Устройство для строительства водозаборной скважины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s Е 21 В 43/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919163/03 (22) 12.03,91 (46) 30,03.93. Бюл. N 12 (71) Научно-производственное обьединение .по осушению месторождений полезных ископаемых и специальным горным работам (72) М,Н.Êëèìåíòoâ, Б.П.Воропаев, О,M.Соколова и Л.M.Сергеева (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1234597, кл. Е 21 В 43/10. 1984.

Авторское свидетельство СССР

К 1472649, кл. Е 21 В 43/10, 1987, .Авторское свидетельство СССР . N 1320421, кл, Е 21 В 43/10, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

ВОДОЗАБОРНОЙ СКВАЖИНЫ (57) Использование: для осушения карьер. ного водоприемника, Сущность изобретения: устройство включает внутреннюю фильтровую колонну, .наружную фильтроИзобретение относится к горному делу и мо>кет быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, залегаемых в сложных гидрогеологических условиях, при сооружении наклонно-восстающих дренажных скважин из подземных горных выработок для целей осушения поверхностных карьерных водоприемников.

Целью изобретения является эффективность осушения карьерных водоприемников и упрощение технологических операций монтажа, На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, в сборе, общий вид; на фиг.2 — то же, в период работы в зоне карьерного водоприемника.

„„. Щ „„1805211 А1 вую и обсадную колонны труб, соединенные с переводником и долотом, фиксирующие и . очистн ые элементы. В нутре н няя фильтровая колонна снабжена поплавковыми камерами в ее верхней части и установлена с возможностью перемещения внутренней фильтровой колонны относительно наружной фильтровой колонны при вводе ее в водоприемник, Очистные элементы установлены в зазоре между внутренней и-наружной фильтровыми колоннами с возможностью очистки .фильтрующих поверхностей в период перемещения внутренней фильтровой колонны. Для повышения эффективности перемещения и очистки фильтрующих поверхностей установлена гидро-и невмоударным или пневмоударным механизмом. Для повышения надежности работы верхняя часть внутренней колонны снабжена дополнительной кольцевой поплавковой камерой, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое устройство включает буровой наконечник 1, соединенный рез» бой с внутренней 2 фильтровой колонной и взаимодействует с помощью шлицевых 3 элементов с наружной 4 фильтровой колонной.

По центру наконечника 1 выполнено отверстие 5 с резьбой для подсоединения гидроударного или пневмоударного механизмов

6, При необходимости в это отверстие 5 может быть установлено буровое долото малого диаметра (на рис. не показано) соосно с пневмоударным механизмом с другой стороны в отверстие 5 к наконечнику прикреплена внутренняя 7 цилиндрическая поплавковая камера.

Гидроударный или пневмоударный Механизм 6 снабжен в верхней своей части

1805211 переводником 8 со штуцером для подачи воды или сжатого воздуха и крюкообразным

9 опережающим наконечником. На обоих фильтровых колоннах 2 и 4 размещены очистные 10 элементы с воэможностью взаимной очистки в период перемещений фильтровой колонны 2. которая может быть выполнена как из металла, так и из полимер ных синтетических материалов или из облегченных, например из прессованной и обработанной фанеры, очистные элементы могут быть выполнены в виде щетки иэ отрезков нержавеющей проволоки, закрепленных на кольцах 11, которые установлены в кольцевой 12 зазор между колоннами 2, 4.

В кольцевом 12 зазоре установлены также герметизирующие 13 элементы, с внешней стороны колонн 4 размещены фиксирующие 14 элементы, выполненные в виде пластин. сжатых пружин для закрепления колонн в рабочем состоянии. В нижней части наружной 4 фильтровой колонны с торца размещен переводник 15 с обратным клапаном 16 и резьбой 17 для соединения с буровыми трубами (на фиг, не показаны).

Переводник 15 крепится в наружной 4 фильтровой колонне с помощью срезных 18 элементов с воэможностью перемещения во внутренней ее полости и взаимодействия с внутренней 2 фильтровой колонной, для .ее перемещения в верхнее положение, Фильтровые колонны 2 и 4 а нижней части снабжены резьбой для возможности соединения их с буровым снарядом.

Устройство работает следующим образом..

Оно устанавливается в сборе (фиг,1) в пробуренную по направлению к аодоприемнику 19 скважину 20, которую до этого оснащают герметизирующим устройством, запорный арматурой (на фиг, не показаны) затем соединяют с буровыми трубами по резьбе 17 и подают вверх с помощью буро. вой установки, В случае если скважина еще не добурена до дна водоприемника.19 таким образом, чтобы верхние фиксирующие

14 элементы вошли и разжались в данной части; После этого дают натяжку с помощью буровой установки и срезают срезные 18 элементы, а снаряд вместе с переходником

15 перемещают внутри наружной 4 фильтровой колонной до упора с внутренней 12 фильтровой колонной, а затем выводят последнюю вверх вместе с буровым наконечником 1 поплавковой камерой 7 и другими укрепленными узлами до выхода верхней части. бурового наконечника 1 из воды, Для повышения надежности работы на корпус гидроударника 6 или пневмоударника устанавливают кольцевую 21 поплавковую камеру. подключают к штуцеру переводника 8 шланг, а камеру 21 фиксируют с расчетом удержания внутренней 2 фильтровой колонны, Указанные операции производят при закрытом положении задвижек на устье скважины (на фиг.1 не показано), Затем буровые трубы вместе с переходником

15 извлекают из скважины 20 и производят выпуск воды и подготовку скважины для эксплуатации, в период которой внутренняя 2 фильтровая колонна, перемещается под воздействием подъемных усилий от поплаа.ковых камер 7 и 21 и периодического включения гидро-пневмоударного механизма в

"5 соответствии с колебаниями уровня 22 воды в водоприемнике 19, Одновременно осуществляется автоматически и очистка фильтрующих поверхностей колонн 2 и 4 от частиц породы с помощью очистных элементов 10 в зоне перемещения внутренней 2 колонны.

При этом вода из водоприемника через фильтровые 2, 4 колонны и через скважину

20 поступает в подземную дренажную систему, в результате чего достигается осушение месторождения, Внутренняя фильтровая 2 колонна в период монтажно-демонтажных или взрывных работ в зоне водоприемника 19 может быть перемещена буровой установкой с по30 мощью бурового снаряда из подземных выработок или с поверхности подъемными механизмами. например краном путем взаимодействия с крюкообразным 9 опережающим наконечником.

Пример. Рассмотрим применение . предложенного устройства на примере сооружения восстающих дренажных скважин на Качарском, Полтавском и Лебединском

>келезорудных месторождениях, Для его ре40 ализации могут быть использованы имеющиеся буровые установки типа УДБ-8 или

УДБ-9, конструкции института ВИОГЕМ, а также серийные буровые насосы типа НБ

3-120/40 или НБ4-320/63, Наружную филь-. тровую колонну составляют из труб диаметром 114 мм, а внутреннюю колонну- из труб диаметром 89 мм (ГОСТ 8732-78), Глубина посадки фильтровых труб наружной колонны до 115 м, внутренней до 120 м. При этом, с учетом необходимости перекрытия водоносных неустойчивых отложений и возможности осушения водоприемников с последующим углублением карьера с 2-3-х ярусов, наружная фильтровая часть может

55 быть увеличена до 50 м, а длина внутренней фильтровой колонны до 4,0 м, Возможно применение внутренней фильтровой колонны, составленной из металлических ниппелей указанного размера в комбинации из облегченных полиэтилено1805211 вых труб высокого давления ПВП-90 С ГОСТ

18599-73 или из поливинилхлорида, Долото выполняют в виде конуса с резьбой для внутренней фильтровой колонны и для присоединения гидро-и невмоударного механизма, Учитывая то, что устройство усиливается в уже пробуренную скважину, долото должно быть рассчитано на возможность разрушения обвалившихся частиц горной породы в процессе установки, осуществляемой с помощью буровых труб диаметром 89 мм.

В качестве ударного механизма может быть применен забойный гидроударник типа ГВ-6 с наружным диаметром корпуса 57 мм и массой 25 кг или пневмоударник типа

М-48. Обеспечение устройства водой или сжатым воздухом осуществляется от поверхности автономных насоса типа НБ3-. 120/40 или компрессорной установки типа

ЗИФ-ШВ5, а также от имеющейся внутрикарьерной напорной системы подачи воды или воздуха.

Внутренняя поплавковая камера имеет вспомогательный характер только для об.л г егченных труб колонны 2 и выполняется из тонкостенной нержавеющей стали диаметро

68 мм, а основная наружная, из пробкового дерева с легким каркасом или комплектуется из спасательных кругов. Фиксирующие эле. менты выполняются из листовой пружинной стал, ли а очистные элементы из нержавеющей

g проволоки диаметром 0,2 мм, Применение данного устройства позволяет упростить технологические Операции осушения карьерных водоприемников и автоматизировать очистку внешней и внут5 ренней фильтровых колонн.

Формула изобретения

1. Устройство для строительства водозаборной скважины, включающее внутреннюю фильтровую колонну. наружную

10 фильтровую колонну с фиксирующими элементами, обсадную колонну труб, соединенную с переводником, и гидроударник, соединенный с внутренней колонной труб, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

15 повышения эффективности осушения карьерных водоприемников и упрощения технологических операций монтажа, оно снабжено очистными элементами и поплавковыми камерами, установленными в верх20 ней части внутренней фильтровой колонны, при этом последняя установлена с возможностью перемещения относительно наружной фильтровой колонны при вводе в водоприемник, а очистные элементы выпол25 нены в виде щеток и установлены между внутренней и наружной колоннами.

2. Устройство по п. t, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежно30 сти в работе, она снабжено дополнительной кольцевой поплавковой камерой, установленной на верхней части внутренней колон