Способ вскрытия водоносного пласта

 

Использование: при вскрытии водоносного пласта восстающими дренажными скважинами в процессе разработки месторождений полезных ископаемых. Обеспечивает сокращение времени ввода скважины в эксплуатацию за счет создания естественного фильтра требуемых параметров в процессе бурения. Сущность изобретения: бурят восстающую, скважину, при этом в состав бурильной колонны включают фильтровую колонну. В процессе бурения осуществляют насадку фильтра в водоносный пласт, закачивают промывочную жидкость под давлением, которое обеспечивает вынос из скважины частиц грунта водоносного пласта мелкой фракции. Последний регулируют производительностью закачки промывочной жидкости и скоростью бурения скважины. Вынос этой фракции осуществляют в течение времени до формирования на забое естественного фильтра из частиц грунта водоносного пласта средней и крупной фракций. Затем заколонное пространство перекрывают на устье. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для сооружения восстающих дренажных скважин из подземной горной выработки.

Известен способ посадки фильтра в восстающую дренажную скважину, включающий бурение скважины с фильтровой колонной в составе бурильной колонны, посадку фильтра в водоносный пласт в процессе бурения и закачку промывочной жидкости на забой, фиксацию фильтра в стволе скважины внешним пакером с последующим отсоединением фильтровой колонны от бурильной колонны [1] .

Недостатком известного способа является механическая кольматация фильтра в процессе бурения и установки фильтровой колонны, в результате чего требуется продолжительное время для промывки скважины перед вводом ее в эксплуатацию.

Наиболее близким к предлагаемому является способ вскрытия водоносного пласта, включающий бурение скважины с фильтровой колонной в составе бурильной колонны, посадку фильтра в водоносный пласт в процессе бурения и закачку промывочной жидкости к породоразрушающему инструменту. При вскрытии водоносного пласта полость между патрубком и фильтрующей оболочкой изолирована, поэтому тока жидкости с частицами породы через фильтрующую оболочку происходить не будет до тех пор, пока не будет извлечен пакер из внутренней трубы и фильтровой колонны. Жидкость с частицами грунта, прошедшая через перфорированную трубу, выходит в окно нижней торцовой перемычки, благодаря чему исключается механическое зашламование отверстий фильтрующей оболочки. По окончании бурения производят промывку скважины.

Недостатком известного способа является продолжительность промывки скважины перед вводом ее в эксплуатацию, а также непродолжительность срока службы скважины.

Задачей изобретения является повышение срока службы скважины и надежность ее работы за счет формирования естественного фильтра в профильтровой зоне, а также сокращение времени на промывку перед вводом скважины в эксплуатацию.

Изобретение решает эту задачу с достижением положительного результата.

Предлагаемый способ вскрытия водоносного пласта включает бурение восстающей скважины с фильтровой колонной в составе бурильной колонны, посадку фильтра в водоносный пласт в процессе бурения и закачку промывочной жидкости. Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что закачку промывочной жидкости осуществляют под давлением, обеспечивающим вынос из скважины частиц грунта водоносного пласта мелкой фракции, при этом вынос мелкой фракции регулируют производительностью закачки промывочной жидкости и скоростью бурения скважины, а осуществляют его по заколонному пространству и в течение времени до формирования на забое естественного фильтра из частиц грунта водоносного пласта средней и крупной фракций, после чего заколонное пространство перекрывают на устье.

Таким образом, патентуемый способ вскрытия водоносного пласта позволяет предотвратить зашламовывание фильтра в процессе его посадки, это позволяет ускорить процесс ввода скважины в эксплуатацию, обеспечить стабильную работу скважины и продлить срок ее эксплуатации.

На фиг. 1 изображена фаза бурения восстающей скважины; на фиг. 2 - то же, в зоне водоносного пласта и начало образования водоприемной каверны; на фиг. 3 - конечная фаза бурения с образованием водоприемной каверны и начало заполнения каверны средними и крупными фракциями частиц грунта; на фиг. 4 - фаза эксплуатации скважины.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Собирают бурильную колонну 1, в состав которой входит фильтровая колонна 2, содержащая фильтр 3, имеющий наружный перфорированный кожух 4 и внутреннюю фильтрующую оболочку 5, при этом полость 6 бурильной колонны 1 сообщается с полостью 7 фильтровой колонны 2. После чего из подземной горной выработки 8 бурят восстающую скважину 9 известными средствами, например, установкой дренажного бурения УДБ-8 (не показана). Бурение скважины 9 в массиве горных пород и в водоупоре 10 ведут с одновременной подачей промывочной жидкости 11 на забой 12 по напорным трубам с пакером (не показаны). После ввода фильтровой колонны 2 в водоносный пласт 13 напорные трубы извлекают, а закачку промывочной жидкости 11 осуществляют под давлением, обеспечивающим вынос из скважины 9 грунта водоносного пласта 13 мелкой 14 фракции (фиг. 2). Для этого часть 15 потока промывочной жидкости 11 направляют через фильтр 3, создавая в полости 7 фильтра 3 давление, превышающее пластовое давление прифильтровой зоны 16. Давление создают, например, с помощью водяного насоса (не показан). В результате этого в прифильтровой зоне 16 возникает гидродинамическое возмущение, образование каверны 17 и перераспределение в ней пород (фиг. 3), с выносом мелкой фракции 14, которую вместе с отработанной 18 промывочной жидкостью направляют по заколонному 19 пространству в подземную горную выработку 8. При этом вынос из скважины 9 частиц грунта водоносного пласта 13 регулируют производительностью закачки промывочной жидкости 11 и скоростью бурения скважины 9. После окончания бурения скважины 9 подачу промывочной жидкости 11 прекращают, а промывку скважин времени до формирования на забое 12 и прифильтровой зоне 16 в каверне 17 естественного фильтра 20 из частиц грунта водоносного пласта 13 средней и крупной фракций. После чего заколонное 19 пространство перекрывают с помощью герметизирующего устройства 21 (фиг. 4). После этого вода 22 из водоносного пласта 13 проходит через образованный естественный фильтр 20, перфорированный кожух 4 и внутреннюю фильтрующую оболочку 5 фильтра 3 и поступает во внутреннюю полость 7 фильтровой колонны 2, а уровень 23 подземных вод по мере осушения водоносного пласта 13 понижается (фиг. 4).

Формула изобретения

СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА, включающий бурение восстающей скважины с фильтровой колонной в составе бурильной колонны, посадку фильтра в водоносный пласт в процессе бурения и закачку промывочной жидкости, отличающийся тем, что закачку промывочной жидкости осуществляют под давлением, обеспечивающим вынос из скважины частиц грунта водоносного пласта мелкой фракции, при этом вынос мелкой фракции регулируют производительностью закачки промывочной жидкости и скоростью бурения скважины, а осуществляют его по заколонному пространству и в течение времени до формирования на забое естественного фильтра из частиц грунта водоносного пласта средней и крупной фракций, после чего заколонное пространство перекрывают на устье.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4