Способ сооружения бесфильтровых скважин

Союз Советск ихСоциалистическииРеспублик ОП ИСАКИИ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и 874991(51)М. Кл, Е 21 В 43/08 Рзаударстеаииый каиитвт СССР аа делам изабретеиий и открытий(54) СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ БЕСФИЛЬТРОВЫХ СКВАЖИН Изобретение относится к горному делу, а именно к способам сооружения бесфильтровых скважин, и может найти применение для добычи жидкостей, газов или растворимых веществ через скважины.Наиболее эффективно сооружать бесфильтровые скважины в тех случаях, когда над продуктивным водоносным горизонтом залегает мощная и прочная водоупорная кровля, а водоносный ф горизонт является высоконапорным. При недостаточно прочной кровле водоносного горизонта ее закрепляют различными способами.Известны способы сооружения бесфильтровых скважин, заключающиеся во , вскрытии продуктивного горизонта скважиной, образовании водоприемной воронки. Для упрощения устойчивостикровли. продуктивного водоносного ) го. ризонта башмачная часть обсадкой колонны цементируется, а для лучшей связи цемента с обсадной колонной последняя выполнена с ребристой поверхностью 1.Недостатком известного способа является незначительная площадь искусственной кровли, что не позволяет образовывать водоприемные воронки больших размеров в связи с тем, что при этом кровля будет обрушаться или оседать в воронку и кольматировать ее глинистыми частицами. Данное условие снижает эффективность сооружения бесфильтровых скважин.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ сооружения бесфильтровых скважин, включающий проходку и обсадку скважины, вскрытие водоносного горизонта и образование водоприемной воронки с закреплением ее кровли 121.Недостатком известного способа является то, что поддержание кровли сжатым воздухом не обеспечивает достаточной прочности и надежности крепления кровли, так как возможно отслаивание и падение отдельньпс кусков породы кровли, которые загрязняют во-доприемную воронку. Кроме того, потребность в постоянном наличии компрессора и контроля за его работойудорожает реализацию известного способа,Цель изобретения - повышение устойчивости кровли над водоприемной воронкой посредством обеспечения ее надежного закрепления.Поставленная цель достигается тем,что после создания водоприемной воронки ее засыпают песком, угол естественного откоса которого меньше углаестественного откоса песка водоносного горизонта, затем в свободноепространство между песком и кровлейнагнетают твердеющий материал, например цементный раствор, после затвердения которого засыпанный песокудаляют из водоприемной воронки,Кроме того, водоприемную воронкузасыпают песком, угол естественного. откоса которого связан с углом естественного откоса песка продуктивного горизонта соотношением.-Р = 5 - 20,где 1 э.1 - угол естественного откосазасыпаемого песка;2 - угол естественного откосапеска водоносного горизонта,На фиг. 1 показана засыпка водоприемной воронки песком; на фиг. 2 -закрепление кровли закачкой цементного раствора в полость между кровлей,водоносного горизонта и песком, иподъем песка на поверхность.Сооружение бесфильтровой скважины осуществляют следующим образом.Скважиной 1 вскрывают водоносныйгоризонт 2 и в нем создают, напримерс помощью эрлифта водоприемную воронку3 под кровлей .4. После создания водоприемной воронки 3 через обсаднуюколонну 5 или дополнительный ставтруб 1 не показан) в водоприемную воронку 3 засыпают песок 6, угол естественного откоса 1 э,1 которого меньше угла естественного откосапеска водоносного горизонта 2, При засыпкев водоприемную воронку 3 песка с углом естественного откоса Р 5Ь,1 вводоприемной воронке 3 под кровлей 4образуется полость 7, объем и формакоторой зависит от соотношения углов.Разность углов естественного откоса песка продуктивного горизонта , изасыпаемого песка 2 выбирается из условия устойчивости создаваемой искусственной кровли. Чем меньше разность, тем устойчивей создаваемая искусственная кровля, так как увеличи 5 . вается опорная поверхность искусственной кровли на песок продуктивногогоризонта. Чем больше эта разность,тем менее устойчива создаваемая искусственная кровля, Как правило, бес 1 О фильтровые скважины сооружаются впродуктивных горизонтах, пески которыхимеют угол естественного откоса 5,1ов пределах 10-30, . При плывунных песоках с ,1 = 10 образованную воронкуможно засыпать песком сне большео5 , при использовании песков с Я больше 5 воронка заплывает.о 2Если песок продуктивного горизонота имеет Ь,1 больше )Оо, например 30то разность Ь 4 и , также не можетбыть меньше З, так как в противномслучае резко падает производитель-.,ность скважины в связи с тем, чтодиаметр воронки приближается к диа 25 метру ствола скважины,оПри ,1- Ц больше 20 искусственная кровля становится неустойчивой,так как опорная поверхность становится недостаточной для поддержания кровЗОТаким образом, исходя из условияустойчивости искусственно создаваемойкровли и производительности скважины,выбор разности- в пределах 5 -о120 является наиболее рациональным.Для снижения расхода цемента иповьппения качества цементировочныхработ песок 6 в водоприемную воронку3 засыпают с таким расчетом, чтобы4 О вершина конуса засыпаемого песка располагалась на уровне залегания кровли 4 водоносного горизонта 2. Определяют положение уровня песка 6 в водоприемной воронке 3 при помощи гидрогеологического щупа или ставом труб,через который засыпают песок 6.После того, как часть водоприемной воронки 3 заполняют песком 6, через обсадную трубу 5 или став труб,50опущенный в обсадную трубу 5, или через затрубное пространство в свободное пространство 7 между геском 6 .икровлей 4 закачивают цемент 8, который заполняет свободное пространство7 и затрубное пространство обсаднойколонны 5,После затвердения цемента 8 вымывают, например, при помощи эрлифта песок 6 из водоприемной воронки 3.Р й- угол естественного откосапеска водоносного горизонта.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе874991 81, Авторское свидетельство СССРВ 153261, кл, Е 21 В 33/138, 1961..2. Авторское свидетельство СССРВ 614215, кл. Е 21 В 33/138, 19775 (прототип)874991 чз 9284/55 Тираж 630ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти113035, Москва, Ж, Раушская н дписноССР