Кондуктор для крепления устья скважины при бурении

 

КОНДУКТОР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ. УСТЬЯ СКВАЖИНЫ ПРИБУРЕНИИ, включающий трубу с закрепленной на ее наружной поверхности прерывистой винтовой спиралью с консольным внутренним концом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления в неустойчивых породах при вибрационных нагрузках, труба выполнена двуступенчатой, а консольный внутренний конец спирали вьшолнен с увеличиваюпшмся или уменьшающимся шагом относительно шага закрепленной на трубе спирали и заострен в сторону изменения шага. (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИК у Е 21 В 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ййЫАИ : ic a

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЫ ЕТЕНИй И ОТКРЫТИЙ (21) 3497958/29-03 (22) 14. 10.82 (46) 30.04..84. Бюл. У 16 (72) В.В. Лобанов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (53)- 622.676(088.8) (56) 1. Калмыков Е.П. Тампонирование горных пород при сооружении вертикальных стволов. М., "Недра", 1979, с. 53, рис. 18.

2. Патент США У 3662436, кл. 24-115, 1972 (прототип).

„SU„,, 1089225 A (54) (57) К0НДУКТ0Р ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ

УСТЬЯ СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ, включающий трубу с закрепленной на ее наружной поверхности прерывистой винтовой спиралью с консольным внутренним концом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления в неустойчивых породах при вибрационных нагрузках, труба выполнена двуступенчатой, а консольный внутренний конец спирали выполнен с увеличивающимся или уменьшающимся шагом относительно шага закрепленной на трубе спирали и заострен в сторону изменения шага.

1089225

Изобретение относится к буровой. технике, а именно к оборудованию устьев скважин, преимущественно восстанавливающих и горизонтальных дренажных скважин, сооружаемых из 5 подземных горных выработок, а также может быть использовано в горном деле и строительстве, например, при креплении анкеров.

Известен кондуктор для скважин, 10 включающий трубу с фланцем. Кондуктор вставляется в готовую скважину на. глубину не менее расчетной. 3атрубное пространство цементируется (1) .

Недостаток таких кондукторов заключается в значительном расходе труб, цемента, излишних трудозатрат по цементированию затрубного пространства, потерях времени по проведению цементирования и ожидания времени эатвердевания цемента. Кроме того, иэ-за слабой адгезии цементного камня с неустойчивой породой (например глиной) крепление кондукто- 25 ра в скважине ненадежно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является винтовой анкер, ко который может быть испольэован30 для крепления устьев скважин. Анкер включает трубу. (стержень) с закрепленной на ее наружной поверхности прерывистой винтовой спиралью с консольным внутренним концом j2) .

Однако у устройства недостаточно надежное крепление в неустойчивых породах при вибрационных нагрузках, так как консольные концы спиралей при обратном раскручивании будут отклоняться от своего прежнего полажения от трубы (стержня) до тех пор, пока раскручивающие силы не сравняются с силами упругости консольной части спиралей и силами сопротивления (трения и среза) породы. При этом винтовые спирали пойдут по ранее прорезанному в породе винтовому пазу только увеличенной глубины на велй- . чину отклонения консольного конца, т.е. будут углублять паз. Постоянное же углубление (отклонение от трубы) консольного конца спирали, а следовательно стопорение анкера может

Я быть только в относительно устойчивых породах, надежное же крепление в неустойчивых породах исключается.

Кроме того, надежность крепления винтового анкера значительно снизится от действия динамических сил.

Цель изобретения — повышение надежности крепления в неустойчивых породах при вибрационных. нагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем трубу с закрепленной на ее наружной поверхности прерывистой винтовой спиралью с консольным внутренним концом, труба выполнена двухступенчатой, а консольный внутренний конец спирали выполнен с увеличивающимся или уменьшающимся шагом относительно шага закрепленной на трубе спирали и заострен в сторону изменения шага.

На фиг. 1 изображен кондуктор, вид, сбоку;иа фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

Кондуктор содержит двухступенчатую трубу 1 с расширенной хвостовой частью 2. Головная часть 3 трубы 1 соединена с хвостовой частью 2 посредством конуса 4. Хвостовая часть 2 оканчивается фланцем 5. В головной части 3 и в хвостовой части 2 трубы

1 закреплены винтовые спирали — головная часть 6 и хвостовая 7, которые являются продолжением одной вин.товой линии 8, при этом должно соблю-, даться условие

Я 1 7 где D< — наружный диаметр винтовой хвостовой спирали 7> )1 — наружный диаметр винтовой головной спирали 6.

Конец 9 головной спирали 6 выполнен консольно, т.е. не закреплен к трубе 1 и имеет шаг б,, отличный от шага спиралей -6 и 7 и винтовой линии 8. При этом, если 5, с 5<,. то скос 10 консольного конца 9 головной спирали 6 должен быть заострен под углом О6, направленным кверху, т.е. в сторону изменения шага (как показано на фиг. 1), если же,а„ 5g то книзу.

Устройство работает следующим образом.

С помощью бурового станка (не показан) кондуктор вворачивается в скважину 11. При этом консольный конец 9 головной спирали 6 пойдет по прорезанному пазу закрепленной частью спирали 6, т.е. 5 q -- (положение 9a ).

При дальнейшем бурении скважины вибрационные нагрузки от бурового станка

1089225

ВНИИПО Заказ 2889/28 . Ти аж 564 Подписное через оборудование устья — сальнико= вое устройство, превентер (не показаны), находящиеся в непосредственном соприкосновении с буровой колонной,.передаются кондуктору, который будет стремиться вывинчиваться назад. Консольный конец 9 головной спирали 6 из-за сил упругости давит на породу в одну сторону (в направлении изменения шага). При развора- 10 чивании консольный конец 9 зарезается по новому пазу и стопорится.

Герметизация затрубного пространства

12 производится при установке кондуктора за счет увеличения диаметра его хвостовой части 2, который будет больше диаметра скважины З .

Для более прочного закрепления устья скважины диаметр З2 хвостовой спирали 7 должен быть больше диаметра

9 головной спирали 6.

Использование кондуктора позволит ! упростить процесс закрепления устья скважины, снизить время на его установку на каждой скважине, сократить расход труб и цемента.