned off, the intermediate pipe string is fixed with a pipe pickup 4.

Затем в скважину посылают фильтровую колонну труб (фиг 4), переводник 20 фильтровой колонны труб соединяют с переводником с обратным клапаном 15 промежуточной колонны труб. При медленном вращении фильтровой колонны труб происходит отсоединение переводника 15 с обратным клапаном и породоразрушающим инструментом 14 в виде шарошечного долота.Then, the filter pipe string is sent to the well (Fig. 4), the pipe pipe filter sub 20 is connected to the sub pipe check valve sub 15 of the intermediate pipe string. When the filter pipe string is slowly rotating, the sub 15 is disconnected with a check valve and rock cutting tool 14 in the form of a cone bit.

Бурение фильтровой колонной труб осуществляют при непрерывной работе дополнительного бурового насоса, что позволяет создать противодавление в кольцевом пространстве скважины при проходке водоносного горизонта. На заданной глубине бурение фильтровой колонной труб заканчивают. Фильтровую колонну труб подвешивают к нажимной втулки 9. К фланцу 29 фильтровой колонны труб крепят задвижку 6. Закрывают задвижку 6 на отводном патрубке 10, демонтируют корпус насадки 12 и насадку 13. В фильтровую колонну труб посылают буровой снаряд 2, с помощью которого извлекают пакер 26, пакерную трубу 21, пакерные трубы 24. Выполняют операции по прокачке скважины и начинают ее эксплуатацию.Drilling with a filter column of pipes is carried out during continuous operation of an additional mud pump, which allows creating back pressure in the annular space of the well during the passage of the aquifer. At a given depth, drilling with a filter pipe string is completed. The filter pipe string is suspended from the pressure sleeve 9. A valve 6 is attached to the flange 29 of the filter pipe string. The valve 6 is closed on the branch pipe 10, the nozzle housing 12 and the nozzle 13 are dismantled. A drill 2 is sent to the pipe filter pipe, by which the packer 26 is removed , packer pipe 21, packer pipes 24. Perform well pumping operations and begin its operation.

Пример 1. ПрототипExample 1. Prototype

На горнодобывающих предприятиях КМА пробурено более 20 восстающих дренажных скважин на два водоносных горизонта. Первый водоносный горизонт залегает на глубине 60-70 м, второй водоносный горизонт - на глубине 80-90 м. Использовались буровой станок УДБ-8-01, основной буровой насос НБ 160/6,3, оборудование устья скважины, промежуточная колонна труб диаметром 114 мм и фильтровая колонна труб диаметром 89 мм с пакером и пакерными трубами.At KMA mining enterprises, more than 20 rising drainage wells were drilled into two aquifers. The first aquifer lies at a depth of 60-70 m, the second aquifer is at a depth of 80-90 m. We used the UDB-8-01 drilling rig, the main drilling pump NB 160 / 6.3, wellhead equipment, an intermediate pipe string with a diameter of 114 mm and a filter pipe string with a diameter of 89 mm with a packer and packer pipes.

Кондуктор из труб диаметром 146 мм установлен на глубину 3-5 м, к нему установлены подхват труб и оборудование устья скважины. До глубины 55 м бурение осуществлялось буровым снарядом диаметром 89 мм с шарошечным долотом диаметром 132 мм, с глубины 55 м до 65 м - промежуточной колонной труб диаметром 114 мм с шарошечным долотом диаметром 132 мм, с глубины 65 м до 85 м - фильтровой колонной труб диаметром 89 мм с шарошечным долотом диаметром 132 мм. Промежуточная колонна труб крепилась с помощью подхвата труб, фильтровая колонна труб крепилась к нажимной втулке.A conductor of pipes with a diameter of 146 mm is installed to a depth of 3-5 m, a pipe pickup and equipment for the wellhead are installed to it. To a depth of 55 m, drilling was carried out by a drill with a diameter of 89 mm with a roller cone with a diameter of 132 mm, from a depth of 55 m to 65 m with an intermediate string of pipes with a diameter of 114 mm and a cone bit with a diameter of 132 mm, from a depth of 65 m to 85 m with a filter casing of pipes with a diameter of 89 mm with a cone bit with a diameter of 132 mm. The intermediate pipe string was attached with a pipe pickup, the filter pipe string was attached to the pressure sleeve.

Процесс бурения в водоносных горизонтах проходил с большими осложнениями. Резко возрастали крутящие моменты на колоннах труб, прихваты их, из скважины выносилось большое количество песка. Были скважины аварийные, отмечен большой разброс в производительности дренажных скважин.The drilling process in aquifers took place with great complications. Torques on pipe columns sharply increased, grabbing them, a large amount of sand was carried out of the well. There were emergency wells, a large variation in the productivity of drainage wells was noted.

Пример 2Example 2

Для горнодобывающего предприятия разработан проект вскрытия двух водоносных горизонтов восстающими дренажными скважинами.A project has been developed for the mining enterprise for the opening of two aquifers with rising drainage wells.

Бурение восстающих дренажных скважин производят из камер на нулевом горизонте буровой установкой УДБ-8-01, укомплектованной основным и дополнительным буровыми насосами НБ 160/6,3.Uprising drainage wells are drilled from chambers on the zero horizon by the UDB-8-01 drilling rig, equipped with the main and additional drilling pumps NB 160 / 6.3.

В геологическом разрезе по скважине представлен первый слой железистых кварцитов, сланцев, плагиогранитов, магнетитов коры выветривания VIII группы грунтов по буримости, I группы грунтов по устойчивости мощностью 50 м; второй слой песков разнозернистых каолинизированных с прослоями глин и песчаников III группы грунтов по буримости, II группы грунтов по устойчивости мощностью 15 м; третий слой глин песчанистых с прослоями песков глинистых, алевритов песчанистых, песков кварцевых III группы грунтов по буримости, II группы грунтов по устойчивости мощностью 30 м; четвертый слой песков разнозернистых, алевритов, галечников, очень редко глин III группы грунтов по буримости, II группы грунтов по устойчивости мощностью 5 м. Второй и пятый слой песков рассматриваются как два водоносных горизонта с напорами на устье до 100 м.In the geological section of the borehole, the first layer of ferruginous quartzites, schists, plagiogranites, magnetites of the weathering crust of the VIII group of soils by drillability, I group of soils by stability with a thickness of 50 m; the second layer of sand of different grains kaolinized with interlayers of clays and sandstones of the III group of soils by drillability, II group of soils by stability with a thickness of 15 m; the third layer of sandy clays with interlayers of clay sands, sandy silts, quartz sand of the III group of soils by drillability, II group of soils by stability with a thickness of 30 m; the fourth layer of sands of different grains, siltstones, pebbles, very rarely clays of the III group of soils by drillability, II group of soils by stability with a thickness of 5 m. The second and fifth layer of sand are considered as two aquifers with pressures at the mouth of up to 100 m.

Для проходки скважины до проектной отметки принимают трехколонную конструкцию скважин. Все скважины вертикальные.To drill a well to the design level, a three-column well design is adopted. All wells are vertical.

Кондуктор из труб диаметром 168 мм устанавливают на глубину 5 м, промежуточную колонну труб диаметром 114 мм - на глубину 65 м, фильтровую колонну труб диаметром 89 мм - на глубину 100 м. Затрубное пространство между трубами диаметром 168 мм и стенами скважины диаметром 215 мм цементируются. Бурение вертикальной дренажной скважины до глубины 5 м осуществляют шарошечным долотом 215 мм, до глубины 45 - шарошечным долотом диаметром 146 мм, до глубины 100 м - шарошечным долотом 132 мм.A conductor of pipes with a diameter of 168 mm is installed to a depth of 5 m, an intermediate string of pipes with a diameter of 114 mm to a depth of 65 m, a filter string of pipes with a diameter of 89 mm to a depth of 100 m. The annulus between the pipes with a diameter of 168 mm and the walls of the well with a diameter of 215 mm are cemented . Drilling a vertical drainage well to a depth of 5 m is carried out using a cone bit 215 mm, to a depth of 45 using a cone bit 146 mm in diameter, and to a depth of 100 m using a cone bit 132 mm.

Бурение промежуточной колонной труб с глубины 45 м до 65 м и фильтровой колонной труб с глубины 65 м до 100 м осуществляют с обеспечением напора промывочной жидкости на устье скважины 1,1 МПа. Для принятого напора на устье скважин и производительности дополнительного насоса, равного 160 л/мин, диаметр насадки равен согласно расчету 8,6 мм.Drilling an intermediate pipe string from a depth of 45 m to 65 m and a filter pipe string from a depth of 65 m to 100 m is carried out with a pressure of flushing fluid at the wellhead of 1.1 MPa. For the accepted pressure at the wellhead and an additional pump capacity of 160 l / min, the nozzle diameter is 8.6 mm, as calculated.

Как видно из примера 2, заявленная совокупность существенных признаков изобретения позволяет решить поставленную задачу, а именно создать управляемый способ вскрытия водоносного горизонта, обеспечивающего возможность бурения восстающих дренажных скважин на два и более водоносных горизонтов за счет создания противодавления выше пластового напора в кольцевом пространстве сквжины в течение всего времени бурения скважины в неустойчивых породах, обеспечиваемое подачей промывочной жидкости в отводной патрубок дополнительным буровым насосом и выпуском водопесчаной смеси через отрегулированную насадку. При этом глубина посадки фильтровой колонны труб достигает проектной глубины.As can be seen from example 2, the claimed combination of essential features of the invention allows us to solve the problem, namely, to create a controlled method of opening an aquifer, which enables drilling of rising drainage wells into two or more aquifers due to the creation of back pressure above the reservoir head in the annular space of the well during the entire time of drilling a well in unstable rocks, provided by the supply of flushing fluid to the branch pipe with additional drilling by sucking and discharging the water-sand mixture through the adjusted nozzle. At the same time, the landing depth of the filter pipe string reaches the design depth.

Claims (3)

1. Способ вскрытия водоносных горизонтов в неустойчивых породах восстающей дренажной скважиной, включающий монтаж основного бурового насоса, бурового станка, бурение восстающей скважины под кондуктор с фланцем, цементирование кондуктора, крепление на фланце кондуктора подхвата труб и корпуса устья скважины с уплотнительным кольцом, нажимной втулкой, отводным патрубком и задвижкой, бурение восстающей скважины буровым снарядом до первого водоносного горизонта с оставлением перемычки и его извлечение, бурение промежуточной колонной труб, бурение фильтровой колонной труб, имеющей меньший диаметр, чем диаметр промежуточной колонны труб и извлечение из нее пакера и пакерных трубок, отличающийся тем, что монтируют дополнительный буровой насос и подключают его к отводному патрубку корпуса устья скважины, после извлечения бурового снаряда устанавливают на выходе этого патрубка насадку, диаметр которой рассчитывают в зависимости от статического уровня водоносных горизонтов на устье скважины, дополнительным буровым насосом непрерывно подают промывочную жидкость для создания противодавления между стенками скважины и промежуточной или фильтровой колонной труб выше пластового, при этом дополнительный буровой насос работает непрерывно во время бурения этими колоннами труб, а основной включают только на время разрушения породы, после завершения бурения промежуточной колонной труб и посадки ее до кровли первого водоносного горизонта перекрывают кольцевое пространство между кондуктором и этой колонной путем подачи уплотнительного кольца кольцом, жестко закрепленным на нижнем торце промежуточной колонны труб, а после окончания бурения фильтровой колонной труб ее подвешивают к фланцу нажимной втулки, крепят к нему задвижку, закрепляют задвижку на отводном патрубке и демонтируют насадку.1. A method of opening aquifers in unstable rocks with a rising drainage well, including mounting a main drilling pump, a drilling rig, drilling a rising well under a conductor with a flange, cementing the conductor, attaching a pipe pickup and a wellhead body to the conductor flange with a sealing ring, a pressure sleeve, a branch pipe and a valve, drilling an upcoming well with a drill to the first aquifer, leaving a lintel and removing it, drilling an intermediate casing b, drilling a filter column of pipes having a smaller diameter than the diameter of the intermediate pipe string and removing the packer and packer tubes from it, characterized in that they mount an additional mud pump and connect it to the outlet pipe of the wellhead body, after removing the drill set at the outlet of this nozzle nozzle, the diameter of which is calculated depending on the static level of the aquifers at the wellhead, the drilling fluid is continuously supplied with an additional mud pump to create pressure between the walls of the well and the intermediate or filter pipe string above the reservoir, while the additional mud pump operates continuously while drilling with these pipe pipes, and the main one is turned on only for the time of rock destruction, after the pipe is finished drilling with the intermediate pipe string and planted to the roof of the first aquifer horizons overlap the annular space between the conductor and this column by supplying a sealing ring with a ring rigidly fixed to the lower end of the intermediate column pipes, and after drilling, the filter pipe string is suspended from the flange of the pressure sleeve, a valve is attached to it, a valve is fixed to the branch pipe and the nozzle is dismantled. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сооружении восстающей дренажной скважины в первом водоносном горизонте в качестве промежуточной колонны труб используют фильтровую колонну труб.2. The method according to claim 1, characterized in that when constructing a rising drainage well in the first aquifer, a filter pipe string is used as an intermediate pipe string. 3. Устройство для вскрытия водоносных горизонтов в неустойчивых породах восстающей дренажной скважиной, включающее буровой станок, вращатель, основной буровой насос, буровой снаряд, промежуточную колонну труб, фильтровую колонну труб и оборудование устья скважины, содержащего кондуктор, корпус устья скважины, подхват труб, сальник, нажимную втулку, отводной патрубок и задвижку, отличающееся тем, что промежуточная колонна труб снабжена кольцом, жестко установленным на ее нижнем торце с возможностью установки уплотнительного кольца для перекрытия кольцевого зазора между кондуктором и промежуточной колонной труб, устройство снабжено также дополнительным буровым насосом, связанным с отводным патрубком устья скважины, а также насадкой, устанавливаемой на выходе этого патрубка, диаметр которой зависит от статического уровня водоносных горизонтов на устье скважины, и краном поворотным для пропуска воды в отводной патрубок от дополнительного бурового насоса. 3. A device for opening aquifers in unstable rocks with a rising drainage well, including a drilling rig, a rotator, a main drilling pump, a drill, an intermediate pipe string, a filter pipe string and equipment for a wellhead containing a conductor, a wellhead body, pipe pickup, an oil seal , a pressure sleeve, an outlet pipe and a valve, characterized in that the intermediate pipe string is provided with a ring rigidly mounted on its lower end with the possibility of installing a sealing ring for In order to close the annular gap between the conductor and the intermediate pipe string, the device is also equipped with an additional mud pump connected to the outlet pipe of the wellhead, as well as a nozzle installed at the outlet of this pipe, the diameter of which depends on the static level of the aquifers at the wellhead, and a rotary crane for water passage into the branch pipe from the additional mud pump.
RU2009109727/03A 2009-03-17 2009-03-17 Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation RU2386776C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009109727/03A RU2386776C1 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009109727/03A RU2386776C1 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2386776C1 true RU2386776C1 (en) 2010-04-20

Family

ID=46275213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009109727/03A RU2386776C1 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2386776C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103104195A (en) * 2013-01-29 2013-05-15 中联重科股份有限公司 Deviation rectifying method, device and system for full casing drilling machine
CN103174428A (en) * 2013-03-15 2013-06-26 金川集团股份有限公司 Method of implementing grouting and water plugging of shaft through chemical grout
CN114837550A (en) * 2022-05-19 2022-08-02 中煤矿业集团有限公司 Fine silt clay layer drilling method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТИМОШКОВ И.А. и др. Опыт сооружения восстающих скважин в Китае. Материалы 2-го международного симпозиума. Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях. - Белгород: ВИОГЕМ, 1993, с.136-139. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103104195A (en) * 2013-01-29 2013-05-15 中联重科股份有限公司 Deviation rectifying method, device and system for full casing drilling machine
CN103104195B (en) * 2013-01-29 2015-03-25 中联重科股份有限公司 Deviation rectifying method, device and system for full casing drilling machine
CN103174428A (en) * 2013-03-15 2013-06-26 金川集团股份有限公司 Method of implementing grouting and water plugging of shaft through chemical grout
CN103174428B (en) * 2013-03-15 2015-10-28 金川集团股份有限公司 A kind of applied chemistry slurries implement the method for grouting for water blocking to vertical shaft
CN114837550A (en) * 2022-05-19 2022-08-02 中煤矿业集团有限公司 Fine silt clay layer drilling method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2614569C (en) Method of increasing reservoir permeability
US6601648B2 (en) Well completion method
CN111535791B (en) Efficient gas extraction method for broken soft low-permeability coal seam well upper and lower combined fracturing area
US20130043031A1 (en) Manifold string for selectivity controlling flowing fluid streams of varying velocities in wells from a single main bore
AU2013200438B2 (en) A method and system of development of a multilateral well
RU2612061C1 (en) Recovery method of shale carbonate oil field
RU2667561C1 (en) Method of multiple hydraulic fracturing of formation in open inclined well hole
CN112253070B (en) Method for sectional seam making, coal washing and outburst elimination of thick coal seam top-bottom linkage horizontal well
RU2570157C1 (en) Method for enhanced oil recovery for deposit penetrated by horizontal well
RU2393320C1 (en) Slim hole well construction method
RU2320849C2 (en) Well construction and operation method
RU2386776C1 (en) Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation
RU2427703C1 (en) Procedure for construction of wells of multi-pay oil field
US3743021A (en) Method for cleaning well perforations
RU2418162C1 (en) Method for improving permeability of bed during extraction of high-viscosity oil
US12116868B2 (en) Method and systems for subsurface carbon capture
RU2382166C1 (en) Method of drilling-in
RU2378495C2 (en) Well filter installation method
RU2474668C1 (en) Well construction method
RU2444611C1 (en) Isolation method of productive formation from bottom water inflow
RU133557U1 (en) DRILLING RIG FOR WATER WELL CONSTRUCTION IN RELIEF WATERFLOW HORIZONS WITH HEADS
RU2382866C2 (en) Method and device for erection of horizontal drain hole in watered sands
RU2459922C1 (en) Method for well construction
RU2520033C1 (en) Method of horizontal oil well construction
RU2235854C1 (en) Method for construction of well for multibed oil deposit