Кондуктор для крепления устья скважины при бурении

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 80.108 Зса К 21 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИ ИЗОБРЕТЕ ЬВВИИ: йаа(71) Всесоюзный научно-исследовате ский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу(56) 1, Калмыков Е.П. Тампонирован горных пород при сооружении вертикальных стволов. М., "Недра", 1979 с. 53, рис. 18.2. Патент США У 3662436, кл. 24-115, 1972 (прототип). ОПИСАН ИК АВТОРСКОМ(54) (57) КОНДУКТОР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯУСТЬЯ СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ, включаю. щий трубу с закрепленной на ее наружной поверхности прерывистой винтовой спиралью с консольным внутренним концом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности крепления в неустойчивых породах при вибрационных нагрузках, труба выполнена двуступенчатой, а консольный внутренний конец спирали выполнен с увеличивающимся или уменьшающимся шагом относительно шага закрепленной на трубе спирали и заострен в сторону изменения шага.Изобретение относится к буровой. технике, а именно к оборудованию устьев скважин, преимущественно восстанавливающих и горизонтальных дренажных скважин, сооружаемых из 5 подземных горных выработок, а также может быть использовано в горном деле и строительстве, например, при креплении анкеров.Известен кондуктор для скважин,1 О включающий трубу с фланцем. Кондуктор вставляется в готовую скважину на глубину не менее расчетной, Затрубное пространство цементируется Я.Недостаток таких кондукторов заключается в значительном расходе труб, цемента, излишних трудозатрат по цементированию затрубного пространства, потерях времени по проведению цементирования и ожидания времени эатвердевания цемента. Кроме того, иэ-за слабой адгезии цементного камня с неустойчивой породой (например глиной) крепление кондукто ра в скважине ненадежно.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является винтовой анкер, кокоторый может быть испольэован 30 для крепления устьев скважин. Анкер включает трубу (стержень) с закрепленной на ее наружной поверхности прерывистой винтовой спиралью с консольным внутренним концом 2 .Однако у устройства недостаточо надежное крепление в неустойчивых породах при вибрационных нагрузках, так как консольные концы спиралей при обратном раскручивании будут отклоняться от своего прежнего полажения от трубы (стержня) до тех пор, пока раскручивающие силы не сравняются с силами упругости консольнойчасти спиралей и силами сопротивления (трения и среза) породы. При этом винтовые спирали пойдут по ранее прорезанному в породе винтовому пазу только увеличенной глубины на велй- .чину отклонения консольного конца, т.е. будут углублять паз. Постоянное же углубление (отклонение от трубы) консольного конца спирали, а следовательно стопорение анкера может55 быть только в относительно устойчивых породах, надежное же крепление в неустойчивых породах исключается, Кроме того, надежность крепления винтового анкера значительно снизится от действия динамических сил.Цель изобретения - повышение надежности крепления в неустойчивых породах при вибрационных. нагрузках,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем трубу с закрепленной на ее наружной поверхности прерывистой винтовой спиралью с консольным внутренним концом, труба выполнена двухступенчатой, а консольный внутренний конец спирали выполнен с увеличивающимся или уменьшающимся шагом относительно шага закрепленной на трубе спирали и заострен в сторону изменения шага.На фиг. 1 изображен кондуктор, вид, сбоку;иа фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. 1Кондуктор содержит двухступенчату 10 трубу 1 с расширенной хвостовой частью 2. Головная часть 3 трубы 1 соединена с хвостовой частью 2 посредством конуса 4. Хвостовая часть 2 оканчивается фланцем 5. В головной части 3 и в хвостовой части 2 трубы 1 закреплены винтовые спирали - головная часть 6 и хвостовая 7, которые являются продолжением одной винтовой линии 8, при этом должно соблю-, даться условие Я 1 7где О - наружный диаметр винтовойхвостовой спирали 7Р - наружный диаметр винтовойголовной спирали б.Конец 9 головной спирали 6 выполнен консольно, т.е. не закреплен к трубе 1 и имеет шаг б, , отличный от шага 3 спиралей б и 7 и винтовой линии 8. При этом, если 5, с 52,. то скос 10 консольного конца 9 головной спирали 6 должен быть заострен под углом 06 , направленным кверху, т.е. в сторону изменения шага (как показано на фиг. 1), если же 55 то книзу.Устройство работает следующимобразом.С помощью бурового станка (не показан) кондуктор вворачивается в скважину 11. При этом консольный конец 9 головной спирали б пойдет по прорезанному пазу закрепленной частью спирали 6, т.е. 5, = б (положение 9 а ) .При дальнейшем бурении скважины вибрационные нагрузки от бурового станка(Риг.г ВНИНОН Заказ 2889/28 . Ти аж 564 Подпис через оборудование устья - сальнико-вое устройство, превентер (не показаны), находящиеся в непосредственном соприкосновении с буровой колоннойпередаются кондуктору, которыйбудет стремиться вывинчиваться назад. Консольный конец 9 головнойспирали 6 из-за сил упругости давитна породу в одну сторону (в направлении изменения шага), При разворачивании консольный конец 9 зарезается по новому пазу и стопорится.Герметизация затрубного пространства 12 производится при установке кондуктора за счет увеличения диаметра его хвостовой части 2, который будет больше диаметра скважины З, Для более прочного закрепления устья скважины диаметр З 2 хвостовой спирали 7 должен быть больше диаметра О, головной спирали 6.Использование кондуктора позволитупростить процесс закрепления устья скважины, снизить время на его установку на каждой скважине, сократить расход труб и цемента.