SU1749444A1 - Способ тампонажа буровых скважин и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу. Цель - обеспечение возможности тампонировани  затопленных от усть  буровых скважин . Способ включает доставку тампо нажной смеем в скважину 2 в эластичном контейнере 10 и перекрытие ствола скважины этим контейнером. Последний перемещают в скважине с использованием кинетической энергии потока воды, Перекрытие ствола скважины контейнером 10 осуществл ют за счет применени  в ка- IS .3 .

Description

честве смеси расшир ющегос  при твердении бетона. Доставку бетона в скважину производ т до начала его твердени . Контейнер 10 опускают в скважину 2 на несущем тросе 14. Контейнер 10 имеет верхний 13 и нижний 8 крепежные элементы. Элемент 13 св зан с тросом 14. Устр-во снабжено досыльным узлом в виде зат жного троса 5с последовательно размещенными на нем грузилами 6 и поплавками 7 Элемент 8 св зан с тросом 5. По длине контейнера 10 с интервалом, равным его диаметру, в расширенном состо нии Дт расположены поперечные разрушаемые св зки 11. Диаметр

контейнера Допределен из соотношени : сЬк 5:DT -K05+2b, где К- коэффициент расширени  бетона при твердении; b - толщина стенки контейнера 10 после расширени  бетона. В районе усть  скважины по дну водоема прот гивают трос 5. Грузила 6 и поплавки 7 зат гиваютс  в скважину 2, увлека  за собой контейнер 10. Трос 14 закрепл ют  корем 15 у усть . Через некоторое врем  происходит расширение бетона в контейнере. Св зки 11 разрушаютс , В скважине 2 образуетс  прочна  пробка . 2 ил., 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относитс  к горнодобывающей промышленности, предназначено дл  тампонажа незатампонированных или некачественно зэтампонированных буровых скважин, по которым из водоема на поверхности поступает вода в горные выработки и может быть использовано в угольной и горнодобывающей промышленности дл  ликвидации притоков воды, поступающей через скважины из водоемов на поверхности .

Известны способы тампонажа скважин путем заполнени  их сверху вниз глиной, цементным или глинистым раствором или же установки в них через определенные интервалы разделительных цементных, бетонных или дерев нных пробок с заполнением или без заполнени  пространства между пробками цементным, бетонными или глинистыми растворами.

Этот способ предполагает тампонаж скважины в процессе или сразу после окончани  ее бурени .

Известен также способ ликвидационного тампонажа скважин, по которому тампо- нажна  смесь из битумов и синтетических смол подаетс  на нужную глубину в специальном подсоединенном к бурильным трубам снар де и выдавливаетс  на стенки скважины промывочным насосом.

Этот способ также возможен только в процессе бурени  или непосредственно после окончани  его.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ ликвидационного тампонажа с доставкой там- понажной смеси к месту тампонажа в

специальном снар де, подсоединенном на бурильных трубах.

Недостаток известного способа заключаетс  в невозможности тампонажа незатампонированных или некачественно затампонированных скважин, по которым в горные выработки поступает вода из затопленных участков на земной поверхности. Известно также устройство дл  тампонажа буровых скважин, включающее опускаемый на несущем тросе распирающийс  контейнер, заполненный твердеющей там- понажной смесью, выполненный из эластичного материала и имеющий верхний,

св занный с несущим тросом, и нижний крепежные элементы.

Недбстатком устройства  вл етс  невозможность его использовани  дл  тампонажа скважин, по которым поступает вода в

горные выработки.

Цель изобретени  - обеспечение возможности тампонажа буровых скважин, по которым в горные выработки поступает вода из водоема на поверхности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что эластичный контейнер перемещают в скважине с использованием кинетической энергии потока воды, причем перекрытие ствола скважины эластичным контейнером осуществл ют за счет применени  в качестве там- понажной смеси расшир ющегос  при твердении бетона, а доставку последнего в скважину производ т до начала его твердени . Устройство дл  тампонажа снабжено

досыльным узлом, выполненным в виде прикрепленного к нижнему крепежному элементу зат жного троса с последовательно размещенными на нем поплавками и грузилами , и поперечными разрушаемыми св зками , расположенными подлине контейнера с интервалом, равным диаметру последнего в расширенном состо нии, при этом контейнер заполнен расшир ющимс  при твердении бетоном, а диаметр его cW определен из соотношени 

d3K DjK°- +2b,

где От - диаметр контейнера в расширенном состо нии;

К - коэффициент объемного расширени  бетона при твердении;

b - толщина стенки контейнера после расширени  бетона.

Именно использование эластичного контейнера определенного диаметра с до- сыльным узлом и поперечными разрушаемыми св зками, с перемещением его за счет кинетической энергии потока воды и применени  в качестве тампонажной смеси расшир ющегос  бетона обеспечиваетс  достижение цели изобретени ,

На фиг, 1 показана скважина в процессе спуска контейнера, вертикальный на фиг.2 - то же, после расширени  тампонажной смеси.

Над устьем 1 (фиг.1) скважины 2, по которой из водоема 3 на поверхности поступает вода в горную выработку 4. по дну водоема 3 перемещают зат жной трос 5 с грузилами 6 и поплавками 7, закрепленными на нем последовательно. Последний по- плавок конце троса закреплен на рассто нии от ближайшего грузила, в 2-3 раза превышающем глубину водоема Нв и  вл етс  сигнальным. При зат гивании в скважину потоком воды какого-либо грузила или поплавка за ним следуют остальные, в том числе и сигнальный, находившийс  на поверхности воды. Дл  того, чтобы поплавки и грузила не расклинились в скважине максимальный их размер принимают не превышающим одной трети диаметра скважины .

Верхний конец зат жного троса 5 присоедин ют карабином 8 к кольцу 9 в нижней части контейнера 10 из эластичного материала (например, резина, армированна  прочными нит ми по длине) заполненного тампонажной смесью из расшир ющегос  бетона с поперечными разрушаемыми св зками 11. Контейнер 10 имеет в верхней части кольцо 12, к которому карабином 13 присоедин етс  несущий трос 14, присоединенный к  корю 15. Закрепленный  корем 15 несущий трос 14 удерживает эластичный контейнер 10 на определенном участке скважины (в месте пересечени  с прочными породами). Через определенное врем  происходит твердение бетона внутри

контейнера, сопровождающеес  его расширением , причем его обьем увеличиваетс  в К раз, где К - коэффициент расширени  бетона . Снар д диаметром d3i на единицу дли- ны, имевший обьем тампонажной смеси до

схватывани 

n(dw-2b

-. после расшире-т

ни  бетона получает объем равный

0 (гЗэк-2Ь)2К

4

где ,14;

йэк - наружный диаметр снар да;

Ь. толщина стенки снар да после рас- jg ширени  смеси.

Дл  того, чтобы полностью перекрыть сечение скважины диаметром DT должно выполн тьс  следующее условие

 (Ьэк-2Ь)2К л:Р2т

04- 4

Откуда требуемый диаметр снар да составит

К ° 5+2Ь.

П р и м е р. По незатампонированной

5 буровой скважине 2 (фиг.1) диаметром 110 мм, устье 1 которой оказалось на дне искусственного водоема 3 глубиной 2,5 м, после подсечени  ее штреком 4 установилс  водо- приток до 65 м3/ч, осложнивший техноло0 гию проходческих работ.

В районе усть  скважины по дну водоема протащили четыре капроновых зат жных троса 5, закрепленных с интервалом 1 м на трехметровом шесте, установленном

5 на корме лодки (не показаны). Грузила 6 и поплавки 7 диаметром 30 мм закреплены ма тросах с интервалом 0,7м. Контрольные (последние на тросе) поплавки закреплены в 7 м от последних грузил.

0 После исчезновени  с поверхности воды одного из поплавков к концу зат жного троса 5, на котором он крепилс , посредством карабина 8 и кольца 9 присоединен эластичный контейнер 10, представл ющий

5 собой резиновую оболочку (длиной 2 м, диаметром 80 мм и толщиной стенок 2 мм), армированную продольными нит ми, с отверстием в верхней части. Через это отверстиеснар дзаправили

0 свежеприготовленной, расшир ющейс  при твердении композицией НР-1 с коэффициентом объемного расширени  и прочно зав зали. Через 110мм по длине снар да его перехватили ст жками, разрушающими5 с  при усилии 40-50 кг.

Контейнер 10 с помощью кольца 12 и карабина 13 соединили с несущим тросом 14, длиной 10 м и опустили в скважину с использованием кинетической энергии потока воды. Аналогичным образом подготовили и спустили в скважину второй контейнер (дл  надежности тампонажа), к которому был присоединен трос длиной 35 м. Длина тросов подбиралась исход  из того, что на глубинах 25-32 м и 38-45 м залегают слои прочных песчаников. Якорь 15, закрепленный на другом конце троса 14, сбросили в воду на рассто нии 5 м от усть  скважины. Его местоположение фиксировалось буйком 17, который соединили с  корем 15 отрез- ком троса 16. При расширении тампонаж- ной смеси (фиг.2) образовалась прочна  пробка в скважине и прекратилось поступление воды в штрек, после чего  корь подн ли и отсоединили от несущего троса. Предварительно перед тампонажом было выполнено определение необходимого диаметра снар да.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ тампонажа буровых скважин, включающий доставку тампонажной смеси в скважину в эластичном контейнере и перекрытие ствола скважины эластичным контейнером , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности тампони- ровани  затопленных от усть -буровых скважин, эластичный контейнер перемещают в скважине с использованием кинетической энергии потока воды, причем перекрытие ствола скважины эластичным контейнером осуществл ют за счет применени  в качестве тампонажной смеси расшир ющегос  при твердении бетона, а доставку последнего в скважину производ т до начала его твердени .
2. 2. Устройство дл  тампонажа буровых скважин, включающее опускаемый на несущем тросе расшир ющийс  контейнер, заполненный твердеющей тампонажной смесью, выполненный из эластичного материала и имеющий верхний, св занный с несущим тросом, и нижний крепежные элементы, отличающеес  тем, что оно снабжено досыльным узлом, выполненным в виде прикрепленного к нижнему крепежному элементу зат жного троса с последовательно размещенными на нем поплавками и грузилами, и поперечными разрушающими св зками, расположенными по длине контейнера с интервалом, равным диаметру последнего в расширенном состо нии, при этом контейнер заполнен расшир ющимс  при твердении бетоном, а диаметр его dj определен из соотношени 

   d3K DT K °5+2b.

   где DT - диаметр контейнера в расширенном состо нии;

   К - коэффициент объемного расширени  бетона при твердении;

   b - толщина стенки контейнера после расширени  бетона.

   «7