Устройство для ликвидации пустот при бурении скважин

 

Изобретение относится к горному делу . Цель изобретения - повышение эффективности изоляционных работ за счет обеспеФис-З чения возможности доставки сухой быстросхватывающей смеси в скважину без предварительной упаковки в водонепроницаемые пакеты. Устр-во спускают на трубах, и оно содержит переходник 16 в верхней части, контейнер, разделенный на две секции (С), в верхней 1 из которых установлен поршень 2 с осевым проходным каналом 6 и радиальными отверстиями с пальцами 4 с пружиной 5. Размещена в С 1 сухая быстросхватывающаяся тампонажная смесь 15. Нижняя С 9 контейнера имеет срезное днище и выполнена с кольцевой канавкой 10 на внутренней поверхности. В канале 6 установлен верхний Клапан 7, открывающий его при фиксации пальцев 4 в канавке 10. Последняя выполнена в нижней части с цилиндрической проточкой 11 на внутренней поверхности. Срезное днище выполS (Л 4 05 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК и!1 4 Е 21 В 33/132

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10

12 фцс ..У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4209185/23-03 (22) 15.03.87 (46) 28.02.89. Бюл. № 8 (71) Ленинградский горный институт и м. Г. В. Пл ех а нова (72) Н. И. Николаев, Б. Б. Кудряшов, А. И. Ищенко, А. Н. Заводчиков и А. 1О. Фрайфельд (53) 622.245.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 685808, кл. Е 21 В 33/13, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1033712, кл. E 21 В 33/132, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ

ПУСТОТ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение эффективности изоляционных работ за счет обеспеÄÄSUÄÄ 1461867 A 1 чения возможности доставки сухой быстросхватывающей смеси в скважину без предварительной упаковки в водонепроницаемые пакеты. Устр-во спускают на трубах, и оно содержит переходник 16 в верхней части, контейнер, разделенный на две секции (С), в верхней 1 из которых установлен поршень 2 с осевым проходным каналом 6 и радиальными отверстиями с пальцами 4 с пружиной 5. Размещена в С 1 сухая быстросхватывающаяся тампонажная смесь 15.

Нижняя С 9 контейнера имеет срезное днище и выполнена с кольцевой канавкой 10 на внутренней поверхности. В канале 6 установлен верхний клапан 7, открывающий его при фиксации пальцев 4 в канавке 10. Последняя выполнена в нижней части с цилиндрической проточкой 11 на внутренней поверхности. Срезное днище выпол1461867 нено в виде уплотнительного кольца 12 с круглой запираюгцей пластиной 13, установIcIIных в проточке 11, и пружинной скобой 14 пол ними, связанной с С 9. Для повышения

IIHëåæHîñTè работы в нижней части поршня 2 установлен нижний клапан 8, перекрываюгций канал 6 в процессе тампонирования. Выполнена С 9 с конической внутренней поверхностью под канавкой 10.

Поршень 2 в нижней части выполнен с от1

Изобретс ние относится к горному лелу и можст быть использовано при бурении скважин для ликвидации каверн, карстовых пустот, крупных трещин и иных полостей, пересекаемых скважиной в горном массиве.

11елью изобретения является повышение эффективности изоляционных работ за счет обеспечения возможности доставки сухой быстросхватывающейся смеси в скважину без предварительной ее упаковки в водоненроницаемые пакеты, а также повышение надежности работы.

На фнг. представлено устройство перел зоной тамнонирования, общий вид; на фиг. 2 — то же, в процессе ликвидации кансрн и формирования ствола скважины; нн фнг. 3 — то же, перел спуском в скважину; нн фиг. 4 — то же, в рабочем положении.

Ус (ройство включает контейнер, раздел(Ни(ый на <ве секции, в верхней 1 из которых установлен поршень 2 с манжетой 3, налыгамн 4 с пружиной 5 в радиальных отверстиях, осевым проходным каналом 6 с всрхннм клапаном 7, нижним клапаном 8, установленным в его нижней части с возможностью перекрытия канала 6 в процессе тампонирования. Нижняя секция 9 имеет (а внутренней поверхности кольцевую канавку 0 и цилиндрическую проточку 11 в нижней части и оснащена срезным днишем, состоя гци м из уплотн ительного кольца 12 скруг,лой запирающей пластиной !3, установленных в проточке 11, и пружинной скобкой 14 нод ними, закрепленной на секции 9, В полости секции 1 размещена сухая быстросхватываюгцаяся тампонажная смесь (ББС) 15, Верхний клапан 7 открывает канал 6, при фиксации пальцев 4 в канавке 10.

Нижняя секция 9 выполнена с конической внутренней поверхностью под кольцевой канавкой 10, а поршень 2 в нижней части— с ответной конической поверхностью.

Для спуска в скважину устройство снабжено в верхней части переходником !6, соединенным с колонной бурильных труб 7. ветной конической поверхностью. Гранулы смеси 15 соединяются со скважинной водой, распадаются с одновременной гидратацией вяжушего материала, образуя в полости каверны вязкопластичную тампонажную суспенизию. Устр-во вращают и перемешают вниз по скважине, воздействуют его нижней частью на тампонажный материал, задавливая смесь 15 в околоскважинное пространство. з. п. ф-лы, 4 ил.

Устройство работает следующим образом.

Перел спуском устройства в скважину поршень 2 помегцается в верхнюю секцию 1 контейнера, к которой присоединяют секцию 9. Далее со стороны секции 9 в кон5 тейнер номеll(BIoT сухую гранулированную

ББС 15, а в цилиндрическую проточку 11 нижней секции 9 устанавливают уплотнительное кольцо 2, запирающую круглую пластну 13 и пружинную скобку 14. Спуск устройства в скважину осушествляется посредством кОлОнны бури1ьных труб 17, соединенных с устройством переходником 16 в верхней части контейнера.

Устройство спускают в зону осложHения, при этом внутренняя полость контейне15 ра изолирована в верхней части поршнем 2 с уплотнительной манжетой 3 и верхним клапаном 7, удерживаемым пальцамн 4 в закрытом положении, в нижней части гидроизоляция осуществляется за счет гидравлического воздействия скважинной воды на запирающую круглую пластину 13, передаюlljvIo давление на уплотнительное кольцо 2. которое герметизирует цилиндрическую проточку 11 в нижней секции 9.

При достижении устройством забоя сква25 жины включают врашение бурового станка, срезают пружинную скобку 14 н разгерметизируют контейнер со стороны нижней секции 9, после чего через колонну бурильных труб 17 в него закачивают воду, под давлением которой поршень 2 перемешается вниз, выдавливая из контейнеpd гранулированную ББС 15. Одновременно приподнимают контейнер над полостью каверны, заполняя ее объем гранулами БСС 15.

При подходе поршня 2 к нижней секции 9 происходит сопряжение их конусных поверхностей и остановка поршня. В этот момент пальцы 4 под действием пружины 5 заходят в кольцевую канавку !О нижней секции 9, открывая тем самым верхний клапан 7, при этом давление воды в системе пада40 ет (это контролируется показаниями манометра бурового насоса и означает фикса1461867

Формула изобретения

/6 з цию устройства в рабочем положении), после чего закачку воды прекращают.

Гранулы БСС 15, соединясь со скважиной водой, распадаются с одновременной гидратацией вяжущего материала, образуя в полости каверны вязкопластичную тампонажную суспензию. Вращением устройства и его перемещеним вниз по скважине воздействуют его нижней частью на тампонажный материал, задавливая БСС в околоскважинное пространство. При достижении устройством забоя скважины снимают осевую нагрузку, передаваемую буровым станком, продолжая холостое его вращение на уровне тампонируемой полости.

По окончании схватывания БСС и образования в каверне тампонажного камня устройство извлекают из скважины, после чего возобновляют процесс ее бурения.

1. Устройство для ликвидации пустот при бурении скважин, спускаемое на трубах, включающее переходник в верхней части, контейнер, разделенный на две секции, в верхней из которых установлен поршень с осевым проходным каналом и радиальными отверстиями с подпружиненными пальLIBMH и размещена сухая быстросхватывающаяся тампонажная смесь, а нижняя секция имеет срезное днище и выполнена с кольцевой канавкой на внутренней поверх- ности, отличающееся тем. что, с цельк> повышения эффективности изоляционных работ за счет обеспечения возможности доставок сухой быстросхватывающейся смеси в скважину без предварительной ее упаковки в водонепроницаемые пакеты, оио снабжено верхним клапаном, установленном в осевом проходном канале поршня с возможностью его открытия при фиксации подпружиненных пальцев в кольцевой канавке нижней секции, которая при этом выполнена в нижней части с цилиндрической проточкой на внутренней поверхности, а срезное днище выполнено в виде уплотнительного кольца с круглой запирающей пластиной, установленных в цилиндрической проточке, и пружинной скобкой под ними, связанной с нижней секцией.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 20 что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено нижним клапаном, установленным в нижней части поршня с возможностью перекрытия его осевого проходного канала в процессе тампонирования, при этом нижняя секция выполнена с конической внутренней поверхностью под кольцевой канавкой, а поршень в нижней части выполнен с ответной конической поверхностью.

1461867 та

Составитель A. Кондратенков

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 582/25 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101