Способ ликвидации напорной водозаборной скважины


 


Владельцы патента RU 2612396:

Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности строительства, а именно к способу ликвидации напорных водозаборных скважин, находящихся в предаварийном состоянии. Технический результат заключается в повышении надежности выполнения работ по ликвидации скважины. Способ ликвидации напорных водозаборных скважин включает присоединение к сетевому трубопроводу трубопроводов для подачи сжатого воздуха для вытеснения воды через фильтр скважины до верхней отметки водоносного горизонта с последующим подачей тампонажного раствора в обсадную трубу скважины. Первоначально на оголовке скважины над основной задвижной устанавливают дополнительную задвижку с проходным сечением, близким к проходному сечению обсадной трубы. Дополнительную задвижку закрывают и полностью открывают основную задвижку. Далее по сетевому трубопроводу подают сжатый воздух и вытесняют из обсадной трубы скважины воду через фильтр скважины до верхней отметки водоносного горизонта. После чего к дополнительной задвижке подсоединяют трубопровод от бетононасоса тампонажного раствора. Включают бетононасос тампонажного раствора и выравнивают давления нагнетания тампонажного раствора и сжатого воздуха, закрывают подачу сжатого воздуха. Далее открывают дополнительную задвижку и полностью заполняют обсадную трубу скважины тампонажным раствором. После чего закрывают дополнительную задвижку и отсоединяют трубопроводы подачи сжатого воздуха и бетононасоса тампонажного раствора. 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к ликвидации напорных водозаборных скважин, находящихся в предаварийном состоянии.

Известны способы ликвидации напорных водозаборных скважин по книге: Алексеев B.C., Волохонский Г.А., Гребенников В.Т. Учебная книга мастера по ремонту скважин на воду. - М.: Колос, 1983 - [1], и по книге Беляков В.М., Краснощеков Г.М., Попков В.А. Учебная книга мастера по бурению скважин на воду. - М.: Колос, 1983 - [2].

Известные способы [1] и [2] заключаются в наращивании обсадной колонны отрезком трубы соответствующего диаметра с общей высотой, превышающей статический уровень скважины, и последующем ее тампонаже, установлении фонтанной арматуры на обсадную трубу, использовании насоса для нагнетания в скважину тампонажного раствора под давлением до прекращения самоизлива, при этом могут быть использованы технологии и технические средства по книге: Новые технологии и технические средства для сооружения и ликвидации гидрогеологических скважин (Нормативные документы) // ЗАО «Геоинформмарк». - М., 1999. - 85 с. - [3].

Для ремонта может быть использован способ восстановления водозаборной скважины подземного сооружения по патенту на изобретение RU 2163964, МПК E21B 29/10, E21B 33/13, авторы Седых Н.А., Дудко В.В. - [4]. При этом производят бурение новой скважины из подземного сооружения рядом с аварийной, подают в нее криогенную жидкость для образования ледяной пробки в ремонтируемой скважине и после этого производят ее ремонт.

Недостатком этих способов по аналогам [1], [2], [3] и [4] является ограниченная область применения особенно в условиях подземных сооружений и нецелесообразность применения этих способов для скважин со статическим уровнем более 1,5 м выше ее оголовка, принятие дополнительных мер по удалению излишков воды из обсадной колонны, вытесняемой тампонажным раствором, что практически приводит к частичному его вымыванию с потерей свойств, разрушение обделки подземного сооружения для создания новой (замораживающей) скважины.

Прототипом изобретения является способ ликвидации напорной водозаборной скважины по патенту RU 2248439, МПК E21B 33/13, авторы: Дудко В.В., Руднев И.М., Рожков С.И. - [5]. Данный способ включает: присоединение к сетевому трубопроводу трубопроводов для подачи сжатого воздуха и тампонажного раствора для вытеснения воды через фильтр скважины до верхней отметки водоносного горизонта и нагнетания тампонажного раствора.

Недостатком прототипа [5] являются трудности подачи тампонажного раствора через сетевой трубопровод, который, как правило, выполнен существенно меньшим диаметром, чем оголовок скважины. Так при подсоединении к оголовку скважины дополнительных трубопроводов увеличенного сечения (близкого к сечению самого оголовка скважины) возникают трудности (риски) повреждения самого оголовка скважины.

Кроме того, возникают трудности при подачи тампонажного раствора в скважину, находящуюся под постоянным давлением сжатого воздуха, которым предварительно из скважины вытеснена вода до верхней отметки водоносного горизонта.

Технический результат изобретения состоит в повышении надежности выполнения работ по ликвидации скважины. Технический результат достигается тем, что:

- используют дополнительную гарантированно функционирующую задвижку, проходное сечение которой сравнимо с проходным сечением обсадной трубы скважины (и как правило близко к проходному сечению основной задвижки оголовка скважины), что существенно облегчает подачу тампонажного раствора (тем самым исключаем врезку в оголовок дополнительных трубопроводов);

- используют бетононасос для нагнетания тампонажного раствора по трубопроводу, подсоединенному к дополнительной задвижке;

- применяют перед подачей тампонажного раствора предварительное выравнивание давления тампонажного раствора и давления воздуха в обсадной трубе скважины, что предотвращает резкие перепады давлений и возможные разрушения трубопроводов;

- непосредственно перед подачей тампонажного раствора производят отключение подачи сжатого воздуха, что обеспечивает равномерное заполнение обсадной трубы тампонажным раствором;

- затвердевание находящегося в обсадной трубе скважины тампонажного раствора осуществляют при закрытых вентилях подачи сжатого воздуха и дополнительной задвижке подачи тампонажного раствора.

Сущность заявляемого способа ликвидации напорной водозаборной скважины состоит в том, что он включает присоединение к сетевому трубопроводу трубопроводов для подачи сжатого воздуха для вытеснения воды через фильтр скважины до верхней отметки водоносного горизонта с последующей подачей тампонажного раствора в обсадную трубу скважины, при этом первоначально на оголовке скважины над основной задвижной устанавливают дополнительную задвижку с проходным сечением, близким к проходному сечению обсадной трубы, дополнительную задвижку закрывают и полностью открывают основную задвижку, далее по сетевому трубопроводу подают сжатый воздух и вытесняют из обсадной трубы скважины воду через фильтр скважины до верхней отметки водоносного горизонта, после чего к дополнительной задвижке подсоединяют трубопровод бетононасоса тампонажного раствора, включают бетононасос тампонажного раствора и выравнивают давления нагнетания тампонажного раствора и сжатого воздуха, закрывают подачу сжатого воздуха, после чего открывают дополнительную задвижку и полностью заполняют обсадную трубу скважины тампонажным раствором, после чего закрывают дополнительную задвижку и отсоединяют трубопроводы подачи сжатого воздуха и бетононасос тампонажного раствора.

Способ поясняется фиг. 1, где обозначены:

1 - поверхность земли или обделка подземного сооружения; 2 - напорная водозаборная (подлежащая ликвидации) скважина, расположенная под поверхностью земли (1); 3 - оголовок скважины, 4 - обсадная труба; 5 - фильтр; 6 - подземный водоносный горизонт; 7 - основная задвижка оголовка скважины; 8 - сетевой трубопровод, вваренный в оголовок; 9 - первая задвижка сетевого трубопровода; 10 - сетевой трубопровод между основной задвижкой 9 и вторая задвижкой (11); 11 - вторая задвижка сетевого трубопровода (10); 12 - вваренный участок воздушного трубопровода; 13 - воздушный вентиль; 14 - воздушная магистраль; 15 - манометр (давления воздуха в воздушной магистрали (14)); 16 - воздушный редуктор; 17 - баллоны с сжатым воздухом; 18 - дополнительная задвижка оголовка скважины; 19 - трубопровод нагнетания тампонажного раствора; 20 - бетононасос (например, установленный на автомобильном бетоновозе); 21 - манометр (давления нагнетания тампонажного раствора).

Находящаяся под поверхностью земли (1) (или обделки подземного сооружения) напорная водозаборная (подлежащая ликвидации) скважина (2) состоит из оголовка (3) (находящегося над поверхностью земли (1)), обсадной трубы (4), фильтра (5), опущенного в подземный водоносный горизонт (6), сверху на фланец оголовка (3) установлена основная задвижка (7) скважины. На сетевой трубопровод (8), вваренный в оголовок (3), установлена первая задвижка (9), после второй задвижки (9) в сетевой трубопровод (10) и перед второй задвижкой (11) вварен участок воздушного трубопровода (12) с воздушным вентилем (13), с другой стороны которого подсоединена воздушная магистраль (14) с манометром (15) и редуктором (16). На вход редуктора (16) подключена магистраль от источника сжатого воздуха, например от баллонов сжатого воздуха (17). Выше основной задвижки (7) скважины установлена дополнительная задвижка (18) скважины, с другой стороны которой прикреплен трубопровод нагнетания тампонажного раствора (19) от бетононасоса, например, установленного на автомобильном бетоновозе. В трубопровод (19) у дополнительной задвижки (18) установлен манометр (21) давления нагнетания тампонажного раствора.

Способ ликвидации напорной водозаборной скважины (состоящий из находящейся под поверхностью земли (1) напорной водозаборной скважины (2), состоящей из оголовка (3) с основной задвижкой (7), обсадной трубы (4), фильтра (5) в подземном водоносном горизонте (6)), осуществляется следующим образом. По предложенному способу первоначально через вваренный в оголовок (3) участок трубопровода (8), к сетевому трубопроводу (10), расположенному между первой (9) и второй (11) задвижками, через вваренный участок воздушного трубопровода (12) с воздушным вентилем (13) и воздушной магистралью (14) с манометром (15) присоединяют баллоны сжатого воздуха (17) через редуктор (18), что необходимо для вытеснения воды через фильтр (5) скважины до верхней отметки водоносного горизонта (6) с последующей подачей тампонажного раствора в обсадную трубу (4) скважины (2). При этом задвижки (9), (11), вентиль (13) и редуктор (16) закрыты. Далее на оголовке (3) скважины над основной задвижной (7) устанавливают дополнительную задвижку (18) с проходным сечением, близким к проходному сечению обсадной трубы (4). Дополнительную задвижку (18) закрывают полностью и открывают основную задвижку (7), так как старая основная задвижка (7) может не обеспечить повторного герметичного открытия ввиду ее длительного простоя. Далее нагружают редуктор (16) и последовательно по трубопроводу (14), открытому вентилю (13), сетевому трубопроводу (10) и открытой первой задвижке (9) и участку трубопровода (8) подают сжатый воздух через оголовок (3) в скважину (2) и вытесняют из обсадной трубы (4) скважины (2) воду через фильтр (5) скважины (2) до верхней отметки водоносного горизонта (5). После чего к дополнительной задвижке (18) подсоединяют трубопровод (19) бетононасоса (20) тампонажного раствора, включают бетононасос (20) тампонажного раствора и выравнивают давления нагнетания тампонажного раствора по манометру (21) и сжатого воздуха по манометру (15), закрывают подачу сжатого воздуха, закрывают вентиль (13), первую задвижку (9) и разгружают редуктор (16), после чего открывают дополнительную задвижку (18) и полностью заполняют обсадную трубу (3) скважины (2) тампонажным раствором, после чего закрывают дополнительную задвижку (18) и отсоединяют трубопроводы (14) подачи сжатого воздуха и трубопровод (19) бетононасоса (20) тампонажного раствора.

Полагаем, что заявленное техническое решение «Способ ликвидации напорной водозаборной скважины», обладает всеми критериями изобретения, так как совокупность заявленных ограничительных и отличительных признаков формулы изобретения не найдена при проведении патентного поиска для таких способов, и, следовательно, соответствует критерию «новизна».

Наиболее эффективно предлагаемый способ ликвидации напорной водозаборной скважины может быть использован для подземных сооружениях типа метро, так он позволяет ликвидировать такую скважину без разрушения обделки и конструктивных элементов сооружения.

Совокупность признаков формулы изобретения предложенного способа неизвестна на данном уровне развития техники и не следует общеизвестным способам ликвидации напорной водозаборной скважины, а именно:

- использование дополнительной работоспособной задвижки, установленной на оголовке скважины выше основной задвижки,

- использование бетононасоса тампоножного раствора с контролем давления его нагнетания,

- использование перед подачей тампонажного раствора, выравнивание его давления с давлением сжатого воздуха в скважине,

- прекращение подачи сжатого воздуха перед непосредственным нагнетанием тампонажного раствора в скважину,

- закрытие дополнительной задвижки после нагнетания тампонажного раствора для возможности отсоединения трубопровода бетононасоса,

доказывает соответствие критерию «изобретательский уровень».

Реализация и внедрение предложенного «Способа ликвидации напорной водозаборной скважины» не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, что доказывает соответствие критерию «промышленная применимость».

Список литературы

1. Алексеев B.C., Волохонский Г.А., Гребенников В.Т. Учебная книга мастера по ремонту скважин на воду. - М.: Колос, 1983.

2. Беляков В.М., Краснощекое Г.М., Попков В.А. Учебная книга мастера по бурению скважин на воду. - М.: Колос, 1983.

3. Новые технологии и технические средства для сооружения и ликвидации гидрогеологических скважин (Нормативные документы) // ЗАО «Геоинформмарк». - М., 1999. - 85 с.

4. Патент на изобретение РФ: RU 2163964, МПК E21B 29/10, E21B 33/13. Способ восстановления водозаборной скважины подземного сооружения / Н.А. Седых, В.В. Дудко.

5. Патент на изобретение РФ: RU 2248439, МПК E21B 33/13. Способ ликвидации напорной водозаборной скважины / В.В. Дудко, И.М. Руднев, СИ. Рожков - прототип.

Способ ликвидации напорной водозаборной скважины, включающий присоединение к сетевому трубопроводу трубопроводов для подачи сжатого воздуха для вытеснения воды через фильтр скважины до верхней отметки водоносного горизонта с последующей подачей тампонажного раствора в обсадную трубу скважины, отличающийся тем, что первоначально на оголовке скважины над основной задвижной устанавливают дополнительную задвижку с проходным сечением, близким к проходному сечению обсадной трубы, дополнительную задвижку закрывают и полностью открывают основную задвижку, далее по сетевому трубопроводу подают сжатый воздух и вытесняют из обсадной трубы скважины воду через фильтр скважины до верхней отметки водоносного горизонта, после чего к дополнительной задвижке подсоединяют трубопровод от бетононасоса тампонажного раствора, включают бетононасос тампонажного раствора и выравнивают давления нагнетания тампонажного раствора и сжатого воздуха, закрывают подачу сжатого воздуха, после чего открывают дополнительную задвижку и полностью заполняют обсадную трубу скважины тампонажным раствором, после чего закрывают дополнительную задвижку и отсоединяют трубопроводы подачи сжатого воздуха и бетононасоса тампонажного раствора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ограничения водопритока в скважине с использованием водонабухающих полимеров, и может быть использовано при проведении водоизоляционных работ для ограничения притока подошвенной, законтурной или закачиваемой воды, поступающей по высокопроницаемым пропласткам или трещинам.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разобщения водоносных и нефтеносных интервалов ствола горизонтальной скважины. При реализации способа проводят спуск с промывкой в пробуренную необсаженную эксплуатационной колонной горизонтальную часть ствола скважины по меньшей мере одного скважинного фильтра в составе хвостовика, оборудованного срезаемыми заглушками.

Группа изобретений относится к способу прекращения или по меньшей мере сокращения неконтролируемого выделения углеводородов, фонтанирования из буровой скважины для добычи углеводородов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат – временное блокирование интервалов пласта с высоким коэффициентом удельной приемистости, эффективное воздействие кислоты на породу, увеличение дебита нефти.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам ремонтно-изоляционных работ. Может быть использовано для ликвидации заколонных перетоков в скважине, отключения пластов и герметизации эксплуатационных колонн.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам строительства скважин при бурении интервалов с зонами осложнений. Технический результат - повышение надежности изоляции зон осложнений, а также значительное сокращение времени на строительство скважины и материальных затрат.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установке для проведения водоизоляционных работ в скважине. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности проведения водоизоляционных работ в скважине.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при испытании и ремонте нефтяных и газовых скважин с установкой цементного моста.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к технологии строительства глубоких скважин, добычи нефти и газа и, в частности, к первичному вскрытию горизонтальными стволами нефтегазонасыщенного трещинного карбонатного коллектора с аномально низкими пластовыми давлениями.
Настоящее изобретение относится к схватываемой композиции с увеличенным временем сохранения прокачиваемости, содержащей гидравлический цемент, цементную пыль, воду, добавку, замедляющую схватывание, и ускоритель схватывания цемента; при этом схватываемая композиция свободна от микросфер и сохраняет удобное для перекачивания насосом текучее состояние в течение, по меньшей мере, около одного дня; при этом ускоритель схватывания цемента присутствует в составе схватываемой композиции с увеличенным временем сохранения прокачиваемости в количестве от примерно 0,1 до примерно 4 вес.%, причем ускоритель схватывания цемента содержит по меньшей мере две добавки, выбранные из группы, в которую входят хлорид кальция, формиат цинка и ацетат кальция.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам гидромеханического упрочнения ствола в процессе бурения скважин различного назначения. Техническим результатом изобретения является нелинейное повышение показателей качества и эффективности строительства скважин гидромеханическим уплотнением ствола до градиента горного давления. Способ обработки ствола скважины включает подачу гидромониторных струй бурового раствора на стенки скважины в процессе бурения, введение в него портландцемента с концентрацией 3÷4% вес. для формирования в приствольной зоне мгновенно твердеющего зацементированного экрана глубиной до 50 мм, повышающего гидромеханическую прочность ствола скважины при действии репрессии в интервале 0,20÷0,23⋅10-1 МПа/м, а при депрессии - в интервале 0,3÷0,5⋅10-1 МПа/м. Гидромеханическую кольматацию ствола скважины проводят одновременно с бурением при скорости истечения бурового раствора из насадки 30÷150 м/с с частотой вращения долота 0,5÷2,5 с-1 и силой динамического удара струи в стенку скважины 0,12÷0,65 тс. Время контакта пятна струи и горной породы составляет 0,01÷0,001 с. 2 табл.

Группа изобретений относится к использованию буферных жидкостей в подземных пластах. Технический результат – повышение эффективности вытеснения жидкости в стволе скважины буферной жидкостью перед введением другой жидкости, улучшение удаления твердых веществ, разделение физически несовместимых жидкостей. Способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включает разработку буферной жидкости для соответствия по меньшей мере одному свойству в предопределенных условиях ствола скважины, где свойство выбрано из группы, состоящей из: предела текучести от приблизительно 25 Па до приблизительно 250 Па, статического напряжения сдвига геля от приблизительно 70 фунт-силы/100 фут2 (137 Па) до приблизительно 500 фунт-силы/100 фут2 (978 Па), предела текучести при сжатии от приблизительно 1 psi (7 кПа) до приблизительно 2000 psi (13790 кПа) и неограниченной прочности при одноосном сжатии от приблизительно 5 psi (34 кПа) до приблизительно 10000 psi (68950 кПа); использование буферной жидкости для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; обеспечение по меньшей мере для части буферной жидкости возможности уплотнения в стволе скважины, и где часть буферной жидкости уплотняется в стволе скважины для соответствия определенному свойству. 8 н. и 65 з.п. ф-лы, 2 ил., 8 табл.,11 пр.

Изобретение относится к способу блокирования потока масляно-водной текучей среды с соотношением вода:масло, равным 70:30, через по меньшей мере один проход в подземной формации, через которую проходит ствол скважины, в котором осуществляют: (i) выбор композиций, концентраций и размеров жестких волокон, гибких волокон и твердых тампонирующих частиц; (ii) приготовление масляно-водной текучей среды, в которую добавляют волокна и частицы; и (iii) нагнетание блокирующей масляно-водной текучей среды в проход, при этом волокна образуют сетку поперек прохода, а твердые частицы тампонируют сетку, блокируя поток, причем жесткие волокна имеют диаметр от 20 мкм до 60 мкм и длину от 2 мм до 12 мм, при этом гибкие волокна имеют диаметр от 8 мкм до 19 мкм и длину от 2 мм до 12 мм. Изобретение также относится к интенсификации подземной формации. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - обеспечение перенаправления текучей среды для интенсификации скважины, что позволяет текучей среде избегать областей с более высокой проницаемостью в породе формации и обрабатывать области с более низкой проницаемостью с улучшением, таким образом, результатов интенсификации. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способу проведения водоизоляционных работ в скважине. Способ содержит этапы, на которых подготавливают изолирующий состав в объеме, превышающем внутренний объем скважины от забоя до верхней границы интервала перфорации. Далее спускают колонну заливочных труб в скважину, заливают изолирующий состав в скважину по меньшей мере до верхней границы интервала перфорации с продавкой в пласт. Причем на разные уровни вдоль интервала перфорации заливают изолирующий состав с разными значениями подвижности. Извлекают колонну заливочных труб из скважины. Оставляют изолирующий состав на отверждение. После отверждения изолирующего состава производят разбуривание изолирующего состава и производят вскрытие пласта путем щадящей перфорации скважины в кровельной части пласта. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности проведения водоизоляционных работ в скважине. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к бурению горизонтальных стволов большой протяженности, связанного с развитием кустового бурения и, в том числе, со строительством скважин в условиях Крайнего Севера и континентального шельфа. Способ предназначен для бурения горизонтальных стволов скважин большой протяженности в условиях поглощения буровых растворов. Технический результат - уменьшение коэффициента трения бурильной колонны о стенки скважины, поглощения промывочной жидкости и гидравлического прижатия бурильной колонны к стенкам скважины за счет ввода в буровой раствор универсального физико-химического компонента. По способу в буровой раствор, минуя систему очистки, вводят упругий механический наполнитель. Этот наполнитель выполняют в виде резиновой крошки с гидрофильной поверхностью и эффективным диаметром ее частиц, большим 1/3 поперечного размера трещин и пор. Таким образом подготовленный наполнитель – резиновую крошку обрабатывают абсорбирующим маслом. Сверху по маслу резиновую крошку обрабатывают мылом с возможностью образования антифрикционного покрытия, обеспеченного химическими связями с этой крошкой.

Предложенное изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для проведения водоизоляционных работ в обводненных карбонатных пластах, в том числе ограничения притока подошвенной, законтурной или закачиваемой воды, поступающей по высокопроницаемым трещинам. Технический результат предложенного изобретения заключается в повышении эффективности изоляции водопритоков за счет увеличения стойкости изолирующего геля к перепадам давления в условиях трещиноватых карбонатных коллекторов. Способ изоляции водопритоков в трещиноватых карбонатных коллекторах включает приготовление и закачку в зону изоляции водного раствора полиалюминия хлорида и оставление скважины на реагирование. В изолируемый интервал закачивают последовательно 5-15 м3 водного 10-15%-ного раствора полиалюминия хлорида с pH=3,5-5 и 10-25 м3 водной суспензии глинопорошка плотностью 1080-1320 кг/м3, указанный цикл закачивания повторяют от 1 до 5 раз в зависимости от приемистости. По окончании закачивания необходимого количества циклов дополнительно закачивают 15 м3 водного 10-15%-ного раствора полиалюминия хлорида, закачивание производится непрерывно. При резком возрастании давления закачивание суспензии глинопорошка прекращают и далее закачивают только водный раствор полиалюминия хлорида в запланированном объеме и оставляют скважину на реагирование в течение 24-48 ч. 2 табл.
Наверх