Способ сооружения дренажных скважин и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК РЕТЕ 37чно-исследоватекторский инстидений полезным горным работаеркшейдерскоменко, В.С. Ку льский тут по х иском, руду делу зькин,8)М 59-37387,лик. 1984.тельство СССР1/00, 1969,ЧРаааа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ДРЕНАЖНЫХ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам сооружения дренажных скважин и устройствам, используемым для сооруже-. ния дренажных скважин, Цель - повышение производительности и уменьшение энергозатрат при бурении перемежающихся по.Я 2 1682547 А 1)5 Е 21 С 1/00, Е 21 В 7/О крепости пород. При бурении перемежающихся по крепости пород осуществляют разрушение породы двумя коаксиально установленными внешним 3 и внутренним 4 породоразрушающими элементами (ПРЭ), которые соответственно связаны с внешней 1 и внутренней 2 колоннами (К), Причем ПРЭ 3 и 4 разъемно связаны с К 1 и 2 и кинематически с автономными вращателями. На внутренней поверхности ПРЭ 3 выполнены открытые с внутреннего торца 5 и пазы 6. На внешней поверхности ПРЭ 4 выполнены выступы 7, Внешние ПРЭ 3 связаны с внешней К 1 с помощью байонетного соединения 8. При встрече с твердыми пропластками перемещают внутреннюю К 2 относительно внешней К 1 для связи между собой ПРЭ 4 и 3 внутренней К 2 и внешней К 1. После этого отсоединяют внешнюю К 1 от внешнего ПРЭ 3 и осуществляют разрушение породы при равных угловых скоростях вращения ПРЭ 3 и 4. При этом обеспечивают вращение ПРЭ 3 с. большей угловой скоростью, чем угловая скорость внешней К 1, что обеспечивает повышение эффективности работы, 2 с. и, ф-лы, 4 ил.пород,Сущность способа заключается в следующем. ,10 15 35 40 55 Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам сооружения дренажных скважин и устройствам для сооружения дренажных скважин.Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение энергозатрат при бурении перемежающихся по крепости С целью повышения производительности и уменьшения энергозатрат при бурении перемежающихся го крепости пород осуществляют разрушение породы двумя соосными внешним и внутренним вращающимися породоразрушающими элементами при приложении осевых усилий и вращающейся обсадной колонне и удаление разрушенной породы из скважины, разрушение породы осуществляют при равных угловых скоростях вращения породоразрушающих элементов, причем обеспечивают вращение внешнего породоразрушающего элемента с большей угловой скоростью, чем угловая скорость обсадной колонны, а осевое усилие на породоразрушающие элементы передают одинаковое по величине.На фиг,1 изображено устройство для сооружения дренажных скважин, продольный разрез, в момент связи породоразрушающих элементов между собой и колоннами; на фиг,2 - то же, в момент связи коронок с колоннами; на фиг,З - то же, в момент связикоронок между собой и с внутренней колонной; на фиг.4 - вид А на фиг.З,Устройство для осуществления способа содержит внешнюю (обсадную) 1 и внутреннюю (бурильную) 2 колонны труб, соосно расположенные и установленные с возможностью осевого смещения, Внешняя колонна 1 оснащена порадоразрушающим элементом 3, а внутренняя - породоразрушающим элементом 4, Породоразрушакзщие элементы 3 и 4 разьемно связаны с колоннами 1 и 2 соответственно и кинематически с автономными вращателями (не показаны). На внутренней поверхности внешнего породоразрушающего элемента 3 выполнены открытые с внутреннего торца 5 пазы 6. На внешней поверхности породоразрушающего элемента 4 выполнены выступы 7. Внешний породораэрушающий элемент 3 связан с внешней колонной 1 с помощью байонетного соединения 8.Устройство работает следующим образом,При бурении по мягким породам внутреннюю колонну 2 труб подают назад до выхода выступов 7 иэ пазов 6. После этого колонны 1 и 2 труб приводят во вращение и 20 25 30 прикладывают осевое усилие на породоразрушающие элементы 3 и 4.При бурении по крепким породам внутреннюю колонну 2 подают вперед до осуществления контакта передней кромки 9 выступов 7 и внутренней торцевой части 5 внешнего породоразрушающего элемента 3. Создавая в месте контакта небольшое давление и проворачивая внутреннюю колонну 2 труб, вводят в зацепление выступы 7 и пазы 6. Выключают вращение и вводят выступы 7 внутреннего породоразрушающего элемента 4 в пазы 6 внешнего породоразрушающего элемента 3. После этого внутреннюю колонну 2 труб вращаю в обратную сторону, включают подачу вп,.ед и осуществляют разъем байонетного соединения 8. Затем приводят во вращение обе колонны труб, на породоразрушающие элементы 3 и 4 прикладывают осевое усилие и осуществляют бурение,Способ сооружения дренажных скважин осуществляют следующим образом.Приводят во вращение внутреннюю колонну 2 и соосно расположенную с ней внешнюю колонну 1 и создают одинаковое осевое усилие на породоразрушающие элементы 3 и 4.При бурении по мягким породам разрушение породы производят породоразрушающими элементами 3 и 4, имеющими такие же угловые скорости вращения, как и у колонн 1 и 2, так как угловая скорость породоразрушающего элемента 3 в этом случае не играет столь существенной роли, как при бурении по твердым породам. Для предотвращения прорыва водопесчаной смеси внутрь внешней колонны 1 в пространстве между породоразрушающими элементами 3 и 4 создают породную пробку 10.При встрече с твердыми пропластками пород механическая скорость бурения падает, поэтому для повышения ее перераспределяют связи между породоразрушающими элементами 3 и 4 и внешней колонной 1. Для этого внутреннюю колонну 2 подают вперед и породоразрушающим элементом 4 входят в зацепление с породоразрушающим элементом 3, производят рассоединение байонетного соединения 8 породораэрушающего элемента 3 с колонной 1 и продолжают бурение скважины, В этом случае угловая скорость породоразрушающего элемента 3 повышается и становится равной угловой скорости породоразрушающего элемента 4. В результате механическая скорость бурения повышается. Поскольку угловая скорость вращения внешней колонны 1 не изменяется, вращение внешнего породоразрушаю 1 Ю 1 547-1вращения бурильной колонны и обеих коронок О,бс формула изобретения 1. Способ сооружения дренажных скважин, включающий разрушение породы двумя связанными с внутренней и наружной колоннами труб породоразрушающими элементами п ри приложении крутящего момента к каждой из колонн и одинакового по величине осевого усилия подачи, удаление разрушенной породы из скважины, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения энергозатрат при бурении перемежающихся по крепости пород, перемещают внутреннюю колонну относительно внешней для связи между собой породоразрушающих элементов внутренней и внешней колонн труб, после чего отсоединяют внешнюю колонну от внешнего породоразрушающего элемента и осуществляют разрушение породы при равных угловых скоростях вращения породоразрушающих элементов, при этом обеспечивают вращение внешнего породоразрушающего элемента с большей угловой скоростью, чем угловая скорость внешней колонны,185 До 1530До 0,9 2. Устройство для сооружения дренажных скважин, включающее коаксиально установленные внешнюю и внутреннюю колонны труб, связанные с породоразрушающими элементами и вращателями, механизм подачи,отл и чаю щееся тем,что, с целью повышения производительности и уменьшения энергозатрат при бурении перемещающихся по крепости пород, внутренняя колонна труб установлена с возможностью поступательного перемещения относительно внешней колонны труб, а внутренняя поверхность породоразрушающего элемента внешней колонны имеет пазы для взаимодействия с выступами, выполненными на внешней поверхности породоразрушающего элемента внутренней колонны, при этом породораэрушающий элемент внешней колонны связан с последней посредством байонетного соединения,35 щего элемента происходит с большей угловой скоростью, чем угловая скорость внешней колонны, Поэтому затраты энергии навращение внешней колонны 1 не увеличиваются, это позволяет при расходовании одного и того же количества энергии увелиитьглубину бурения,П р и м е р. Скважина сооружается всеноман-альбском водоносном горизонте,сложенном мелкозернистыми песками, на 10отметке+ 93 м, Напор водоносного горизонта 10 м. Глубина скважины 70 м. 8 мощности пласта (по глубине скважины)составляют включения твердых пропластков деревья с пиритом). Бурение скважины 15ведется установкой УКД, имеющей следующие параметры:Глубина бурения, м 70Диаметр бурения(внешнего породора - 20зрушающего инструмента -коронки), ммДиаметр внутреннегопородоразрушаю щегоинструмента (коронки), мм 140 25Усилие подачи, кН До 80Усилие для извлечения, кН До 120Крутящий моментна трубах, кН мКрутящий моментна шнеках, кН мУгловая скоростьвращения внешнейколонны, с 1 0,03Угловая скоростьвращения бурильнойколонны, с 0,6Вид привода вращателей и подачи (регулирование бесступенчатое) - гидравлический, привод редуктора маслонасосов - вал. 40отбора мощности бульдозера ДЗА.Внешняя коронка связана с колонной с помощью байонетного соединения. Междувнутренней коронкой и колонной соединение резьбовое. Связь между коронками 45,разъемная (с помощью выступов на внутренней коронке и пазов на внешней коронке), Размеры пазов 180 х 20 х 8 мм,выступов - 150 х 16 х 30 мм,При бурении по включениям твердых 50пропластков угловая скорость вращения1682547 7 аказ 3390 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 9аг.Составитель М, Неснова Редактор И, Шмакова Техред М,Моргентал Корректор М, Максимишинец