RU2671882C1 - Method for strengthening loose soils in construction by directed drilling - Google Patents
Method for strengthening loose soils in construction by directed drilling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671882C1 RU2671882C1 RU2017140440A RU2017140440A RU2671882C1 RU 2671882 C1 RU2671882 C1 RU 2671882C1 RU 2017140440 A RU2017140440 A RU 2017140440A RU 2017140440 A RU2017140440 A RU 2017140440A RU 2671882 C1 RU2671882 C1 RU 2671882C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling fluid
- construction
- drilling
- soils
- pipeline
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 101150006257 rig-4 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
- C09K8/06—Clay-free compositions
- C09K8/08—Clay-free compositions containing natural organic compounds, e.g. polysaccharides, or derivatives thereof
- C09K8/10—Cellulose or derivatives thereof
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения в несцементированных грунтах.The invention relates to the field of construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the method of directional drilling in uncemented soils.
Процесс строительства переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения при прохождении несцементированных грунтов, таких как песок, гравий и галечник, осложняется неустойчивым состоянием ствола скважины, которое может сопровождаться постоянными обрушениями.The process of constructing pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the directional drilling method during the passage of uncemented soils, such as sand, gravel and gravel, is complicated by the unstable state of the wellbore, which can be accompanied by constant collapse.
При этом крупные фракции несцементированных грунтов не выносятся из скважины, а накапливаются на нижней образующей скважины. Природа обрушений лежит в области процессов взаимодействия между частицами грунта, которые характеризуются силами внутреннего трения и удельного сцепления.In this case, large fractions of non-cemented soils are not removed from the well, but accumulate on the lower generatrix of the well. The nature of the collapse lies in the field of interaction processes between soil particles, which are characterized by the forces of internal friction and specific adhesion.
В патентном документе RU 2344263 С1 «Способ проходки неустойчивых пород при бурении скважины» (МПК Е21В 7/00, дата публикации 20.01.2009) раскрыт способ, включающий углубление скважины в интервале пласта с неустойчивыми породами и укрепление стенок скважины в указанном интервале профильными перекрывателями, причем углубление интервала с неустойчивыми породами и укрепление стенок скважины производят последовательными участками, причем длину участка выбирают такой, чтобы не произошел обвал неустойчивых пород за время подъема долота и установки профильного перекрывателя, при этом установку профильных перекрывателей производят с перекрытием внахлест с последовательным уменьшением внутреннего диаметра устанавливаемых профильных перекрывателей в рабочем положении при углублении с расширением ствола скважины на первом участке интервала пласта или встык при последовательном углублении с расширением всех участков ствола скважины.In patent document RU 2344263 C1 “Method for sinking unstable rocks while drilling a well” (IPC E21B 7/00, publication date 01/20/2009) a method is disclosed that includes deepening a well in the interval of a formation with unstable rocks and reinforcing the walls of the well in the indicated interval with profile blockers, moreover, the interval with unstable rocks is deepened and the walls of the well are strengthened in successive sections, the length of the section being chosen so that there is no collapse of unstable rocks during the raising of the bit and installation of profile overlap, while the installation of profile overlaps is performed with overlapping overlapping with a sequential decrease in the internal diameter of the installed profile overlaps in the working position when deepening with the expansion of the wellbore in the first section of the formation interval or end-to-end with sequential deepening with the expansion of all sections of the wellbore.
Недостатком данного способа является необходимость использования профильных перекрывателей, что повышает металлоемкость и массу конструкции.The disadvantage of this method is the need to use profile overlaps, which increases the intensity and weight of the structure.
Кроме того, строительство переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения может быть осуществлен только при использовании одноступенчатой технологии расширения скважины.In addition, the construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the directional drilling method can only be carried out using a single-stage well expansion technology.
Из уровня техники известен патентный документ RU 2153572 С1 «Способ упрочнения стенки скважины при бурении (МПК Е21В 33/138, дата публикации 27.07.2000), в котором раскрыт способ, включающий обработку стенки скважины струей промывочной жидкости, истекающей из боковой насадки кольматационного переводника и содержащей мелкодисперсную фракцию, причем в качестве мелкодисперсной фракции применяют мелкодисперсный гидрофобный материал с размерами частиц 0,1-100 мкм, который подают к поверхностному слою стенки скважины при вскрытии продуктивного пласта со скоростью 70-80 м/с, при этом концентрацию мелкодисперсного гидрофобного материала выбирают из диапазона 0,02-0,03 мас. %. В качестве мелкодисперсного гидрофобного материала применяют вспученный графит, или белую сажу, или аэросил, или тальк, или перлит. Перед подачей мелкодисперсного гидрофобного материала в промывочную жидкость его перемешивают с нефтью и поверхностно-активным веществом - ПАВ.The prior art patent document RU 2153572 C1 “Method for strengthening the wall of a well during drilling (IPC E21B 33/138, publication date 07/27/2000) is disclosed, which discloses a method comprising treating a wall of a well with a jet of flushing fluid flowing out of a side nozzle of a mud sub and containing a finely dispersed fraction, moreover, finely dispersed hydrophobic material with a particle size of 0.1-100 μm, which is fed to the surface layer of the well wall when opening the reservoir with orostyu 70-80 m / s, wherein the concentration of particulate hydrophobic material is selected from the range 0.02-0.03 wt. % Expanded graphite, or white soot, or aerosil, or talc, or perlite, is used as a finely dispersed hydrophobic material. Before feeding finely divided hydrophobic material into the washing liquid, it is mixed with oil and a surfactant - surfactant.
Недостатком данного способа является дороговизна промывочной жидкости, поскольку она содержит нефть, и следствие чего, повышается риск экологического загрязнения.The disadvantage of this method is the high cost of the washing liquid, since it contains oil, and as a result, the risk of environmental pollution increases.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении устойчивости несцементированных грунтов в наклонной скважине большого диаметра, а также в устранении недостатков вышеуказанных технических решений при строительстве переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения.The technical problem to which the invention is directed is to increase the stability of uncemented soils in a large diameter inclined well, as well as to eliminate the disadvantages of the above technical solutions in the construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the directional drilling method.
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого изобретения, является увеличение прочности стенки скважины в зоне залегания несцементированных грунтов.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the strength of the wall of the well in the zone of occurrence of uncemented soils.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается осуществлением способа укрепления несцементированных грунтов при строительстве переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения, включающего обработку призабойной зоны скважины буровым раствором при динамическом напряжении сдвига не менее 300 дПа и коэффициенте пластичности не менее 800 с-1, содержащий размер частиц соответствующий условию:The technical problem is solved, and the technical result is achieved by implementing the method of strengthening uncemented soils during the construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the directional drilling method, which includes treating the bottom-hole zone of the well with a drilling fluid with a dynamic shear stress of at least 300 dPa and a ductility coefficient of at least 800 s -1 , containing the particle size corresponding to the condition:
гдеWhere
Dк - размер диаметра проницаемого канала (мм);D to - the diameter of the permeable channel (mm);
Dч - размер диаметра частиц бурового раствора (мм).D h - the size of the diameter of the particles of the drilling fluid (mm).
В соответствии с заявленным изобретением упрочнение стенки скважины в зоне залегания несцементированных грунтов достигается в процессе фильтрации бурового раствора в несцементированных грунтах, при условии обеспечения отношения размера проницаемого канала к размеру частиц бурового раствора 
В таблице 1 приведены числовые значения динамического напряжения сдвига (ДНС) и коэффициент пластичности бурового раствора (КП) в зависимости от состава грунта.Table 1 shows the numerical values of the dynamic shear stress (BPS) and the coefficient of plasticity of the drilling fluid (KP) depending on the composition of the soil.
Данные значения коэффициента пластичности позволяют сократить интервал неконтролируемой фильтрации бурового раствора в проницаемый грунт в процессе его разбуривания.These values of the coefficient of plasticity can reduce the interval of uncontrolled filtration of the drilling fluid into permeable soil during its drilling.
Фильтрация бурового раствора через проницаемые каналы несцементированного грунта, размер которых намного больше частиц твердой фазы бурового раствора, происходит до момента выравнивания величин перепада давления и потерь давления на движение бурового раствора, при этом структура раствора не разрушается. При достижении глубины проникновения бурового раствора в проницаемые каналы грунта в соответствии с условием затрат энергии на разрушение его структуры из состава разрушенной структуры бурового раствора идет процесс удаления части воды с накоплением и сближением между собой частиц твердой фазы бурового раствора. Сближаясь, частицы твердой фазы в зависимости от состояния связанной ими воды, т.е. качества связей в ней, образуют единую структуру, либо простое накопление твердой фазы. Когда же размеры проницаемых каналов становятся меньше частиц твердой фазы, то под действием дифференциального давления происходит разрушение структуры бурового раствора, и он разделяется на составляющие, которые кольматируют проницаемые каналы, образуя в приствольной зоне скважины экран на основе уплотненных компонентов бурового раствора.Filtration of the drilling fluid through the permeable channels of uncemented soil, the size of which is much larger than the particles of the solid phase of the drilling fluid, occurs until the values of the pressure drop and pressure losses on the movement of the drilling fluid are equalized, while the structure of the fluid is not destroyed. Upon reaching the depth of penetration of the drilling fluid into the permeable channels of the soil in accordance with the condition of energy consumption for the destruction of its structure from the destroyed structure of the drilling fluid, the process of removing part of the water with the accumulation and convergence of particles of the solid phase of the drilling fluid. When approaching, particles of the solid phase depending on the state of the water bound by them, i.e. qualities of bonds in it form a single structure, or simple accumulation of a solid phase. When the dimensions of the permeable channels become smaller than the particles of the solid phase, then under the influence of differential pressure the structure of the drilling fluid is destroyed, and it is divided into components that clog the permeable channels, forming a screen based on the compacted components of the drilling fluid in the near-wellbore zone.
Показателем, позволяющим оценить возможность прохождения процесса фильтрации бурового раствора в несцементированные грунты при строительстве переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения, является отношение размера проницаемого канала Dк к размеру частиц бурового раствора.An indicator that allows us to evaluate the possibility of passing the mud filtration process into uncemented soils during the construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the directional drilling method is the ratio of the permeable channel D to the size of the mud particles.
Размер проницаемого канала Dк (мм) определяется из выражения:The size of the permeable channel D to (mm) is determined from the expression:
где dЭФ - эффективный размер частиц несцементированного грунта, мм; θ - угол упаковки частиц в фиктивном грунте. Для расчета глубины проникновения бурового раствора в несцементированный грунт необходимо вести расчет по заполнителю, а угол упаковки принимают равным 60°-90°. Величину угла упаковки следует сопоставлять с размером частиц и глубиной их залегания.where d EF is the effective particle size of uncemented soil, mm; θ is the packing angle of particles in fictitious soil. To calculate the depth of penetration of the drilling fluid into uncemented soil, it is necessary to calculate the aggregate, and the packing angle is taken equal to 60 ° -90 °. The value of the packing angle should be compared with the size of the particles and their depth.
Эффективный размер частиц несцементированного грунта определяется по формуле:The effective particle size of uncemented soil is determined by the formula:
где ni - массовая или счетная доля, д.е.; di - диаметр частиц грунта, мм.where n i - mass or countable share, CU .; d i - diameter of soil particles, mm.
При разработке проектной документации на строительство переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия, инженерно-геологических изысканий для расчета определения гранулометрического состава несцементированного грунта используют данные, указанные в ГОСТ 12536 - 14 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава и ГОСТ 25100 - 2011 Грунты. Классификация.When developing design documentation for the construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles, engineering and geological surveys, the data specified in GOST 12536 - 14 Soils are used to calculate the determination of the granulometric composition of uncemented soil. Laboratory methods for determination of particle size (grain) and microaggregate composition and GOST 25100 - 2011 Soils. Classification.
Размер частиц бурового раствора Dч (мм) определяется при проведении лабораторных исследований микроскопическими методами в том числе по ГОСТ Р 8.774 - 2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Дисперсный состав жидких сред. Определение размеров частиц по динамическому рассеянию света и ГОСТ Р 8.777 - 11 Государственная система обеспечения единства измерений. Дисперсный состав аэрозолей и взвесей. Определение размеров частиц по дифракции лазерного излучения.The particle size of the drilling fluid Dch (mm) is determined during laboratory studies using microscopic methods, including according to GOST R 8.774 - 2011 State system for ensuring the uniformity of measurements. The dispersed composition of liquid media. Determination of particle sizes by dynamic light scattering and GOST R 8.777 - 11 State system for ensuring the uniformity of measurements. Dispersed composition of aerosols and suspensions. Determination of particle sizes by diffraction of laser radiation.
Равномерное распределение частиц по всему объему бурового раствора достигается за счет обеспечения реологических параметров бурового раствора: динамического напряжения сдвига не менее 300 дПа и коэффициента пластичности не менее 800 с-1.A uniform distribution of particles over the entire volume of the drilling fluid is achieved by providing rheological parameters of the drilling fluid: a dynamic shear stress of at least 300 dPa and a ductility coefficient of at least 800 s -1 .
Возможность достижения технического результата подтверждается проведенными исследованиями по фильтрации технологических жидкостей в образцы из песка различного фракционного состава, результаты представлены в таблице 2.The possibility of achieving a technical result is confirmed by studies on filtering process liquids into sand samples of various fractional composition, the results are presented in table 2.
Результаты исследований п. 1-2 показывают, что при Dк/Dч<1 фильтрация технологических жидкостей в образцы из песка не происходила.The results of studies of items 1-2 show that at Dк / Dч <1, filtering of process liquids into sand samples did not occur.
Результаты исследований п. 3-5 показывают, что при 1<Dк/Dч<6 фильтрация технологических жидкостей в образцы из песка происходила на не полную длину образца (до 65% длины образца).The results of studies of items 3-5 show that at 1 <Dк / Dч <6, the filtration of process liquids into sand samples took place over a partial length of the sample (up to 65% of the sample length).
Результаты исследований п. 6-9 показывают, что при Dк/Dч≥6 фильтрация технологических жидкостей в образцы из песка происходила на полную длину образца (80-100% длины образца) с сохранением его геометрических размеров при значениях коэффициента пластичности более 1362 с-1.The results of studies of items 6–9 show that, at Dк / Dч≥6, process liquids were filtered into sand samples over the full length of the sample (80-100% of the sample length) while maintaining their geometric dimensions with plasticity coefficients of more than 1362 s -1 .
Увеличение прочности стенки скважины в зоне залегания несцементированных грунтов обеспечивается за счет фильтрации бурового раствора через проницаемые каналы грунта, размер которых намного больше частиц твердой фазы бурового раствора, в результате чего происходит накопление и сближение между собой частиц твердой фазы бурового раствора, а площадь контакта между частицами грунта увеличивается.An increase in the strength of the borehole wall in the non-cemented soil occurrence zone is ensured by filtering the drilling fluid through permeable soil channels, the size of which is much larger than the particles of the solid phase of the drilling fluid, resulting in the accumulation and convergence of particles of the solid phase of the drilling fluid, and the contact area between the particles soil increases.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. изображена принципиальная схема реализации способа укрепления несцементированных грунтов при строительстве методом наклонно-направленного бурения.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. depicts a schematic diagram of the implementation of a method of strengthening non-cemented soils during construction by the method of directional drilling.
На чертеже позиции имеют следующие числовые обозначения:In the drawing, the positions have the following numerical designations:
1 - рабочая емкость;1 - working capacity;
2 - трубопровод;2 - pipeline;
3 - насос;3 - pump;
4 - буровая установка;4 - drilling rig;
5 - бурильная труба;5 - drill pipe;
6 - породоразрушающий инструмент;6 - rock cutting tool;
7 - забой скважины7 - bottom hole
Настоящее изобретение поясняется примером, который не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков указанного технического результата.The present invention is illustrated by an example, which is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving this set of features of the specified technical result.
Перед началом строительства переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения в рамках инженерно-геологических изысканий проводятся лабораторные испытания грунтов, слагающих участок перехода. Задачей лабораторных испытаний грунтов является определение физических, физико-механических параметров грунтов в т.ч. гранулометрического состава, плотности, пористости, прочностных параметров и др. На основании полученных данных осуществляется выбор технологии строительства перехода трубопровода через естественные и искусственные препятствия.Before starting the construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the directional drilling method, laboratory tests of soils composing the transition section are carried out as part of engineering and geological surveys. The task of laboratory testing of soils is to determine the physical, physico-mechanical parameters of soils, including particle size distribution, density, porosity, strength parameters, etc. Based on the data obtained, a choice is made of the technology for constructing the transition of the pipeline through natural and artificial obstacles.
Рецептуру бурового раствора и концентрацию материалов подбирают в каждом конкретном случае индивидуально, в зависимости от инженерно-геологических условий.The drilling fluid formulation and concentration of materials are selected individually in each case, depending on the engineering and geological conditions.
В качестве примера рассмотрен процесс фильтрации бурового раствора в образце из песка мелкого по ГОСТ 25100 - 2011. Грунты. Классификация, гранулометрический состав которого приведен в таблице 3.As an example, the filtering process of the drilling fluid in a sample of fine sand according to GOST 25100 - 2011 is considered. Soils. Classification, particle size distribution of which is given in table 3.
Эффективный диаметр песка мелкого вычисляется по формуле (2) и составляет 0,142 мм. Диаметр проницаемого канала Dк (мм) определяется из выражения (1) и при угле упаковки частиц θ=70° составляет 0,06 мм.The effective diameter of fine sand is calculated by the formula (2) and is 0.142 mm. The diameter of the permeable channel D k (mm) is determined from expression (1) and at a particle packing angle θ = 70 ° is 0.06 mm.
Для бурения в несцементированном грунте применяется буровой раствор, включающий бентонитовый глинопорошок, водорастворимые полимеры и воду, в следующем соотношении компонентов, мас. %: монтмориллонитовый глинопорошок - 6; полимер полианнионная целлюлоза - 0,4; вода - остальное, и обладает величиной КП 2677 с-1 и ДНС 830 дПа.For drilling in uncemented soil, a drilling fluid is used, including bentonite clay powder, water-soluble polymers and water, in the following ratio, wt. %: montmorillonite clay powder - 6; polymer polyannionic cellulose - 0.4; water - the rest, and has a value of KP 2677 s -1 and CSN 830 dPa.
Диаметр диспергированных частиц данного бурового раствора (монтмориллонитовый глинопорошок и полимер полианнионная целлюлоза) Dч (мм) составил 0,0001 мм. по результатам проведения лабораторных исследований микроскопическими методами по ГОСТ Р 8.774 - 2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Дисперсный состав жидких сред. Определение размеров частиц по динамическому рассеянию света.The diameter of the dispersed particles of this drilling fluid (montmorillonite clay powder and polymer polyannion cellulose) Dh (mm) was 0.0001 mm. according to the results of laboratory studies using microscopic methods in accordance with GOST R 8.774 - 2011 State system for ensuring the uniformity of measurements. The dispersed composition of liquid media. Determination of particle sizes by dynamic light scattering.
Отношение размера проницаемого канала к размеру частиц бурового раствора составляет 
Таким образом, выполняется условие соотношения размера проницаемого канала к размеру частиц бурового раствора 
Реализации способа укрепления несцементированных грунтов в процессе строительства переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения осуществляется следующим образом.The implementation of the method of strengthening uncemented soils during the construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the directional drilling method is as follows.
Буровой раствор в зависимости от инженерно-геологических условий готовится в рабочей емкости 1, из которой после приготовления по трубопроводу 2 посредством работы насоса 3 подается на буровую установку 4.The drilling fluid, depending on the engineering-geological conditions, is prepared in the working
С буровой установки 4 по бурильным трубам 5 буровой раствор с заданными реологическими параметрами поступает на забой скважины 7 через породоразрушающий инструмент 6.From the
В результате реализации заявленного изобретения достигается повышение надежности при протаскивании трубопровода в стволе скважины в процессе строительства переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения.As a result of the implementation of the claimed invention, an increase in reliability is achieved when the pipeline is pulled in the wellbore during the construction of pipeline crossings through natural and artificial obstacles by the directional drilling method.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140440A RU2671882C1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for strengthening loose soils in construction by directed drilling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140440A RU2671882C1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for strengthening loose soils in construction by directed drilling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2671882C1 true RU2671882C1 (en) | 2018-11-07 |
Family
ID=64103403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017140440A RU2671882C1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for strengthening loose soils in construction by directed drilling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2671882C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4880468A (en) * | 1988-09-29 | 1989-11-14 | Halliburton Services | Waste solidification composition and methods |
| RU2153572C1 (en) * | 1999-12-07 | 2000-07-27 | Ишкаев Раувель Калимуллинович | Method of strengthening well wall in drilling |
| RU2522317C1 (en) * | 2013-02-20 | 2014-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидромеханизированные работы" | Soil-slime mix |
| RU2541009C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибпромстрой" | Improved road-building soil |
| RU2551560C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-05-27 | Станислав Сергеевич Заболоцкий | Road-building composite material |
-
2017
- 2017-11-21 RU RU2017140440A patent/RU2671882C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4880468A (en) * | 1988-09-29 | 1989-11-14 | Halliburton Services | Waste solidification composition and methods |
| RU2153572C1 (en) * | 1999-12-07 | 2000-07-27 | Ишкаев Раувель Калимуллинович | Method of strengthening well wall in drilling |
| RU2522317C1 (en) * | 2013-02-20 | 2014-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидромеханизированные работы" | Soil-slime mix |
| RU2541009C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибпромстрой" | Improved road-building soil |
| RU2551560C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-05-27 | Станислав Сергеевич Заболоцкий | Road-building composite material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Talmon et al. | Invasion of pressurized clay suspensions into granular soil | |
| Xu et al. | Bentonite slurry infiltration into sand: filter cake formation under various conditions | |
| Awan et al. | Coal fines migration: A holistic review of influencing factors | |
| US20150292278A1 (en) | Method of Stopping Lost Circulation | |
| Tremblay et al. | Modelling of sand production from wells on primary recovery | |
| Chapuis et al. | Hydraulic anisotropy of homogeneous soils and rocks: influence of the densification process. | |
| Zeng et al. | The formation and broken of cuttings bed during reaming process in horizontal directional drilling | |
| Ma et al. | Filter cake formation process by involving the influence of solid particle size distribution in drilling fluids | |
| Yousif et al. | Physical clogging of uniformly graded porous media under constant flow rates | |
| Peysson | Solid/liquid dispersions in drilling and production | |
| Blinov | Determining the stability of the borehole walls at drilling intervals of loosely coupled rocks considering zenith angle | |
| Xu et al. | Pressure infiltration characteristics of foam for EPB shield tunnelling in saturated sand–part 2: soil–foam mixture | |
| Guo et al. | Formation protection method of oil‐based drilling fluid for deep fractured tight gas reservoir | |
| Faber et al. | Migration and deposition of fine particles in a porous filter and alluvial deposit: laboratory experiments | |
| Nguyen et al. | Experimental investigation of plugging and fracturing mechanisms in unconsolidated sand reservoirs under injection of water containing suspended fine particles | |
| CN108086908B (en) | Method for using slurry in river channel crossing construction by directional drilling | |
| Mohammed | Characterization and modeling of polymer-treated and nano particle modified sulfate contaminated soils, drilling muds, and hydraulic fracturing fluids under groundwater | |
| RU2671882C1 (en) | Method for strengthening loose soils in construction by directed drilling | |
| Ma et al. | Experimental investigation of the plugging mechanisms of non-consolidated prepacked gravel screens | |
| Guo | Effect of Stress Build-Up around SAGD Wellbores on the Slotted Liner Performance | |
| Raheem et al. | Testing and modeling of filter cake formation using new seepage-consolidation concept | |
| Van Lopik et al. | Contribution to head loss by partial penetration and well completion: implications for dewatering and artificial recharge wells | |
| RU2483091C1 (en) | Drilling fluid for flushing of long-distance steeply inclined wells under conditions of permafrost and highly colloidal clay rocks, and its application method | |
| Boonstra et al. | Well design and construction | |
| Khan et al. | Smart standalone screen completion strategy for sand control by balancing fluid influx: A review on sand retention for screen selection, acoustic sand leak detection and sand removal methods from subsurface to surface |