RU2515647C1

RU2515647C1 - Method of well configuring

Info

Publication number: RU2515647C1
Application number: RU2012147662/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Тимонин; Андрей Сергеевич Кондратенко
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-05-20
Also published as: RU2012147662A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: this method consists in well drilling by rock cutter tool of well bottom tool connected with dual drill string with continuous slurry removal from well bottom and transfer of slurry by used working fluid flow under pressure via central channel of said dual drill string. This dual drill string is composed of stationary external pipe accommodating drill bar transmitting the torque and axial force to drill bit with rock cutter tool. At a time, said external pipe is fitted in said drilled well to be left therein as a casing after drilling. Dual drill string central channel is composed by drill bar channel.

EFFECT: higher efficiency and reliability, lower costs, expanded applications.

2 cl, 1 dwg

Description

Техническое решение относится к горной и строительной промышленности, а именно к способам бурения скважин с одновременной их обсадкой, и может найти применение при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.The technical solution relates to the mining and construction industries, and in particular to methods of drilling wells with their simultaneous casing, and can find application in trenchless laying of underground utilities.

Известен способ бестраншейной прокладки коммуникаций в грунте по патенту РФ №2344241, опубл. 20.01.2009 г., вариант 1, включающий образование пионерной скважины по проектной оси прокладываемой коммуникации между рабочим и приемным котлованами и одновременную прокладку в ней буровой штанги, которую соединяют с рабочим органом, последующее расширение пионерной скважины до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа и транспортировку продуктов разрушения потоком очистного агента через трубопровод, который размещают в расширенной части скважины, соединяют с рабочим органом и вращают вместе с ним вокруг продольной оси.A known method of trenchless laying of communications in the soil according to the patent of the Russian Federation No. 2344241, publ. 01/20/2009, option 1, including the formation of a pioneer well along the design axis of the laid communication between the working and receiving pits and the simultaneous laying of a drill rod in it, which is connected to the working body, the subsequent expansion of the pioneer well to the design diameter with soil destruction using the working body and transportation of the destruction products by the flow of the cleaning agent through the pipeline, which is placed in the expanded part of the well, connected to the working body and rotated around it longitudinally th axis.

Недостатком способа является необходимость образования пионерной скважины, которую впоследствии расширяют до требуемого диаметра и затем затягивают обсадную трубу, что является дополнительными операциями, снижающими производительность указанного способа. Кроме того, отсутствие обсаживания скважины в процессе ее расширения может привести к обрушению стенок скважины.The disadvantage of this method is the need for the formation of a pioneer well, which is subsequently expanded to the required diameter and then tightened the casing, which are additional operations that reduce the productivity of this method. In addition, the absence of casing of the well during its expansion can lead to collapse of the walls of the well.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является известный способ бурения с непрерывной транспортировкой шлама по двойной бурильной колонне (см. справочник «Буровой инструмент для геологоразведочных скважин», под ред. Н.И.Корнилова. М.: «Недра», 1990. 356 с.), который включает бурение скважины породоразрушающим инструментом с непрерывным удалением шлама от забоя скважины, его транспортировку потоком отработанного рабочего тела под давлением по центральному каналу двойной бурильной колонны.The closest in technical essence and the set of essential features to the proposed method is a well-known method of drilling with continuous transportation of sludge through a double drill string (see the reference book "Drilling tools for exploration wells", edited by N. I. Kornilov. M .: "Subsoil ", 1990. 356 pp.), Which includes drilling a well with a rock cutting tool with the continuous removal of sludge from the bottom of the well, transporting it under the pressure of the spent working fluid through the central channel of the double storm linen columns.

Недостатком способа является отсутствие обсаживания скважины, что может привести к обрушению ее стенок. Кроме того, в процессе бурения осевое усилие и вращающий момент передают на забойный снаряд через наружную трубу двойной бурильной колонны, что исключает ее применение из неметаллического материала, неустойчивого к нагрузкам, а использование металлической двойной бурильной колонны увеличивает массу оборудования и его стоимость.The disadvantage of this method is the lack of casing of the well, which can lead to collapse of its walls. In addition, during drilling, the axial force and torque are transmitted to the bottom hole through the outer pipe of the double drill string, which excludes its use from non-metallic material, unstable to stress, and the use of a metal double drill string increases the weight of the equipment and its cost.

Технические задачи - повышение эффективности способа сооружения скважины за счет совмещения процессов бурения и обсаживания скважины, увеличение надежности и расширение области применения способа за счет одновременной затяжки обсадной трубы, а также снижение массы и стоимости комплекта оборудования за счет применения наружной трубы двойной бурильной колонны из неметаллического материала.Technical tasks - improving the efficiency of the method of constructing a well by combining the processes of drilling and casing, increasing reliability and expanding the scope of the method by simultaneously tightening the casing, as well as reducing the weight and cost of a set of equipment through the use of an outer pipe of a double drill string made of non-metallic material .

Поставленная задача решается тем, что в способе сооружения скважины, включающем бурение ее породоразрушающим инструментом забойного снаряда, соединенного с двойной бурильной колонной, с непрерывным удалением шлама от забоя скважины, транспортировку шлама потоком отработанного рабочего тела под давлением по центральному каналу двойной бурильной колонны, согласно техническому решению для бурения скважины используют двойную бурильную колонну, образованную невращающейся наружной трубой и размещенной в ней буровой штангой, передающей крутящий момент и осевое усилие на забойный снаряд с породоразрушающим инструментом, причем одновременно с бурением скважины осуществляют затяжку в нее указанной наружной трубы, которую после завершения бурения оставляют в скважине в качестве обсадной трубы, при этом центральным каналом двойной бурильной колонны является канал буровой штанги.The problem is solved in that in the method of constructing a well, including drilling its rock cutting tool downhole connected to a double drill string, with the continuous removal of sludge from the bottom of the well, transporting the sludge by the flow of the spent working fluid under pressure through the Central channel of the double drill string, according to the technical a solution for drilling a well using a double drill string formed by a non-rotating outer pipe and a drill rod placed therein transmitting rutyaschy torque and the axial force to a downhole projectile with rock cutting tool, and simultaneously with drilling of the borehole is carried out tightening into it said outer tube which is left after completion of drilling in the borehole as the casing, wherein the central channel of the drill string is a dual passage drill rod.

Использование двойной бурильной колонны, образованной невращающейся наружной трубой и размещенной в ней буровой штангой, центральным каналом которой является канал буровой штанги, которая передает крутящий момент и осевое усилие на забойный снаряд с породоразрушающим инструментом, позволяет применять один комплект буровых штанг для бурения скважин в широком диапазоне диаметров. При этом наружная труба двойной бурильной колонны может быть выполнена из различных материалов. Например, при сооружении скважин для теплотрасс и газопроводов обсадная труба должна быть металлической, а для кабель-каналов, водопровода и канализации допускается использование неметаллических обсадных труб. Бурение скважины одновременно с затяжкой наружной трубы двойной бурильной колонны, которую после завершения бурения оставляют в скважине в качестве обсадной трубы, исключает операцию обсаживания скважины после ее проходки, что сокращает время проведения работ, а также дает возможность бурения в неустойчивых породах, не давая скважине обрушиться. Предложенная совокупность признаков повышает эффективность и надежность способа и расширяет область его применения.The use of a double drill string formed by a nonrotating outer pipe and a drill rod located in it, the central channel of which is the drill rod channel, which transmits torque and axial force to the bottom hole tool with rock cutting tools, allows the use of one set of drill rods for drilling wells in a wide range diameters. In this case, the outer pipe of the double drill string can be made of various materials. For example, when constructing wells for heating pipelines and gas pipelines, the casing must be metal, and non-metallic casing is allowed for cable channels, water supply and sewage. Drilling a well at the same time as tightening the outer pipe of a double drill string, which is left as a casing in the well after drilling, eliminates the casing operation of the well after it has been drilled, which reduces the time it takes to carry out work and also allows drilling in unstable rocks, preventing the well from collapsing . The proposed set of features increases the efficiency and reliability of the method and expands the scope of its application.

Целесообразно в двойной бурильной колонне использовать наружную трубу из неметаллического материала, так как наружная труба не вращается и не воспринимает усилий от бурового станка. Применение неметаллических труб позволит снизить массу и стоимость двойной бурильной колонны и комплекта оборудования в целом.It is advisable to use an outer pipe made of non-metallic material in a double drill string, since the outer pipe does not rotate and does not absorb forces from the drilling rig. The use of non-metallic pipes will reduce the weight and cost of a double drill string and a set of equipment as a whole.

Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретной реализации способа сооружения скважины и чертежом, на котором показана схема реализации способа.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific implementation of the well construction method and a drawing, which shows a diagram of the implementation of the method.

Способ сооружения скважины реализуют следующим образом. Забойный снаряд 1 приводят в ударно-вращательное действие. Для этого ему передают осевое F и вращательное M усилия от бурового станка (на чертеже не показан) через буровую штангу 2, соединенную с забойным снарядом 1 резьбой. Подачу рабочего тела под давлением P в забойный снаряд 1 осуществляют через патрубок 3 заглушки 4 и пространство между буровой штангой 2 и наружной трубой 5 двойной бурильной колонны, соединенной с забойным снарядом 1 стаканом 6 через упорный подшипник (позицией не обозначен), что позволяет наружной трубе 5 двойной бурильной колонны вращаться вместе с забойным снарядом 1. Заглушку 4 устанавливают на буровой штанге 2 с минимальным зазором и с помощью резьбы соединяют с наружной трубой 5 двойной бурильной колонны. Забойный снаряд 1, воздействуя посредством породоразрушающего инструмента 7 на породу, осуществляет ее разрушение, сбор шлама от забоя скважины и транспортировку его в канал 8 забойного снаряда 1. Далее шлам под действием давления Р_выхвыхлопа рабочего тела по каналу 9 буровой штанги 2, являющемуся продолжением канала 8, транспортируют в шламосборное устройство 10. Одновременно с процессом бурения осуществляют затяжку в скважину наружной трубы 5 двойной бурильной колонны, а после завершения проходки ее отсоединяют от всех элементов и оставляют в скважине в качестве обсадной трубы для исключения обрушений ее стенок.The method of constructing a well is implemented as follows. Downhole projectile 1 lead in shock-rotational action. To do this, they transmit axial F and rotational M forces from the drilling rig (not shown in the drawing) through the drill rod 2 connected to the bottom hole 1 by a thread. The supply of the working fluid under pressure P to the bottom hole 1 is carried out through the pipe 3 of the plug 4 and the space between the drill rod 2 and the outer pipe 5 of the double drill string connected to the bottom hole 1 by a glass 6 through the thrust bearing (not indicated by the position), which allows the outer pipe 5 of the double drill string to rotate with the bottom hole 1. Plug 4 is installed on the drill rod 2 with a minimum clearance and is connected to the outer pipe 5 of the double drill string by means of a thread. Downhole shell 1, by acting on the rock cutting rock tool 7 performs its destruction, collect sludge from the well bottom and transport it in the channel 8 of the projectile 1. Further downhole slurry under pressure P _O of the working fluid exhaust channel 9 of the drill rod 2, which is a continuation of channel 8, is transported to a sludge collecting device 10. Simultaneously with the drilling process, the outer pipe 5 of the double drill string is pulled into the well, and after completion of drilling, it is disconnected from all elements and left they are revealed in the well as a casing to prevent collapse of its walls.

Ударно-вращательное воздействие на забойный снаряд 1 передают через буровую штангу 2, а наружная труба 5 двойной бурильной колонны служит только для защиты стенок скважины от обрушения и остается малонагруженной. Следовательно, наружную трубу 5 двойной бурильной колонны целесообразно выполнить из неметаллического материала, например из полиэтилена, асбестобетона или стеклопластика.The rotational impact on the bottom hole 1 is transmitted through the drill rod 2, and the outer pipe 5 of the double drill string serves only to protect the borehole walls from collapse and remains lightly loaded. Therefore, the outer pipe 5 of the double drill string is expediently made of non-metallic material, for example, polyethylene, asbestos concrete or fiberglass.

Claims

1. The method of constructing a well, including drilling its rock cutting tool downhole connected to a double drill string, with the continuous removal of sludge from the bottom of the well, transporting the sludge by the flow of the spent working fluid under pressure through the Central channel of the double drill string the fact that a double drill string is used to drill a well, formed by a non-rotating outer pipe and a drill rod placed in it, transmitting torque and axial force to the bottom hole with a rock cutting tool, and at the same time as drilling the hole, the specified outer pipe is pulled into it, which after completion of drilling is left in the borehole as a casing pipe, while the central channel of the double drill string is the channel of the drill rod.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the double drill string an outer pipe of non-metallic material is used.