Способ вскрытия песчаных водоносных горизонтов горизонтальными скважинами

 

Изобретение относится к горной промышленности . Цель изобретения - повышение надежности вскрытия за счет исключения зон разуплотнения над внешней колонной. Для этого осуществляют бурение скважины одновременно наружной и внутренней шнековой колоннами с передачей усилия на забой. Причем бурение внешней колонной ведут с опережением внутренней шнековой колонны при регулировании осевого усилия по мере увеличения глубины скважины с образованием породной пробки в полости внешней колонны. Длину передней пробки определяют согласно определенной зависимости. Породную пробку разрушают с последующей транспортировкой породы на поверхность. Перекрывают торец внешней колонны, извлекают внутреннюю шнековую колонну, производят посадку фильтрующей колонны и извлекают внешнюю. 2 з.п. ф-лы, 9 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Е 21 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4710021/03. (22) 04.04.89 (46) 07.09.91. Бюл. М 33

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) В.С.Кузькин, И.И.Бондаренко и Л.Д.Чучелин (53) 622.233.62(088.8) (56) Анатольевский П.А, и др, Горизонтальные водозаборные скважины. — М,; Недра, 1970, с. 121.

Авторское свидетельство СССР

М 1262031, кл. Е 21 С 1/00, 1985. (54) СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ПЕСЧАНЫХ ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ

Изобретение относится к горной промышленности, в.частности к способам вскрытия песчаных водоносных горизонтов горизонтальными скважинами.

Цель изобретения — повышение надежности вскрытия за счет исключения зон разуплотнения над внешней колонной.

Сущность способа заключается в следующем.

Производят одновременно бурение наружной и внутренней шнековой колоннами при регулировании осевого усилия на забой, извлечение внутренней колонны, посадку фильтрующей колонны и извлечение внешней колонны, бурение внешней колонной ведут с опережением внутренней шнековой. Ж „1675547 А1 (57) Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения — повышение надежности вскрытия эа счет исключения зон разуплотнения над внешней колонной. Для этого осуществляют бурение скважины одновременно наружной и внутренней шнековой колоннами с передачей усилия на забой. Причем бурение внешней колонной ведут с опережением внутренней шнековой колонны при регулировании осевого усилия по мере увеличения глубины скважины с образованием породной пробки в полости внешней колонны.

Длину передней пробки определяют согласно определенной зависимости. Породную пробку разрушают с последующей транспортировкой породы на поверхность. Перекрывают торец внешней колонны, извлекают внутреннюю шнековую колонну, производят посадку фильтрующей колонны и извлекают внешнюю, 2 з,п. ф-лы, 9 ил. колонны с образованием породной пробки в полости внешней колонны, при этом перед посадкой фильтрующей колонны производят разрушение породной пробки, выдачу ее на поверхность и перекрытие торца внешней колонны, извлечение внутренней шнековой колонны. При этом длину породной пробки определяют по зависимости

В=Н У Уа где Н вЂ” напор водоносного горизонта, м; у — удельный вес воды, Н/м; з, п — удельный вес породы, Н/м ; з.

f - коэффициент трения породной проб.ки о внутреннюю поверхность внешней колонны.

1675547

Кроме того, осевое усилие на забой регулируют по зависимости

Р = Л вЂ” 1 В ) п + Ро, d

4 где Pо — осевое усилие на забой, необходимое для разрушения породы, Н;

d — диаметр породной пробки, м; тг= 3,14.

На фиг. 1изображена фаза бурения дренажной скважины; на фиг. 2 — фаза раэбуривания породной пробки; на фиг. 3 — фаза перекрытия забоя внешней колонны и извлечение внутренней шнековой колонны; на фиг. 4 — фаза установки фильтра; на фиг, 5— фаза извлечения внешней колонны; на фиг.

6 — скважина в работе; на фиг. 7 — схема сил, действующих на породную пробку при вскрытии водоносного горизонта предлагаемым способом; на фиг. 8 — схема вскрытия водоносного горизонта по прототипу; на фиг. 9 — зоны выноса и разуплотнения породы при бурении известным способом, Способ реализуется следующим образом.

Дренажную скважину 1 закладывают в подошве водоносного горизонта 2.в непосредственной близости от кровли водоупора

3, чтобы добиться максимального эффекта снижения уровня грунтовых вод 4. Депрессионная кривая 5 водоносного горизонта характеризуется величиной напора Н грунтовых вод 4, имеет сложную форму. Вблизи откоса 6 борта она выполаживается, Чем больше величина сдренированной области

L, тем выше устойчивость откоса 6 борта, Бурение скважины 1 по водоносному горизонту 2 осуществляют одновременно двумя колоннами; внутренней 7 шнековой и внешней 8..установки 9. При этом бурение внешней колонной 8 ведут с опережением внутренней колонны 7 с образованием породной пробки 10, длину В которой регулируют по зависимости н, .f yn где Н вЂ” напор водоносного горизонта; ув- удельный вес воды, уп- удельный вес пОроды;

f коэффициент трения породной пробки о внутреннюю поверхность внешней колонны.

В этом случае Поступательному движению колонны рабочих труб мешают силы трения ее внутренней поверхности о породную пробку. Величину осевого усилия на забой теперь необходимо выбирать с учетом этой силы. Суммарное осевое усилие на забой должно определяться по зависимости

Р =Л вЂ” f8gn+Po (P

4 где Po — осевое усилие на забой, необходимое для разрушения породы;

 — длина породной пробки;

yn — удельный вес породы;

d — внутренний диаметр внешней колонны (диаметр породной пробки);

f — коэффициент трения породчой пробки о внутреннюю поверхность внешней колонны; к= 3,14.

При достижении проектной глубины скважины бурение прекращают, раэбурива15 ют породную пробку 10 породоразрушающим инструментом в виде коронки 11 (фиг. 2) внутренней колонны 7.После этого перекрывают коронкой 11 торец 12 (фиг. 3) внешней колонны 8, отсое20 диняют коронку 11 от колонны 7, которую затем извлекают; После ее извлечения внутри колонны 8 на всю длину скважины 1 устанавливают фильтрующую колонну 13 (фиг.

4). По достижении фильтровой колонной 13

25 коронки 11 ее подачу прекращают и приступают к извлечению внешней колонны 8 (фиг. 5). С полностью обнаженной фильтровой колонной 13 (фиг. 6) скважина 1 включается в работу. Дебит скважины зависит от

30 фильтрационных свойств пород длины скважины, величины напора Н водоносного горизонта 2. В процессе работы скважины депрессионная кривая 5 снижается.

Формула изобретения

1. Способ вскрытия песчаных водоносных горизонтов горизонтальными скважинами, включающий одновременное бурение наружной и внутренней шнековой колонны

40 с передачей осевого усилия на забой, перекрытие торца внешней колонны, извлечение внутренней шнековой колонны, посадку фильтрующей колонны с последующим извлечением внешней колонны, о т л и ч а ю45 шийся тем, что, с целью повышения надежности вскрытия за счет исключения зон разуплотнения над внешней колонной, бурение внешней колонной ведут с опере-. жением внутренней колонны при регулиро50 вании осевого усилия по мере увеличения глубины скважины с образованием породной пробки в полости внешней колонны, которую разрушают перед посадкой фильтрующей колонны с последующей транспор55 тировкой породы на поверхность.

2. Способ поп.1,отличаю щийс я тем, что длину В породной пробки определяют согласно выражению

1675547

В

f ) п;

12 2 где Н вЂ” напор водоносного горизонта, м; уВ- удельный вес воды, Н/м; 5

yï- удельный вес породы, Н/мз;

f коэффициент трения породной пробки о внутреннюю поверхность внешней колонны.

З.Способпо пп. 1 и 2, отличаюшийся тем, что осевое усилие на забой регулируют согласно выражению

Р - к — В у. + р., Н, О где Р— осевое усилие на забой, необходимое для разрушения породы, Н;

d — диаметр породной пробки,м; ю- 3,14, 1675547

Фиг 7

Составитель М, Неснова

Редактор А. Шандор Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т. Малец

Заказ 2987 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский ко инат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101