Способ герметизации и тампонажа устья обсадной скважины

 

Использование: в угольных шахтах для закрепления обсадных труб профилактических нагнетающих скважин. Сущность изобретения: для усиления герметизации устья обсадной скважины 5 при ее оборудовании устье скважины заглубляют в насыпной грунт с образованием рабочей камеры 1. Обсадные трубы 7 и 8 дополнительно закрепляют струбцинами 9 и 10 на кондукторе 4 скважины. Герметизацию затрубного пространства обеспечивают через специально установленные закачные трубки 12 и 13 методом шприцевания под давлением, затем после установки оборудования рабочую камеру 1 и установленное оборудование подвергают консервации с последующим заполнением ее объема водоудерживающим раствором - водонабухающим полимерно-минеральным композитом 24, сверху рабочую камеру перекрывают металлическим пластырем 23. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в угольных шахтах для закрепления обсадных труб профилактических нагнетающих скважин.

Известно анкерное приспособление для закрепления в нагнетающей скважине обсадной трубы, включающее шарообразные анкерные элементы, соединенные гибкими тягами. При этом поверхность каждого шарообразного анкерного элемента выполнена решетчатой [1] .

Известно также устройство для герметизации и тампонажа устья нагнетающей скважины, включающее тампоны, герметизирующий колпак, заглубленный в почву вокруг скважины, клапан сброса рабочего агента в затрубное пространство и крепежные анкеры [2] .

Недостатком известных устройств является недостаточная герметичность обсадки устья скважины, обусловленная утечкой жидкого рабочего агента в почву из-под герметизирующего колпака и затрубного пространства. При нагнетании под давлением крепление обсадной трубы в скважине тампоном ненадежно вследствие размягчения боковых стенок скважины жидким рабочим агентом, например суспензией известкового молока.

Цель изобретения - повышение надежности работы оборудования при одновременном повышении безопасности его работы при оборудовании скважины в насыпном грунте.

На чертеже показана схема оборудования устья скважины, продольный разрез.

В оборудование устья скважины входит заглубленная рабочая камера 1, выполненная в насыпном грунте и закрепленная по бокам кирпичной кладкой 2 и водостойкой обмазкой 3 и кондуктор 4 скважины 5, закрепленный в устье бетоном 6. В скважине 5 размещены обсадные трубы 7 и 8, закрепленные на кондукторе 4 посредством струбцин 9 и 10 и опорного кольца 11, закачные трубки 12 и 13, уплотнительные кольца 14 и 15, смесительное устройство 16 с избыточным клапаном 17 и патрубками для подключения подводящих трубопроводов 18 и 19 подачи компонентов смеси, например сжатого инертного газа или жидкого азота и антипирогена (стабилизатора). На смесительном устройстве 16 закреплена посредством переходника 20 крестовина 21 с задвижками 22 для подсоединения магистрального трубопровода подачи глинистого раствора пенообразователя. Заглубленная рабочая камера 1 перекрыта металлическим пластырем 23 и заполнена водоудерживающим составом 24, например раствором полимерно-минерального композита (ПМК).

П р и м е р 1. При подготовке профилактического узла для долговременного его использования в целях профилактической обработки отработанного пространства выемочного поля вслед продвигания очистного забоя, в близлежащую горную выработку с поверхности бурят групповую скважину 5 для подачи на подземный распределительный пункт профилактических составов. При оформлении скважины 5 на ее устье устраивают путем заглубления в насыпной грунт рабочую камеру 1 с закреплением ее стенок кирпичной кладкой 2. При бурении скважины 5 монтируют кондуктор 4, который закрепляют бетоном 6. Затем производят обсадку скважины 5 трубами 7 и 8 с установкой на рабочую трубу 8 смесительного устройства 16 для приготовления и подачи под давлением профилактических составов, например инертной пены, вспенной инертной суспензии. Обсадные трубы дополнительно раскрепляют струбцинами 9 и 10. При этом в процессе установки труб 7 и 8 на их оконечном участке на определенном расстоянии закладывают уплотнительные кольца 14 и 15, а в затрубное пространство вводятся закачные трубки 12 и 13 с последующим заполнением под давлением изолирующим составом, например эпоксидной смолой, свинцом или герметиком. Это обусловлено тем, что существующая в практике технология герметизации обсадных труб с заливкой затрубного пространства цементирующим составом при свободном его истечении надежного закрепления труб не дает. Затем к смесительному устройству 16 подсоединяют переходник 20 и трубопроводы 18 и 19 подачи компонентов смеси. Заглубленную рабочую камеру 1 и установленное в ней оборудование покрывают консервационной смазкой 3, закрывают пластырем 23 и заполняют водоудерживающим ПМК. Затем подключают через крестовину 21 напорный магистральный трубопровод (не показан) подачи рабочего профилактического агента (воды, пульпы, раствора суспензий и др. ). Скважина готова для долговременной ее эксплуатации для подачи в шахту профилактических составов.

П р и м е р 2. Для профилактической обработки выработанного пространства выемочного поля в близлежащую горную выработку на конечном участке через вышележащий отработанный пакет с поверхности бурят рабочую профилактическую скважину 5. При этом, если, например, диаметр трубы кондуктора равен 150 мм, то в качестве трубы 7 может быть использована труба диаметром 100 мм, а труба 8 соответственно 80 мм. В качестве смесительного устройства 16 может быть использовано устройство вспенивания глинистой пульпы УВГП-4 (ВО ВНИИГД). В данном случае заглубленная рабочая камера 1 после выполнения операций по герметизации труб и консервации оборудования, как описано в примере 1, осланцовывается сухим порошком ПМК и заполняется затем ИМ в смеси с золой-уносом в соотношении 1: 1. После этого над оборудованной скважиной настилают пластырь 23 из металлических листов с опорой на горизонтальной уложенные в почву деревянные брусья. При этом рабочее давление в скважине может достигать до 1,6 МПа при минимальных притечках окружающего воздуха и расхода рабочего агента в рабочей камере 1. Экспериментальная эксплуатация скважины в течение 6 мес на шахте "Зиминка" НПО "Прокопьевскгидроуголь" показала высокую надежность герметизации. Притечки окружающего воздуха и расход рабочего агента были минимальными, ниже расчетных.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ И ТАМПОНАЖА УСТЬЯ ОБСАДНОЙ СКВАЖИНЫ, включающий установку на устье кондуктора, обсадку скважины трубами, установку тампонов, закачку цементирующего и тампонажных растворов в затрубное пространство, отличающийся тем, что в зоне устья скважины в насыпном грунте выполняют заглубленную монтажную камеру, затем на кондукторе закрепляют соосно установленные обсадные трубы и смесительное устройство для подачи компонентов тампонажных растворов, после чего в затрубном пространстве в нижней части устья скважины выполняют герметичную полость, в которую нагнетают быстротвердеющий герметизирующий состав, а смонтированное оборудование и монтажную камеру консервируют водостойкой смазкой, перекрывают сверху металлическим пластырем и заполняют водоудерживающим составом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве водоудерживающего состава применяют раствор водонабухающего полимерно-минерального композита.

РИСУНКИ

Рисунок 1