Устройство для бурения скважин

 

Изобретение относится к области горной пром-ти. Цель изобретения - повышение нроизводительности бурения при сооружении восстающих скважин с предварительным упрочнением разбуриваемого интервала путем снижения числа технологических операций . Устр-во содержит буровой наконечник 1, соединенные между собой штанги 2 и ведущую трубу (Т) 3, выполненные из концентрично расположенных внешних Т 4 (/ С ОС 01 -ч ел и ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1357542

А1 (51) 4 Е 21 В 33/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3893147/22-03 (22) 12.05.85 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) Н. Б. Паршиков (53) 622.245.42 (088.8) (56) Юшков А. С. Бурение скважин в угольных шахтах. Киев: Техника, 1982, с. 36 — 63.

Авторское свидетельство СССР № 457795, кл. Е 2! С 7/00, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к области горной пром-ти. Цель изобретения -- повышение производительности бурения при сооружении восстающих скважин с предварительным упрочнением разбуриваемого интервала путем снижения числа технологических операций. Устр-во содержит буровой наконечник 1, соединенные между собой штанги 2 и ведущую трубу (Т) 3, выполненные из концентрично расположенных внешних Т 4

1357542 и внутренних Т 5 с образованием между ними кольцевой полости 6 и центрального канала (К) 7 во внутренней Т 5. На Т 3 установлен распределительный механизм, выполненный в виде двух патрубков 8 и 9 с запорными элементами 10 и 11, полости которых имеют общий вход и соединены соответственно с полостью 6 и с К 7. Между элементом 10 и Т 3 установлен дополнительный патрубок 13 с запорным элементом 14, соединенный с К 7. Между наконечником 1 и штангами 2 размещен гидравлический пакер 15, имеющий центральную Т 16 с радиальными отверстиями 17, верхнюю 19 и нижнюю 20 перегородки. Последняя выполнена с осевым К 21 и периферийным К 22, в котором установлен обратный клапан 23.

При этом К 2! и 22 гидравлически соединяют внутреннюю полость 24 пакера 15 и Т 16

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к бурению скважин в неустойчивых породах, и может быть использо- вано 1и бурении восстающих скважин с предварительным упрочнением разбуриваемого материала.

Цель изобретения — повышение производительности бурения нри сооружении восстающих скважин с предварительным упрочнением разбуриваемого интервала.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства; на фиг. 2 — технологическая обвязка устройства со вспомогательным оборудованием.

Устройство включает буровой наконечник 1, соединенные между собой штанги 2 и ведущую трубу 3, выполненные из концентрично расположенных внешних 4 и внутренних 5 труб с образованием между ними кольцевой полости 6 и центрального канала 7 во внутренней трубе 5. На ведущей трубе 3 установлен распределительный механизм, выполненный в виде двух патрубков 8 и 9 с запорными элементами 10 и 11 сос ветственно на каждом из них, полости патрубков имеют общий вход 12 и соединены соответственно с кольцевой полостью 6 и центральным каналом 7 ведущей трубы 3. 25

Между запорным элементом 11 и ведущей трубой 3 на патрубке, соединенном с центральным каналом 7 ведущей трубы, установлен дополнительный патрубок 13 с запорным элементом 14. Между буровым наконечником 1 и штангами 2 установлен гидравлический пакер 15, выполненный с центральной трубой 16 с радиальными отверстиями 17, эластичной оболочкой 18, верхней 19 и нижней 20 перегородками, при соответственно с полостью 6 и К 7. Перегородка 19 имеет центральный К 25, в котором установлен подпружиненный обратный клапан 26, и наклонный К 27, гидравлически связывающие Т 16 с внешним пространством, Элементы 10 и 14 ставят в положение «Закрыто» и к входу 12 подают твердеющий полимерный раствор (ТПР), который проходит через патрубок 9, К 7, отверстия 17

Т 16 в пол >сть 24. Клапан 23 не дает ТПР проникнуть в полость 6. По достижении рабочего давления клапан 26 опускается и ТПР поступает в скважину. Затем элементы 10 и 14 ставят в положение «Открыто», а элемент 11 — «Закрыто», и вода, нагнетаемая насосом, поступает в полость 6 и через клапан 23 омывает полость 24, далее через отверстия 17 и К 7 выходит через патрубок 13 в выработку. 2 ил.

2 этом нижняя перегородка 20 выполнена с осевым 21 и периферийным 22 каналами, причем в последнем установлен обратный клапан 23, гидравлически соединяющими внутреннюю полость 24 гидравлического пакера 15 и центральной трубы 16 соответственно с кольцевой полостью 6 и центральным каналом 7 штанг, а верхняя перегородка 19 выполнена с центральным каналом 25, в котором установлен подпружиненный обратный клапан 26, и наклонными каналами 27, гидравлически связывающими внешнее пространство с внутренней полостью центральной трубы 16.

Устройство работает следующим образом.

С откачного штрека 28 пробуривают по восстанию пласта скважину на высоту 3—

4 м. B период бурения выбуренная порода под действием силы тя>кести осыпается по затрубному пространству к устью скважины.

В случае необходимости провести предварительное упрочнение р азбуриваемого интервала бурение прекращают, а буровой инструмент оставляют в скважине. В откачном штреке 28 приготавливают твердеющий полимерный раствор (ТГ1Р), для чего из емкости 29 переливают разведенную водой полимерную смолу в смеситель 30, в который добавляют отвердитель: например 8 — 10 i ный раствор щавелевой кислоты, в таком количестве, чтобы период гелеобразования

ТПР был больше времени, необходимого на нагнетание ТПР в пласт, и времени зымыва его из буровых штанг и гидравлического пакера. Высоконапорным насосом 31

ТПР подают по высоконапорному. шлангу 32, соединенному с общим входом 12 распределительного механизма, в котором запорные

1357542

1 г-1

1 ! (1

1 /

/

1

1 гв

Составитель Н. Чепина

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 5497/29 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 элементы 10 и 14 ставят в положение «Закрыто», ТПР проходит через патрубок 9, центральный канал штанг, центральную трубу 16 радиальные отверстия 17, попадая во внутреннюю полость 24 гидравлического пакера. Эластичная оболочка 18 под действием давления, определяемого подпружиненным обратным клапаном 26 герметизирует затрубное пространство (фильтрационный участок 33) от остальной части скважины. Обратный клапан 23 не позволяет

ТПР проникнуть в кольцевую полость 6 штанг. По достижении рабочего давления подпружиненный обратный клапан 26 опускается и ТПР поступает в скважину, создавая упрочненную зону. После закачивания необходимого количества ТПР сбрасывают давление и производят промывку оборудования из излишков ТПР, для чего запорные элементы 10 и 14 ставят в положение «Открыто», а запорный элемент 11 в положение

«Закрыто». Вода, нагнетаемая высоконапорным насосом 31 поступает по патрубку распределительного механизма в кольцевую полость 6 штанг 2, проходя через обратный клапан, омывает внутреннюю полость гидравлического пакера 15, далее через отверстия 17 — в центральный канал штанг 2 и выходит через патрубок 13 в выработку.

В дальнейшем бурят следующий участок скважины после застывания ТПР по предварительно уплотненным породам, для чего высоконапорный шланг отсоединяют от распределительного механизма. При необходимости операции повторяют.

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин, включающее буровой наконечник, соединенные между собой штанги и ведущую трубу, выполненные из концентрично расположенных внешних и внутренних труб с образованием между ними кольцевой полости и центрального канала во внутренней трубе, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения производительности бурения при сооружении восстающих скважин с предварительным упрочнением разбуриваемого интервала путем снижения числа технологических операций, оно снабжено распределительным механизмом, установленным на ведущей трубе и выполненным в виде двух патрубков с запорными элементами, полости которых имеют общий вход и соединены соответственно

15 с кольцевой полостью и центральным каналом ведущей трубы, и дополнительным патрубком с запорным элементом, установленным между запорным элементом и ведущей трубой на патрубке, соединенным с внутренним каналом штанг и снабженным гидравлическим пакером, размещенным между буровым наконечником и штангами, выполненным с центральной трубой с ра диальными отверстиями, верхней и нижней перегородками, при этом нижняя перегородка выполнена с осевым и периферийным каналами. причем в последнем установлен обратный клапан, гидравлически соединяющими внутреннюю полость гидравлического пакера и центральной трубы соответственно с кольцевой полостью и внутренним каналом

30 штанг, а верхняя перегородка выполнена с центральным каналом, в котором установлен подпружиненный обратный клапан, и наклонными каналами, гидравлически связывающими центральную трубу с внешним пространством.