Способ ударного бурения с одновременной обсадкой трубами

(088.8)идетельство СССР1 В 7/20, 1985.хника геологораэМГРИ, 1982,г обрете Цель изобрет фективности бур предела глубины тносится к горно ния - повыше ния путем ув погружения о снижения сил е еличени бсадной омышленнос и, в частности к способурения с одновременнойами в породах, требуюия, и предназначаетсякважин диаметром болееной до 50 м. бам ударногообсадкой трущих закрепледля бурения150 мм и глуб про- дно- сте лонны за сч ения движению колонны еме частичном закреплени кважины ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ УДАРНОГО БУРЕНИЯ С ОДНОВРЕМЕННОЙ ОБСАДКОЙ ТРУБАМИ (57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам ударного ,бурения с одновременной обсадкой трубами (Т) в породах, требующих закрепления. Оно предназначено для бурения скважин диаметром более 150 мм и глубиной до 50 м, Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем увеличения предела лубины погружения обсадной колонны за счет снижения сил сопротивления движению колонны при одновременном частичном закреплении стенок сква -жины. Способ включает разрушение за- боя ударным долотом, принудительное погружение обсадных Т, извлечение породы из внутренней полости Т и наращивание обсадной колонны по мере углубления скважины. При наращивании ось каждой последующей Т смещают в поперечном направлении относительно оси предыдущей Т на величину эксцентриситета и поворачивают вокруг оси скважины, Длину каждой последующей Т определяют в соответствии с соотно" шением Ь = 2,41 С - 0,5 Нс 8 й 4 -/2)/0,5 сд(/4 - (р/21, где Ь расчетная длина наращиваемой Т, см; С - сцепление грунта, кг/см, Ч - а угол внутреннего трения грунта, град; ф- удельная масса грунта, кг/см, Н - расстояние от устья скважины до нижней границы рассчитываемого интер- С вала, см при частичном поддержании их трубой. Смещение в поперечном направлении каждой последующей секции обеспечивает неполный контакт колонны со стенками скважины, что повышает устойчивость незакрепленного участка ствола и снижает силу трения, препятствующую погружению колонны. 6 ил, 1481370На фиг. 1 показан пример сборки обсадной колонны для осуществления предлагаемого способаф на фиг. 2-5- последовательно наращиваемые трубы, сечение", на Фиг, б - номограмма для5 определения параметров бурения.Способ осуществляют следующим образом.Сбрасывая подвешенное на канате долото (не показано), диаметр которого меньше внутреннего диаметра обсадной трубы 1, производят бурение на определенную глубину, Извлекают долото иэ скважины и устанавливают первую 15 обсадную трубу 1,связанную через соединительный элемент 2 с коротким переходником, оканчивающимся башмаком 3. Установленная обсадная труба будет иметь частичный контакт с поверхностью ствола скважины, По верхнему торцу установленной трубы наносят удары свободно падающим забивным снарядом (не показан), в результате чего происходит срезание выступа в породе, образующегося за счет разницы в диаметрах долота и башмака, и погружение обсадной трубы 1. По мере продвижения внутренняя полость трубы заполняется разрыхленным грунтом, который извлекают с помощью буровой желонки (не показана).При наращивании обсадной трубы 1 ось второй трубы 4 смещают в поперечном направлении относительно оси предыдущей трубы и поворачивают вокруг оси скважины. Для определения длины труб, составляющих обсадную колонну, и последовательности их наращивания используется метод расчета, основан 40 ный на предпосылке о возможности проходки без закреплении определенного интервала ствола скважины при условии частичного закрепления вы" шележащих участков. Длина устанавливаемой на данном интервале обсадной45 трубы должна быть меньше или равна предельной высоте незакрепленного интервала и определяется в соответствии с соотношением2 41 С - 0 5 Нсд(- Э Э4 2500О 5 сд(- - -)ф4 2 где 1 - расчетная длина наращиваемой обсадной трубы, см;55С - сцепление грунта, кг/см;угол внутреннего трениягрунта, град;н- удельный вес грунта, кг/см;- расстояние от устья скважины до нижней границы рассчитываемого интервала, см. После установки второй обсаднойтрубы 4 снова продолжают операцииразрушения забоя долотом, принудительного погружения второй обсадной трубы, извлечения желонированием разрушенной породы и т.д.П р и м е р. Проектная глубинаскважины Нсоставляет 2200 см, афизико-мехайические свойства породхарактеризуются следующимипокаэателями: С = 0,5 кг/см; ф 30= 0,0018 кг/см. Тогда длина самойнижней трубы обсадной колонны напроектной глубине равна: Ь = 117 см=о1,2 м.Предельная высота вышележащего интервала скважины определяется так;Н = Нп - 1 о = 2083 см,Тогда 1,О = 234 см = 2,3 м.Продолжив расчет, получим следующие длины секций: 4,7 м на глубине18,5 м и 9,4 м на глубине 13,8 м отповерхности земли,Общая глубина скважины 22 м разбивается, считая от забоя, на интервалы длиной 1,2; 2,3; 4,7; 9,4 м иоставшийся до устья скважины интервал длиной 4,4 м, Эти оставшиеся4,4 м ствола скважины могут поддерживаться секцией трубы, укороченнойпо сравнению с расчетной длиной до4,4 м.На основе полученных данных общаядлина обсадной колонны составляет22 м.В соответствии с расчетным рядомдлин обсадных труб после погруженияпервой трубы на всю длину (1,2 м) кней присоединяют с помощью соединительного элемента вторую обсаднуютрубу (2,3 м).Если первая труба занимала, например, позицию, как показано на фиг. 2,то вторая труба должна быть установлена в позиции, как показано нафиг. 3, Дальнейший процесс бурения споследовательным наращиванием и поворотом (фиг. 4 и 5) обсадных труб расчетной длины проходит аналогично.Так как значения длин труб зависят от физико-механических свойствразбуриваемйх пород, то для их определения может быть использован график, представленный на фиг. 6. С по 5 14 мощью графика могут быть также определены предельные глубины погружения обсадной колонны, соответствующие заданным параметрам грунта.11 ри наращивании обсадной колонны поперечное смещение каждой последующей трубы относительно оси предыдущей на величину эксцентриситета е и поворот вокруг оси скважины по отношению к оси предыдущей трубы с учетом допустимой длины трубы, опреде,ляемой из условий устойчивости стенок скважины при частичном поддержании их трубой, обеспечивают увеличение предела глубины погружения обсадной колонны за счет снижения сопротивления продвижению колонны при устойчивости состоянии свободной от закрепления поверхности ствола скважины. 81370 6скважины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем увеличения предела глубины погружения обсадной 5колонны за счет снижения сил сопротивления движению колонны при одновременном частичном закреплении сте-, нок скважины, при наращивании обсадной колонны ось каждой последующей трубы смещают в поперечном направлении относительно оси предыдущей трубы и поворачивают вокруг оси скважины, причем длину каждой последующей трубы определяют в соответствии с соотношением2 41 С - 0 5 Нс(- - -)Я (У Э 4 2ЬЙ Ф мо Т Ч0,5 се(- - -)30 Формула из обре те ния Способ ударного 9 урения с одновременной обсадкой трубами, включающий разрушение забоя ударным долотом, принудительное погружение обсадных труб, извлечение породы из внутренней полости трубы и наращивание обсадной колонны по мере углубления расчетная длина наращиваемой трубы, см,сцепление грунта, кг/смф 1угол внутреннего трениягрунта, град;удельный вес грунта, кг/смз;расстояние от устья скважины до нижней границы рассчитываемого интервала, см.1481370 Ф,н СоТе витель С,Длуголенсд А.Кравчук ктор Н.Тупица орректор М.Васильев ираж 5151омитета по изоосква, Ж, Р аказ 2647 одписно ГКНТ ССС ПИ Государственного к бретениям и открытия 113035, М аушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10