SU1481370A1

SU1481370A1 - Способ ударного бурени с одновременной обсадкой трубами

Info

Publication number: SU1481370A1
Application number: SU864061732A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Арсентьев; Гаррисон Иванович Лукинский; Анна Петровна Полежаева
Original assignee: Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1989-05-23

Abstract

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ,В ЧАСТНОСТИ, К СПОСОБАМ УДАРНОГО БУРЕНИЯ С ОДНОВРЕМЕННОЙ ОБСАДКОЙ ТРУБАМИ /Т/ В ПОРОДАХ, ТРЕБУЮЩИХ ЗАКРЕПЛЕНИЯ, И ПРЕДНАЗНАЧЕНО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ДИАМЕТРОМ БОЛЕЕ 150 ММ И ГЛУБИНОЙ ДО 50 М. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ БУРЕНИЯ ПУТЕМ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРЕДЕЛА ГЛУБИНЫ ПОГРУЖЕНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ КОЛОННЫ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ЧАСТИЧНОМ ЗАКРЕПЛЕНИИ СТЕНОК СКВАЖИНЫ. СПОСОБ ВКЛЮЧАЕТ РАЗРУШЕНИЕ ЗАБОЯ УДАРНЫМ ДОЛОТОМ, ПРИНУДИТЕЛЬНОЕ ПОГРУЖЕНИЕ ОБСАДНЫХ Т, ИЗВЛЕЧЕНИЕ ПОРОДЫ ИЗ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ Т И НАРАЩИВАНИЕ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ ПО МЕРЕ УГЛУБЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ. ПРИ НАРАЩИВАНИИ ОСЬ КАЖДОЙ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ Т СМЕЩАЮТ В ПОПЕРЕЧНОМ НАПРАВЛЕНИИ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ПРЕДЫДУЩЕЙ Т НА ВЕЛИЧИНУ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА И ПОВОРАЧИВАЮТ ВОКРУГ ОСИ СКВАЖИНЫ. ДЛИНУ КАЖДОЙ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ Т ОПРЕДЕЛЯЮТ В СООТВЕТСТВИИ С СООТНОШЕНИЕМ L₀=2,41C-0,5*98ГНТG(*98П/4-Ψ/2)/0,5*98ГТG(*98П/4-Ψ/2), ГДЕ L₀ - РАСЧЕТНАЯ ДЛИНА НАРАЩИВАЕМОЙ Т, СМ

С - СЦЕПЛЕНИЕ ГРУНТА, КГ/СМ²

Ψ - УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ГРУНТА, ГРАД

*98Г - УДЕЛЬНАЯ МАССА ГРУНТА, КГ/СМ³

Н - РАССТОЯНИЕ ОТ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ ДО НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ РАССЧИТЫВАЕМОГО ИНТЕРВАЛА, СМ., ПРИ ЧАСТИЧНОМ ПОДДЕРЖАНИИ ИХ ТРУБОЙ. СМЕЩЕНИЕ В ПОПЕРЕЧНОМ НАПРАВЛЕНИИ КАЖДОЙ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ СЕКЦИИ ОБЕСПЕЧИВАЕТ НЕПОЛНЫЙ КОНТАКТ КОЛОННЫ СО СТЕНКАМИ СКВАЖИНЫ, ЧТО ПОВЫШАЕТ УСТОЙЧИВОСТЬ НЕЗАКРЕПЛЕННОГО УЧАСТКА СТВОЛА И СНИЖАЕТ СИЛУ ТРЕНИЯ, ПРЕПЯТСТВУЮЩУЮ ПОГРУЖЕНИЮ КОЛОННЫ. 6 ИЛ.

Description

Изобретение относитс к горной промышленности, в частности к способам ударного бурени с одновременной обсадкой трубами в породах, требующих закреплени , и предназначаетс дл бурени скважин диаметром более 150 мм и глубиной до 50 м.

Цель изобретени - повышение эффективности бурени путем увеличени предела глубины погружени обсадной колонны за счет снижени сил сопротивлени движению колонны при одновременном частичном закреплении стенок скважины.

На фиг, 1 показан пример сборки обсадной колонны дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг. 2-5 - последовательно наращиваемые трубы, сечение; на фиг, 6 - номограмма дл определени параметров бурени .

Способ осуществл ют следующим образом .

Сбрасыва подвешенное на канате долото (не показано), диаметр которого меньше внутреннего диаметра обсадной трубы 1} производ т бурение на определенную глубину Извлекают долото из скважины и устанавливают первую обсадную трубу 1,св занную через соединительный элемент 2 с коротким переходником , оканчивающимс башмаком 3, Установленна обсадна труба будет иметь частичный контакт с поверхностью ствола скважины. По верхнему торцу установленной трубы нанос т удары свободно падающим забивным снар дом (не показан), в результате чего происходит срезание выступа в породе, образующегос за счет разницы в диаметрах долота и башмака, и погружение обсадной трубы 1, По мере продвижени внутренн полость трубы заполн етс разрыхленным грунтом, который извлекают с помощью буровой желонки (не показана).

При наращивании обсадной трубы 1 ось второй трубы 4 смещают в поперечном направлении относительно оси предыдущей трубы и поворачивают вокруг оси скважины. Дл определени длины труб, составл ющих обсадную колонну, и последовательности их наращивани используетс метод расчета, основанный на предпосылке о возможности пэоходки без закреплени определенного интервала ствола скважины при условии частичного закреплени вышележащих участков. Длина устанавливаемой на данном интервале обсадной трубы должна быть меньше или равна предельной высоте Незакрепленного интервала и определ етс в соответствии с соотношением

Lo

2,41С - 0,5ffHtg(Ј - |)

)

ч

LO - расчетна длина наращиваемой обсадной трубы, см; С - сцепление грунта, кг/см2; Ц - угол внутреннего трени грунта, град;

0

5

0

jj4 - удельный вес грунта, кг/см3 ;

Н - рассто ние от усть скважины до нижней границы рассчитываемого интервала, см.

После установки второй обсадной трубы 4 снова продолжают операции разрушени забо долотом, принудительного погружени второй обсадной трубы , извлечени желонированием разрушенной породы и т.д.

Пример. Проектна глубина скважины Н пр составл ет 2200 см, а физико-механические свойства пород характеризуютс следующими показател ми: С 0,5 кг/см2; Ц 30°; $ 0,0018 кг/см3. Тогда длина самой нижней трубы обсадной колонны на проектной глубине равна: L 117 см «; 1,2 М.

Предельна высота вышележащего интервала скважины определ етс так:

5

0

5

0

5

0

5

Н Н

пр

- L:

2083 см.

Тогда L0 234 см « 2,3 м.

Продолжив расчет, получим следующие длины секций: 4,7 м на глубине 18,5 м и 9,4 м на глубине 13,8 м от поверхности земли.

Обща глубина скважины 22 м разбиваетс , счита от забо л на интервалы длиной 1,2; 2,3; 4,7; 9,4 ми оставшийс до усть скважины интервал длиной 4,4 м. Эти оставшиес 4,4 м ствола скважины могут поддерживатьс секцией трубы, укороченной по сравнению с расчетной длиной до 4,4 м.

На основе полученных данных обща длина обсадной колонны составл ет 22 м.

В соответствии с расчетным р дом длин обсадных труб после погружени первой трубы на всю длину (1,2 м) к ней присоедин ют с помощью соединительного элемента вторую обсадную трубу (2,3 м).

Если перва труба занимала, например , позицию, как показано на фиг. 2, то втора труба должна быть установлена в позиции, как показано на фиг. 3. Дальнейший процесс бурени с последовательным наращиванием и поворотом (фиг. 4 и 5) обсадных труб расчетной длины проходит аналогично.

Так как значени длин труб завис т от физико-механических свойств разбуриваемых пород, то дл их определени может быть использован график , представленный на фиг. 6. С помощью графика могут быть также определены предельные глубины погружени обсадной колонны, соответствующие заданным параметрам грунта.

При наращивании обсадной колонны поперечное смещение каждой последующей трубы относительно оси предыдущей на величину эксцентриситета е и поворот вокруг оси скважины по отношению к оси предыдущей трубы с учетом допустимой длины трубы, определ емой из условий устойчивости стенок скважины при частичном поддержании их трубой, обеспечивают увеличение предела глубины погружени обсадной колонны за счет снижени сопротивлени продвижению колонны при устойчивости состо нии свободной от закреплени поверхности ствола скважины .

скважины, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности бурени путем увеличени предела глубины погружени обсадной колонны за счет снижени сил сопротивлени движению колонны при одновременном частичном закреплении стег- нок скважины, при наращивании обсадной колонны ось каждой последующей трубы смещают в поперечном направлении относительно оси предыдущей трубы и поворачивают вокруг оси скважины , причем длину каждой последую5 Щей трубы определ ют в соответствии с соотношением

Lo 20

2,41С - Of5JHtg(|-) O.SftgCf -)

Claims

Формула изобретени

Способ ударного 0урени с одновременной обсадкой трубами, включающий разрушение забо ударным долотом, принудительное погружение обсадных труб, извлечение породы из внутренней полости трубы и наращивание обсадной колонны по мере углублени

V.vt

Фиг.

где L0 - расчетна длина наращиваемой трубы, см;

С - сцепление грунта, кг/см ;

Ч - угол внутреннего трени грунта, град;

У - удельный вес грунта, кг/см3 ,

Н - рассто ние от усть скважины до нижней границы рассчитываемого интерзала, см.

ФхгМ

О

to

1520

Фиг.6

i5

W Н,н