Легкая передвижная буровая шлангокабельная установка для бурения скважин большого диаметра на воду

 

Изобретение относится к области водоснабжения и мелиорации и может быть использовано при бурении скважин различного целевого назначения (буронабивные сваи, вентиляционные, лесоспускные стволы шахт, разведочные, гидрогеологические и т.п.) на глубину до 100 м. Легкая передвижная буровая шлангокабельная установка для сооружения скважин большого диаметра на воду содержит мачту, лебедки, шлангоприемник со шлангокабелем, низкорасположенную на мачте роликовую систему для пропуска шлангокабеля, забойный двигатель, центробежный насос, спаренный с вакуумным, центробежный самовсасывающий насос, электрогенератор с приводом от двигателя шасси. С целью увеличения диаметра и скорости бурения, производительности скважин на воду вместо грязевого высоконапорного насоса для бурения скважин малыми диаметрами с прямой промывкой забоя на буровую установлен низконапорный центробежный насос, спаренный с вакуумным, на мачту - низкорасположенная роликовая система для пропуска шлангокабеля, а забойный двигатель, шлангокабель и центробежный насос имеют одинаковые проходные отверстия для бурения скважин большого диаметра скоростным методом обратной промывки чистой водой. Изобретение позволяет объединить преимущества шлангокабельного бурения с достоинствами скоростного бурения методом обратной промывки, что обеспечит увеличение производительности бурения скважин большого диаметра. 2 ил.

Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к легким передвижным буровым установкам для бурения скважин большого диаметра на воду, а также может быть использовано для бурения скважин большого диаметра различного целевого назначения.

Известна легкая передвижная шлангокабельная буровая установка, включающая смонтированные на платформе автомобиля буровую мачту, шлангоприемник со шлангокабелем, погружной забойный двигатель, насос (патент США N 4971162, кл. E 21 B 4/20, 1990).

Известна легкая передвижная буровая шлангокабельная установка, смонтированная на платформе автомобиля, которая включает установленные на платформе мачту, шлангоприемник со шлангокабелем, самовсасывающий центробежный насос, забойный двигатель с внутренним проходным отверстием для пропуска жидкости (Рошаль Э. Е., Амелин Б.А. и др. Механизация и автоматизация спуско-подъемных операций. ОНТИ ВИТР. Л., 1969, с. 82-83).

Известные установки предназначены для бурения скважин способом прямой промывки. При бурении этим методом в качестве промывочной жидкости в основном используется глинистый раствор. Бурение скважин различного целевого назначения осуществляется малыми диаметрами с использованием в качестве забойных двигателей с электрическим, гидравлическим или пневматическим приводом.

Недостатками известных легких передвижных установок шлангокабельного бурения являются возможность бурения лишь скважин малого диаметра методом прямой промывки, значительная глинизация водосодержащих пород при бурении скважин на воду.

Цель изобретения - создание легкой передвижной буровой установки для сооружения скважин большого диаметра на воду методом обратной промывки чистой водой, которая позволяет объединить преимущества шлангокабельного бурения с достоинствами скоростного бурения методом обратной промывки. Поставленная цель достигается тем, что на платформу самоходного шасси с мачтой, лебедками, шлангоприемником со шлангокабелем, самовсасывающим центробежным насосом, забойным двигателем с внутренним проходным отверстием для пропуска жидкости устанавливается электрогенератор, спаренный с вакуумным центробежный насос, при этом забойный двигатель выполнен в виде электробура, внутреннее проходное отверстие которого совпадает с внутренним диаметром шлангокабеля и составляет 100 - 120 мм для бурения скважин большого диаметра скоростным методом обратной промывки чистой водой.

Выполненными исследованиями установлено, что при соблюдении технологии буровых работ на воду наибольшая производительность и лучшее качество работ при бурении скважин в осадочных отложениях имеют место при использовании метода обратной промывки чистой водой. При бурении скважин на воду методом обратной промывки в настоящее время используются шланги с диаметром проходного отверстия 100-300 мм (в установках среднего класса 100-150 мм).

При бурении скважин методом обратной промывки в качестве промывочной жидкости используется чистая вода. Разрыхленная долотом порода всасывается вместе с водой в буровые штанги и транспортируется внутри их на дневную поверхность. Размер кусков извлекаемых пород соизмерим с внутренним диаметром буровых штанг. Их нет необходимости дробить до уровня шлама. Этим объясняются меньшие энергетические затраты при бурении методом обратной промывки по сравнению с прямой промывкой. Кроме того, образующаяся в процессе бурения суспензия с пылевато-глинистыми частицами транспортируется внутри буровой колонны, сбрасывается в отстойник, где большая их часть осаждается. Эти объясняется значительно меньший кольматаж водосодержащих пород при бурении методом обратной промывки по сравнению с прямой промывкой. Скорость бурения скважин большого диаметра методом обратной промывки по сравнению с методом прямой промывкой больше в 2-4 раза и более в зависимости от диаметра и глубины бурения при значительно лучшем качестве работа на воду (удельные дебиты скважин больше в 3-10 и более раз, срок эксплуатации - в несколько раз при существенном уменьшении времени на освоение скважин).

На фиг. 1 показан общий вид легкой передвижной шлангокабельной установки для бурения скважин большого диаметра на воду. На фиг.2 приведена палубная компоновка оборудования буровой установки. При этом лебедки на установке не показаны.

Легкая передвижная буровая установка шлангокабельного бурения на глубину до 100 м включает установленные на шасси 1 автомобиля мачту 2, шлангоприемник 3 со шлангокабелем 4, пропущенным по направляющим роликам 5, которые закреплены на мачте 2.

На шасси автомобиля установлены также центробежный насос 6, который спарен с вакуумным насосом 7 через вакуумный котел 8, электрогенератор 9 с приводом через коробку отбора мощности 10. Со шлангокабелем связан забойный двигатель, который выполнен в виде электробура 11, внутреннее проходное отверстие которого совпадает с внутренним диаметром шлангокабеля 4 и составляет 100-120 мм, буровое долото 12 крепится к электробуру и имеет такой же диаметр проходного отверстия. На шасси автомобиля закреплены аутригеры 13. Подъем и опускание мачты 2 осуществляется гидравлическими подъемниками 14, а на автомобиле также установлен центробежный самовсасывающий насос 15.

Установка работает следующим образом. На подготовленную площадку для бурения скважины на воду методом обратной промывки (площадка спланирована, вырыт отстойник объемом равным 1,5 - 2 объемам ствола) устанавливается самоходная шлангокабельная установка (фиг. 1). После вывешивания платформы гидравлическими аутригерами 13 осуществляется подъем мачты гидравлическими подъемниками 14, снимается с резиновых амортизаторов электробур 11, крепится долото 12. При выполнении подготовительных работ осуществляется заполнение водой отстойника. С заполняемого водой отстойника вода забирается центробежным самовсасывающим насосом 15 и подается через шлангокабель 4 и электробур 11 к долоту 12. Включается электробур 11. Во вращение переходит долото 12. Одновременно к долоту подается вода от центробежного самовсасывающего насоса 15. Приводится во вращение шлангоприемник 3, опускается электробур 11 с долотом 13, происходит забуривание скважины методом прямой промывки. Забуривание, как правило, продолжают до полного заполнения водой отстойника. После заполнения отстойника водой отключают центробежный самовсасывающий насос 15, включают вакуумный 7, заливают центробежный насос 6, включают его и продолжают углубление ствола до проектной глубины, соблюдая технологию производства работ. Достигнув проектной глубины, включают шлангоприемник 3, поднимают электробур 11 с долотом 12 на дневную поверхность, отсоединяют долото 12, закрепляют на мачте электробур 11 и выполняют монтаж проектной конструкции скважины, производят гравийную обсыпку фильтра, засыпку ствола между надфильтровой колонной и стенками скважины. После устройства скважины немедленно приступают к выполнению прокачки, поинтервальной прокачке, откачке. Закончив откачку, необходимые гидрогеологические работы, выполняют демонтаж буровой установки и переезд на новую точку.

Формула изобретения

Легкая передвижная установка шлангокабельного бурения на глубину до 100 м, содержащая установленные на шасси мачту, лебедки, шлангоприемник со шлангокабелем, самовсасывающий центробежный насос, забойный двигатель с внутренним проходным отверстием для пропуска жидкости, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на упомянутом шасси электрогенератором и спаренным с вакуумным центробежным насосом, при этом забойный двигатель выполнен в виде электробура, внутреннее проходное отверстие которого совпадает с внутренним диаметром шлангокабеля и составляет 100 - 120 мм для бурения скважин большого диаметра скоростным методом с обратной промывкой чистой водой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2