RU98463U1

RU98463U1 - SMALL DEVICE FOR DRILLING BREEDS FILLED WITH WATER

Info

Publication number: RU98463U1
Application number: RU2010119321/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Кучумов
Original assignee: Александр Владимирович Кучумов
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2010-10-20

Abstract

1. Малогабаритное устройство для бурения пород, наполненных водой, содержащее корпус с установленными в нем погружным насосом и гидроциклоном, снабженным сливной пробкой. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гидроциклон установлен с образованием кольцевого зазора относительно корпуса. 1. A small-sized device for drilling rocks filled with water, comprising a housing with a submersible pump installed in it and a hydrocyclone equipped with a drain plug. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the hydrocyclone is installed with the formation of an annular gap relative to the housing.

Description

Полезная модель относится к технике бурения скважин, преимущественно к сверхлегким, легко переносимым буровым устройствам и может быть использована при бурении скважин в породах, наполненных водой.The utility model relates to the technique of drilling wells, mainly to ultralight, easily portable drilling devices and can be used when drilling wells in rocks filled with water.

Известна легкая передвижная шлангокабельная буровая установка, включающая смонтированные на платформе автомобиля буровую мачту, шлангоприемник со шлангокабелем, погружной забойный двигатель, насос (см. патент США N 4971162, кл. Е21В 4/20, 1990).A lightweight portable umbilical drilling rig is known, including a drill mast mounted on a vehicle platform, a hose receptacle with a umbilical, a submersible downhole motor, and a pump (see US Pat. No. 4,971,162, CL E21B 4/20, 1990).

Известна легкая передвижная буровая шлангокабельная установка, смонтированная на платформе автомобиля, которая включает установленные на платформе мачту, шлангоприемник со шлангокабелем, самовсасывающий центробежный насос, забойный двигатель с внутренним проходным отверстием для пропуска жидкости (Рошаль Э.Е., Амелин Б.А. и др. Механизация и автоматизация спуско-подъемных операций. ОНТИ ВИТР. Л., 1969, с.82-83).Known light mobile drilling umbilical installation mounted on a vehicle platform, which includes a mast mounted on the platform, a hose acceptor with a umbilical, a self-priming centrifugal pump, a downhole motor with an internal passage for fluid passage (Roshal E.E., Amelin B.A., etc. Mechanization and automation of hoisting operations. ONTI VITR. L., 1969, p. 82-83).

Известные установки предназначены для бурения скважин способом прямой промывки. При бурении этим методом в качестве промывочной жидкости в основном используется глинистый раствор. Бурение скважин различного целевого назначения осуществляется малыми диаметрами с использованием в качестве забойных двигателей с электрическим, гидравлическим или пневматическим приводом.Known installations are designed for drilling wells by direct flushing. When drilling by this method, a clay solution is mainly used as a washing liquid. Drilling of wells for various purposes is carried out in small diameters using electric, hydraulic or pneumatic drives as downhole motors.

Недостатками известных легких передвижных установок шлангокабельного бурения являются возможность бурения скважин малого диаметра методом прямой промывки, значительная глинизация водосодержащих пород при бурении скважин на воду, а также необходимость обеспечения промывочной жидкостью и загрязнение окружающей территории разрыхленной породой за счет подачи ее на поверхность.The disadvantages of the lightweight portable mobile umbilical drilling rigs are the possibility of drilling small diameter wells by direct flushing, significant claying of water-bearing rocks when drilling water wells, as well as the need to provide flushing fluid and contaminating the surrounding area with loose rock by feeding it to the surface.

Известна легкая передвижная установка шлангокабельного бурения на глубину до 100 м, содержащая установленные на шасси мачту, лебедки, шлангоприемник со шлангокабелем, самовсасывающий центробежный насос, забойный двигатель с внутренним проходным отверстием для пропуска жидкости, дополнительно снабженная установленными на упомянутом шасси электрогенератором и спаренным с вакуумным центробежным насосом (см. патент РФ №2122099, МПК 6 Е21В 7/02, 1998 г.)Known for easy mobile installation of umbilical drilling to a depth of 100 m, containing a mast mounted on the chassis, winches, a hose acceptor with umbilical, a self-priming centrifugal pump, a downhole motor with an internal passage for fluid passage, additionally equipped with an electric generator mounted on the said chassis and paired with a vacuum centrifuge pump (see RF patent No. 2122099, IPC 6 ЕВВ 7/02, 1998)

Недостатком данной установки является использование чистой воды для обратной промывки при бурении и загрязнение окружающей территории разрыхленной породой за счет подачи ее на поверхность. Кроме того, данная установка может транспортироваться только с использованием большегрузного автомобиля.The disadvantage of this installation is the use of clean water for backwashing during drilling and contamination of the surrounding area with loose rock by feeding it to the surface. In addition, this installation can only be transported using a heavy truck.

Известна буровая установка ГБ-50, которая состоит из: мотора, редуктора, разборной рамы, буровых штанг с муфтами, буров, вертлюга, системы электрооборудования, лебедки для опускания и подъема рабочих частей. Бурение скважин на воду с использованием мобильной установки ГБ-50 осуществляется оборотной водой. После сборки установки, рядом с ней выкапываются две связанных ямы в земле объемом около 0,2 кубометра. Первая яма связана с местом бурения, а вторая - с первой. Обе ямы заполняются водой, во вторую яму опускается мотопомпа для грязной воды. Далее мотопомпа подключается к установке, а та в свою очередь - к сети 220 вольт. После включения установки буровые штанги начинают крутиться, оператор опускает лебедкой рабочие органы. Внутри буровых штанг в это время проходит вода и через отверстия в буре вымывает почву снаружи буровых штанг на поверхность и выводит ее в первую яму. Здесь оседают более крупные части грунта, а более чистая вода идет во вторую яму, откуда при помощи мотопомпы направляется обратно в скважину. (см. http://content.mail.ru/arch/78445/3199868.html и http://www.naturlich.ru/nauka/2008/t0719-1.html).Known drilling rig GB-50, which consists of: motor, gearbox, collapsible frame, drill rods with couplings, drills, swivel, electrical system, winch for lowering and lifting the working parts. Drilling water wells using a mobile unit GB-50 is carried out with recycled water. After assembling the installation, two connected pits are excavated next to it in the ground with a volume of about 0.2 cubic meters. The first pit is connected with the drilling site, and the second - with the first. Both pits are filled with water, a motor pump for dirty water is lowered into the second pit. Next, the motor pump is connected to the installation, and that in turn is connected to a 220 volt network. After the installation is turned on, the drill rods begin to spin, the operator lowers the working bodies with a winch. At that time, water passes inside the drill rods and through the holes in the drill leaches the soil from the outside of the drill rods to the surface and displays it in the first pit. Here, larger parts of the soil settle, and cleaner water goes into the second hole, from where it is sent back to the well with the help of a motor pump. (see http://content.mail.ru/arch/78445/3199868.html and http://www.naturlich.ru/nauka/2008/t0719-1.html).

Недостатком данной установки является использование чистой воды для обратной промывки при бурении и загрязнение окружающей территории разрыхленной породой за счет подачи ее на поверхность.The disadvantage of this installation is the use of clean water for backwashing during drilling and contamination of the surrounding area with loose rock by feeding it to the surface.

Описанные выше устройства предназначены для бурения твердых пород.The devices described above are intended for drilling hard rock.

При прохождении так называемых «плывунов», т.е., пород, наполненных водой, эффективность бурения такими установками резко снижается, поэтому для извлечения рыхлой и осыпающейся почвы, содержащей большое количество влаги, предназначена желонка. Извлечение почвы происходит ударным методом, поэтому внизу желонки имеется наконечник, диаметр которого на 4-6 мм превосходит диаметр корпуса. Желонки бывают поршневыми и обычными. Корпус желонки изготовлен из стальной трубы длинной 2-3 метра. Внизу желонки имеется стальной башмак, сверху - резьба крепления к канату или штанге. Клапан обычной желонки делают в виде шарика. Клапан может быть выполнен плоским из стальной пластины с уплотнением резиной, кожей или без него. Устройство поршневой желонки сложнее. Внутрь желонки устанавливается поршень, которым управляет штанга. (см. http://voda-bur.narod.ru/, http://www.luxhouse.net/).When passing through the so-called “quicksand”, that is, rocks filled with water, the drilling efficiency of such installations is sharply reduced, therefore, for the extraction of loose and crumbling soil containing a large amount of moisture, a bailer is intended. Extraction of the soil occurs by the shock method, therefore, at the bottom of the flap there is a tip whose diameter is 4-6 mm greater than the diameter of the body. The baits are piston and conventional. The body of the baffle is made of a steel pipe 2-3 meters long. At the bottom of the bumper there is a steel shoe, at the top there is a thread for fastening to a rope or a rod. The valve of a conventional bailer is made in the form of a ball. The valve can be made flat of a steel plate with rubber, leather or without seal. The design of the piston flap is more complicated. A piston, which is controlled by a rod, is installed inside the choke. (see http://voda-bur.narod.ru/, http://www.luxhouse.net/).

Процесс бурения представляет повторяющийся цикл процесса бурения и очистки инструмента. Очистка возможна при полном вынимании инструмента. Чем длиннее инструмент, тем сложнее вынимать его из скважины. При сбрасывании в забой башмак желонки врезается в породу, которая приподнимает клапан и входит в трубу. Когда желонку поднимают, клапан закрывается и удерживает избранную породу. После заполнения породой желонку извлекают на поверхность и очищают, поворачивая ее для этого вверх клапаном с помощью специального устройства, позволяющего не отсоединять желонку от штанги.The drilling process is a repeating cycle of the drilling and tool cleaning process. Cleaning is possible with the tool fully removed. The longer the tool, the more difficult it is to remove it from the well. When dropping into the face, the boot of the bobbin crashes into the rock, which lifts the valve and enters the pipe. When the choke is lifted, the valve closes and holds the selected rock. After filling with the rock, the bailer is removed to the surface and cleaned by turning it upward with the valve using a special device that allows not to disconnect the bailer from the rod.

Недостатком данного решения является высокая трудоемкость работ, связанная с выполнением тяжелых ручных операций.The disadvantage of this solution is the high complexity of the work associated with the performance of heavy manual operations.

Задача, решаемая полезной моделью - создание мобильной малогабаритной установки, позволяющей ускорить процесс бурения «плывунов», используя при этом средства автоматизации данного процесса и снижая использование ручного труда.The problem solved by the utility model is the creation of a mobile small-sized installation, which allows to accelerate the drilling process of “quicksand”, while using automation tools of this process and reducing the use of manual labor.

Поставленная задача решается за счет того, что разработано малогабаритное устройство для бурения пород, наполненных водой, содержащее корпус с установленными в нем погружным насосом и гидроциклоном, снабженным сливной пробкой.The problem is solved due to the fact that a small-sized device for drilling rocks filled with water has been developed, comprising a housing with a submersible pump and a hydrocyclone equipped with a drain plug installed in it.

Гидроциклон установлен с зазором относительно корпуса.The hydrocyclone is installed with a gap relative to the body.

Технический результат от использования всей совокупности существенных признаков такого нового технического решения заключается в обеспечении возможности ускорения процесса бурения «плывунов» с использованием средств автоматизации данного процесса и снижения использования ручного труда.The technical result from the use of the totality of the essential features of such a new technical solution is to provide the opportunity to accelerate the drilling process "quicksand" using automation of this process and reduce the use of manual labor.

Наличие в устройстве, погружного насоса и гидроциклона позволяет ускорить процесс бурения, исключив практически ручной труд.The presence in the device, a submersible pump and a hydrocyclone can accelerate the drilling process, eliminating almost manual labor.

Все устройство затем можно транспортировать в багажнике легкового автомобиля.The entire device can then be transported in the trunk of a car.

Фиг.1 показан общий вид устройства.Figure 1 shows a General view of the device.

Малогабаритное устройство для бурения пород, наполненных водой, содержит корпус 1, в верхней части которого жестко закреплен погружной насос 2. Нижняя часть насоса 2 контактирует с верхней частью гидроциклона 3. Гидроциклон 3 жестко закреплен в корпусе, при этом между корпусом 1 и гидроциклоном 3 образован кольцевой зазор 4. Нижняя часть гидроциклона 3 снабжена сливной пробкой 5. В верхней части корпус 1 снабжен крепежным элементом 6 для соединения с канатом (условно не показан), обеспечивающим соединение с подъемным устройством, например, лебедкой, для подъема и опускания устройства в скважину.A small-sized device for drilling rocks filled with water contains a housing 1, in the upper part of which a submersible pump 2 is rigidly fixed. The lower part of the pump 2 is in contact with the upper part of the hydrocyclone 3. The hydrocyclone 3 is rigidly fixed in the housing, while between the housing 1 and the hydrocyclone 3 is formed annular gap 4. The lower part of the hydrocyclone 3 is equipped with a drain plug 5. In the upper part, the housing 1 is equipped with a fastening element 6 for connection with a rope (not shown conventionally), providing connection with a lifting device, for example, a swan Coy, for raising and lowering the device into the well.

Буровая установка работает следующим образом.The drilling rig operates as follows.

Бурение твердых пород может быть осуществлено с помощью любых известных ручных буровых установок. При достижении пород, наполненных водой, в работу включают описываемое устройство.Hard rock drilling can be carried out using any known manual drilling rigs. Upon reaching the rocks filled with water, the described device is included in the work.

Процесс бурения скважин вручную сопровождается бурением с применением буровой вышки (условно не показана). С помощью буровой вышки над точкой бурения подвешивают лебедку, к которой присоединяют канат (или может быть использовано другое средство для соединения лебедки с устройством). К канату через крепежный элемент 6 присоединяется малогабаритное устройство, посредством чего опускают его в скважину для бурения пород, наполненных водой. С канатом связан кабель электропривода насоса 2.The manual drilling process is accompanied by drilling using a derrick (not shown conditionally). Using a derrick above the drilling point, a winch is suspended to which a rope is attached (or other means can be used to connect the winch to the device). A small-sized device is attached to the rope through the fastening element 6, whereby it is lowered into a well for drilling rocks filled with water. A cable for pump electric drive 2 is connected to the rope.

Погружной насос 2 создает циркуляцию воды, содержащейся в породе, высасывая ее со дна скважины через корпус 1 устройства и выбрасывая назад через отверстия в верхней части корпуса в полость скважины (см. фиг.1, перемещение воды указано стрелками). Вода захватывает со дна скважины размытый грунт и поднимается по кольцевому зазору 4 между корпусом 1 и гидроциклоном 3. Далее вода с размытым грунтом поступает в гидроциклон 3, где за счет центробежных сил частицы грунта оседают, а вода поднимается в верхнюю часть и засасывается в насос 2. За счет фильтра, установленного в нижней части насоса 2, предотвращается попадание частиц грунта в насос, при этом вода проходит через насос 2 и вновь выбрасывается в скважину. Поднятый водой грунт оседает в гидроциклоне 3. Для опорожнения гидроциклона устройство извлекают из скважины и отвинчивают пробку 5.The submersible pump 2 circulates the water contained in the rock, sucking it from the bottom of the well through the device body 1 and throwing it back through the holes in the upper part of the body into the well cavity (see Fig. 1, the movement of water is indicated by arrows). Water captures the eroded soil from the bottom of the well and rises along the annular gap 4 between the body 1 and the hydrocyclone 3. Next, the water with the eroded soil enters the hydrocyclone 3, where due to centrifugal forces the soil particles settle, and the water rises to the top and is sucked into the pump 2 Due to the filter installed in the lower part of the pump 2, soil particles are prevented from entering the pump, while water passes through the pump 2 and is again discharged into the well. Raised soil water settles in the hydrocyclone 3. To empty the hydrocyclone, the device is removed from the well and the plug 5 is unscrewed.

Устройство после бурения скважины затем можно разобрать на отдельные элементы и транспортировать в багажнике легкового автомобиля.After drilling the well, the device can then be disassembled into separate elements and transported in the trunk of a car.

Устройство может быть собрано из известных элементов, используемых в настоящее время для гидробурения.The device can be assembled from known elements currently used for hydraulic drilling.

Устройство мобильно, недорого в изготовлении и может быть применено для ручного бурения скважин при проходе пород, наполненных водой (водоносный слой, не подлежащий к использованию).The device is mobile, inexpensive to manufacture and can be used for manual drilling of wells during the passage of rocks filled with water (aquifer not to be used).

Устройство прошло испытания в полевых условиях при бурении на воду и показало высокую эффективность бурения в породах, наполненных водой.The device was tested in field conditions when drilling for water and showed high drilling efficiency in rocks filled with water.

Claims

1. A small-sized device for drilling rocks filled with water, comprising a housing with a submersible pump installed in it and a hydrocyclone equipped with a drain plug.

2. The device according to claim 1, characterized in that the hydrocyclone is installed with the formation of an annular gap relative to the housing.