SU1682547A1 - Способ сооружени дренажных скважин и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности , в частности к способам сооружени  дренажных скважин и устройствам, используемым дл  сооружени  дренажных скважин. Цель - повышение производительности и уменьшение энергозатрат при бурении перемежающихс  по крепости пород. При бурении перемежающихс  по крепости пород осуществл ют разрушение породы двум  коаксиально установленными внешним 3 и внутренним 4 породоразрушающими элементами (ПРЭ), которые соответственно св заны с внешней 1 и внутренней 2 колоннами (К). Причем ПРЭ 3 и 4 разъемно св заны с К 1 и 2 и кинематически с автономными вращател ми. На внутренней поверхности ПРЭ 3 выполнены открытые с внутреннего торца 5 и пазы 6. На внешней поверхности ПРЭ 4 выполнены выступы 7. Внешние ПРЭ 3 св заны с внешней К 1 с помощью байонетного соединени  8. При встрече с твердыми пропластками перемещают внутреннюю К 2 относительно внешней К 1 дл  св зи между собой ПРЭ 4 и 3 внутренней К 2 и внешней К 1. После этого отсоедин ют внешнюю К1 от внешнего ПРЭ 3 и осуществл ют разрушение породы при равных угловых скорост х вращени  ПРЭ 3 и 4. При этом обеспечивают вращение ПРЭ 3 с большей угловой скоростью, чем углова  скорость внешней К1, что обеспечивает повышение эффективности работы . 2 с.п. ф-лы, 4 ил. со с о 00 к ел VJ 9 7 Ь Фиг 3

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , в частности к способам сооружени  дренажных скважин и устройствам дл  сооружени  дренажных скважин.

Цель изобретени  - повышение произ- водительности и уменьшение энергозатрат при бурении перемежающихс  по крепости пород.

Сущность способа заключаетс  в следующем .

С целью повышени  производительности и уменьшени  энергозатрат при бурении перемежающихс  по крепости пород осуществл ют разрушение породы двум  соосными внешним и внутренним вращаю- щимис  породоразрушающими элементами при приложении осевых усилий и вращающейс  обсадной колонне и удаление разру- шенной породы из скважины , разрушение породы осуществл ют при равных угловых скорост х вращени  породоразрушающих элементов, причем обеспечивают вращение внешнего породоразрушающего элемента с большей угловой скоростью, чем углова  скорость обсадной колонны, а осевое уси- лие на породоразрушающие элементы передают одинаковое по величине.

На фиг. 1 изображено устройство дл  сооружени  дренажных скважин, продольный разрез, в момент св зи породоразрушаю- щих элементов между собой и колоннами; на фиг.2 - то же, в момент св зи коронок с колоннами; на фиг.З - то же, в момент св зи коронок между собой и с внутренней колонной; на фиг,4 - вид А на фиг.З. -. Устройство дл  осуществлени  способа содержит внешнюю (обсадную) 1 и внутреннюю (бурильную) 2 колонны труб, соосно расположенные и установленные с возможностью осевого смещени . Внешн   колон- на 1 оснащена породоразрушающим элементом 3, а внутренн   - породоразрушающим элементом А. Породоразрушающие элементы 3 и 4 разъемно св заны с колоннами 1 и 2 соответственно и кинема- тически с автономными вращател ми (не показаны). На внутренней поверхности внешнего породоразрушающего элемента 3 выполнены открытые с внутреннего торца 5 пазы 6. На внешней поверхности породо- разрушающего элемента 4 выполнены выступы 7. Внешний породоразрушающий элемент 3 св зан с внешней колонной 1 с помощью байонетного соединени  8.

Устройство работает следующим обра- зом.

При бурении по м гким породам внутреннюю колонну 2 труб подают назад до выхода выступов 7 из пазов 6. После этого колонны 1 и 2 труб привод т во вращение и

прикладывают осевое усилие на породоразрушающие элементы 3 и 4.

При бурении по крепким породам внутреннюю колонну 2 подают вперед до осуще- ствлени  контакта передней кромки 9 выступов 7 и внутренней торцевой части 5 внешнего породоразрушающего элемента 3. Создава  в месте контакта небольшое давление и проворачива  внутреннюю колонну 2 труб, ввод т в зацепление выступы 7 и пазы 6. Выключают вращение и ввод т выступы 7 внутреннего породоразрушающего элемента 4 в пазы 6 внешнего породоразрушающего элемента 3. После этого внутреннюю колонну 2 труб вращаю в обратную сторону, включают подачу вперед и осуществл ют разъем байонетного соединени  8. Затем привод т во вращение обе колонны труб, на породоразрушающие элементы 3 и 4 прикладывают осевое усилие и осуществл ют бурение.

Способ сооружени  дренажных скважин осуществл ют следующим образом.

Привод т во вращение внутреннюю колонну 2 и соосно расположенную с ней внешнюю колонну 1 и создают одинаковое осевое усилие на породоразрушающие элементы 3 и 4.

При бурении по м гким породам разрушение породы производ т породоразрушающими элементами 3 и 4, имеющими такие же угловые скорости вращени , как и у колонн 1 и 2, так как углова  скорость породоразрушающего элемента 3 в этом случае не играет столь существенной роли, как при бурении по твердым породам. Дл  предотвращени  прорыва водопесчаной смеси внутрь внешней колонны 1 в пространстве между породоразрушающими элементами 3 и 4 создают породную пробку 10.

При встрече с твердыми пропластками пород механическа  скорость бурени  падает , поэтому дл  повышени  ее перераспредел ют св зи между породоразрушающими элементами 3 и 4 и внешней колонной 1. Дл  этого внутреннюю колонну 2 подают вперед и породоразрушающим элементом 4 вход т в зацепление с породоразрушающим элементом 3, производ т рассоединение байонетногосоединени 8 породоразрушающего элемента 3 с колонной 1 и продолжают бурение скважины. В этом случае углова  скорость породоразрушающего элемента 3 повышаетс  и становитс  равной угловой скорости породоразрушающего элемента 4. В результате механическа  скорость бурени  повышаетс . Поскольку углова  скорость вращени  внешней колонны 1 не измен етс , вращение внешнего породоразрушающего элемента происходит с большей угловой скоростью, чем углова  скорость внешней колонны. Поэтому затраты энергии на вращение внешней колонны 1 не увеличиваютс , это позвол ет при расходовании од- ного и того же количества энергии увелиить глубину бурени .

Пример. Скважина сооружаетс  в сеноман-альбском водоносном горизонте, сложенном мелкозернистыми песками, на отметке + 93 м. Напор водоносного горизонта 10 м. Глубина скважины 70 м. 8% мощности пласта (по глубине скважины) составл ют включени  твердых пропласт- ков (деревь  с пиритом). Бурение скважины ведетс  установкой УКД-70, имеющей следующие параметры:

Глубина бурени , м70

Диаметр бурени 

(внешнего породора-

зрушающего инструмента коронки ), мм185

Диаметр внутреннего

породоразрушающего

инструмента (коронки), мм140

Усилие подачи, кНДо 80

Усилие дл  извлечени , кНДо 120

Крут щий момент

на трубах, кН мДо 15

Крут щий момент

на шнеках, кН мДо 0,9

Углова  скорость

вращени  внешней колонны, Углова  скорость вращени  бурильной

0,03

колонны, с 0,6

Вид привода вращателей и подачи (регулирование бесступенчатое) - гидравлический , привод редуктора маслонасосов - вал отбора мощности бульдозера ДЗ-110А, Внешн   коронка св зана с колонной с помощью байонетного соединени . Между внутренней коронкой и колонной соединение резьбовое. Св зь между коронками разъемна  (с помощью выступов на внутренней коронке и пазов на внешней коронке ). Размеры пазов 180 х 20 х 8 мм, выступов - 150 х 16 х 30 мм.

При бурении по включени м твердых пропластков углова  скорость вращени 

5

0 5

0

5

0

5

0 5

0

внешней колонны 0,03 с , углова  скорость вращени  бурильной колонны и обеих коронок 0,6 с .

Claims (2)

1.Способ сооружени  дренажных скважин , включающий разрушение породы двум  св занными с внутренней и наружной колоннами труб породоразрушающими элементами при приложении крут щего момента к каждой из колонн и одинакового по величине осевого усили  подачи, удаление разрушенной породы из скважины, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и уменьшени  энергозатрат при бурении перемежающихс  по крепости пород, перемещают внутреннюю колонну относительно внешней дл  св зи между собой породоразрушающих элементов внутренней и внешней колонн труб, после чего отсоедин ют внешнюю колонну от внешнего породоразрушающего элемента и осуществл ют разрушение породы при равных угловых скорост х вращени  породоразрушающих элементов, при этом обеспечивают вращение внешнего породоразрушающего элемента с большей угловой скоростью, чем углова  скорость внешней колонны.

2.Устройство дл  сооружени  дренажных скважин, включающее коаксиально установленные внешнюю и внутреннюю колонны труб, св занные с породоразрушающими элементами и вращател ми, механизм подачи, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности и уменьшени  энергозатрат при бурении перемещающихс  по крепости пород, внутренн   колонна труб установлена с возможностью поступательного перемещени  относительно внешней колонны труб, а внутренн   поверхность породоразрушающего элемента внешней колонны имеет пазы дл  взаимодействи  с выступами, выполненными на внешней поверхности породоразрушающего элемента внутренней колонны, при этом породоразрушающий элемент внешней колонны св зан с последней посредством байонетного соединени .

i

((f1fM{fffffSSs////s///s/s////s/ss/ S

...

i

Ss

фиг.1

фие.2

Вид А

8

/

А

1Ш

5 7

5 о

лг. «

9 1 7

/

Ф