RU2042777C1 - Device for opening water-bearing bed - Google Patents
Device for opening water-bearing bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042777C1 RU2042777C1 SU5034139A RU2042777C1 RU 2042777 C1 RU2042777 C1 RU 2042777C1 SU 5034139 A SU5034139 A SU 5034139A RU 2042777 C1 RU2042777 C1 RU 2042777C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- filter element
- pipe
- cavity
- sub
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении восстающих и наклонно-восстающих дренажных скважин в сложных гидрогеологических условиях. The invention relates to mining and can be used in the construction of uprising and directional-rising drainage wells in difficult hydrogeological conditions.
Известен буровой снаряд (авт.св. СССР N 1234597, кл. Е 21 В 43/10, G 01 N 1/04), который выполнен в виде двойной колонны. Снаряд включает породоразрушающий инструмент, переводник с обратным клапаном, обсадную колонну труб, внутреннюю колонну фильтровых труб из синтетических фильтрующих элементов и механизм для закрепления внутренней колонны. Устройство обеспечивает проходку скважины на определенную глубину, выдвижение внутренней колонны, установку ее в водоносном пласте с последующим закреплением. Known drill (ed. St. USSR N 1234597, CL E 21 B 43/10, G 01 N 1/04), which is made in the form of a double column. The projectile includes a rock cutting tool, a sub valve with a check valve, a casing string of pipes, an inner string of filter pipes made of synthetic filter elements and a mechanism for fixing the inner string. The device provides for the penetration of a well to a certain depth, the extension of the inner column, its installation in an aquifer with subsequent fixing.
Недостаток известного устройства заключается в том, что фильтрующий элемент в условиях высоконапорного водоносного пласта может быть деформирован, что влечет за собой повышенную кольматацию и снижает продолжительность работы фильтра, так как не обеспечивается формирования естественного фильтра в прифильтровой зоне. A disadvantage of the known device is that the filter element under conditions of a high-pressure aquifer can be deformed, which leads to increased colmatization and reduces the duration of the filter, since the formation of a natural filter in the filter zone is not ensured.
Известно также устройство для вскрытия водоносного горизонта [1] которое включает породоразрушающий инструмент с промывочным каналом, фильтр и колонну обсадных труб. Фильтр содержит внутреннюю перфорированную трубу с фильтрующим элементом, выполненным в виде проволочной намотки, при этом труба имеет кольцевые неперфорированные части с резьбами, одной из которых труба соединена с верхней (передней) перемычкой, а второй с колонной обсадных труб. Фильтр защищен наружной перфорированной трубой, соединенной с передней перемычкой с образованием кольцевой полости между наружной трубой и фильтрующим элементом. А нижняя (задняя) перемычка выполнена с одним или несколькими окнами, гидравлически соединяющими образованную полость с внешним пространством в зоне фильтра. Внутри фильтра размещен патрубок (напорная труба), который верхним концом соединен разъемно с передней перемычкой, а на другом оснащен пакером, взаимодействующим с внутренней поверхностью неперфорированной части внутренней трубы. В каналах пакера и верхней перемычки размещены обратные клапаны. Известное устройство обеспечивает защиту фильтрующего элемента от бурового шлама. Недостатком известного устройства является то, что после проходки глинистого слоя, подстилающего водоносный пласт, полость между трубой и фильтрующим элементом оказывается забита глинистым уплотнением и фильтрующий элемент выведен из строя. Естественная промывка этой полости затруднена, так как отверстия наружной перфорированной трубы и каналы нижней перемычки, соединяющие забившуюся полость с наружным пространством, находятся в зоне одинакового давления, что затрудняет движение вод высоконапорного водоносного пласта, кроме того известное устройство не обеспечивает формирования естественного фильтра, а также суффозионной устойчивости пород прифильтровой зоны. A device for opening an aquifer [1] is also known, which includes a rock cutting tool with a flushing channel, a filter, and a casing string. The filter contains an inner perforated pipe with a filter element made in the form of wire winding, while the pipe has annular non-perforated parts with threads, one of which is connected to the upper (front) jumper, and the second to the casing string. The filter is protected by an external perforated pipe connected to the front jumper to form an annular cavity between the external pipe and the filter element. And the lower (rear) jumper is made with one or more windows hydraulically connecting the formed cavity with the external space in the filter zone. Inside the filter there is a pipe (pressure pipe), which is connected with the upper end detachably to the front jumper, and on the other is equipped with a packer that interacts with the inner surface of the non-perforated part of the inner pipe. In the channels of the packer and the upper jumper placed check valves. The known device protects the filter element from drill cuttings. A disadvantage of the known device is that after sinking the clay layer underlying the aquifer, the cavity between the pipe and the filter element is clogged with a clay seal and the filter element is disabled. Natural washing of this cavity is difficult, since the openings of the outer perforated pipe and the channels of the lower bridge connecting the clogged cavity with the outer space are in the same pressure zone, which complicates the movement of the water of the high-pressure aquifer, in addition, the known device does not provide the formation of a natural filter, and suffusion stability of the rocks of the filter zone.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство [2] включающее породоразрушающий с промывочным каналом инструмент, трубчатый переводник, фильтр и колонну обсадных труб. Фильтр содержит фильтровую трубу со средней перфорированной и концевыми неперфорированными частями и фильтрующий элемент, размещенный внутри фильтровой трубы. Фильтр снабжен передней и задней кольцевыми перемычками, в результате чего образована замкнутая полость между фильтровой трубой и фильтрующим элементом и центральная полость. Внутри фильтрующего элемента размещена напорная труба, которая с помощью резьбы соединена с переводником, а на другом конце оснащена пакером и имеет обратные клапаны, находящиеся в каналах пакера и переводника. Closest to the proposed device [2] includes rock cutting tool with a flushing channel, a tubular sub, a filter and a casing string. The filter contains a filter pipe with a middle perforated and end non-perforated parts and a filter element located inside the filter pipe. The filter is equipped with front and rear annular jumpers, as a result of which a closed cavity is formed between the filter tube and the filter element and a central cavity. A pressure pipe is placed inside the filter element, which is connected to a sub with a thread, and is equipped with a packer at the other end and has check valves located in the channels of the packer and sub.
Недостатком известного устройства является то, что после проходки устройством глинистого слоя в полости между фильтровой трубой и фильтрующим элементом образуется плотное глинистое уплотнение, которое удерживается задней кольцевой перемычкой, в результате чего фильтрующий элемент оказывается забит, а фильтр не работоспособен. A disadvantage of the known device is that after the device passes the clay layer in the cavity between the filter pipe and the filter element, a dense clay seal is formed, which is held by the rear annular jumper, as a result of which the filter element is clogged, and the filter is not operational.
Целью изобретения является создание устройства для вскрытия водоносного пласта, обеспечивающего проходку глинистого слоя, подстилающего водоносный пласт, и последующую стабильную долговечную работу фильтра с обеспечением суффозионной устойчивости пород прифильтровой зоны за счет снижения гидравлического сопротивления фильтра на время освоения скважины. The aim of the invention is to provide a device for opening the aquifer, providing the penetration of the clay layer underlying the aquifer, and the subsequent stable long-term operation of the filter with ensuring the suffusion stability of the rocks of the filter zone by reducing the hydraulic resistance of the filter during the development of the well.
Устройство включает последовательно соединенные между собой породоразрушающий с промывочным каналом инструмент, трубчатый переводник, по крайней мере один фильтр и колонну обсадных труб. Фильтр содержит фильтровую трубу со средней перфорированной и концевыми неперфорированными частями и фильтрующий элемент, размещенный внутри фильтровой трубы, который связан с концевыми ее частями посредством передней и задней кольцевых перемычек с образованием центральной, периферийной, передней концевой и задней концевой полостей. Внутри фильтрующего элемента размещена напорная труба, соединенная разъемно одним концом с трубчатым переводником и оснащенная на другом конце пакером, взаимодействующим с внутренней поверхностью неперфорированной части фильтровой трубы или смежной с ней обсадной трубы. The device includes a rock-breaking tool with a washing channel connected in series with each other, a tubular sub, at least one filter and a casing string. The filter contains a filter pipe with a middle perforated and non-perforated end parts and a filter element located inside the filter pipe, which is connected to its end parts by means of the front and rear annular jumpers with the formation of a central, peripheral, front end and rear end cavities. A pressure pipe is placed inside the filter element, which is detachably connected at one end with a tubular sub and equipped at the other end with a packer interacting with the inner surface of the non-perforated part of the filter pipe or an adjacent casing pipe.
Отличительной особенностью устройства является то, что периферийная полость фильтра и задняя концевая его полость дополнительно гидравлически соединены между собой посредством щелевых каналов в задней кольцевой перемычке. A distinctive feature of the device is that the peripheral cavity of the filter and its rear end cavity are additionally hydraulically interconnected by means of slotted channels in the rear ring jumper.
Это уменьшает гидравлическое сопротивление фильтра на время освоения скважин благодаря перепаду давлений между водоносным пластом и полостью обсадных труб, вследствие чего обеспечивается промывка периферийная полости фильтра от глинистого уплотнения и последующее заполнение этой полости песчаными и мелкогравийными частицами с образованием дополнительного естественного фильтра, работающего совместно с фильтрующим элементом. Кроме того улучшаются условия формирования естественного фильтра в прифильтровой зоне, что обеспечивает суффозионную устойчивость пород прифильтровой зоны и долговечность работы фильтра. This reduces the hydraulic resistance of the filter at the time of well development due to the pressure differential between the aquifer and the casing cavity, as a result of which the peripheral cavity of the filter is flushed from clay compaction and the cavity is subsequently filled with sand and fine gravel particles to form an additional natural filter that works together with the filter element . In addition, the conditions for the formation of a natural filter in the filter zone are improved, which ensures the suffusion stability of the rocks of the filter zone and the durability of the filter.
Для принудительной промывки периферийной полости от глинистого уплотнения передняя кольцевая перемычка фильтра оснащена уплотняющим элементом с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью напорной трубы, а периферийная полость фильтра гидравлически соединена с его передней концевой полостью посредством щелевых каналов, выполненных в передней кольцевой перемычке. Это расширяет область применения: устройство может работать и в случае недостаточного естественного перепада давления. Кроме того применение принудительной промывки может ускорить процесс очистки периферийной полости от глинистых частиц. For forced washing of the peripheral cavity from the clay seal, the front annular filter jumper is equipped with a sealing element that can interact with the outer surface of the pressure pipe, and the filter peripheral cavity is hydraulically connected to its front end cavity by means of slotted channels made in the front ring jumper. This expands the scope: the device can work in case of insufficient natural differential pressure. In addition, the use of forced washing can speed up the process of cleaning the peripheral cavity from clay particles.
Для улучшения промывки и удаления глинистого уплотнения фильтрующий элемент может быть выполнен гофрированным с расположением вершин и впадин на линиях, параллельных продольной оси фильтрующего элемента, и ориентирован впадинами против щелей кольцевых перемычек. To improve the washing and removal of the clay seal, the filter element can be pleated with the vertices and depressions on the lines parallel to the longitudinal axis of the filter element and oriented by depressions against the slits of the annular bridges.
Этим достигается дополнительный технический результат за счет возможности усиления результата естественной промывки путем ослабления глинистого уплотнения в зоне вершин фильтрующего элемента, а также за счет направления потока напорных вод вдоль линий, параллельных продольной оси фильтрующего элемента. This achieves an additional technical result due to the possibility of enhancing the result of natural washing by loosening the clay seal in the area of the vertices of the filter element, and also due to the direction of the flow of pressure water along lines parallel to the longitudinal axis of the filter element.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вертикальный разрез, фаза проходки глинистого пласта; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, вертикальный разрез, фаза принудительной промывки глинистого уплотнения; на фиг. 4 устройство с гофрированным фильтрующим элементом, часть поперечного разреза; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 устройство, вертикальный разрез, фаза промывки глинистого уплотнения под естественным напором водоносного пласта; на фиг. 7 узел I на фиг. 6, конечная фаза заполнения периферийной полости фильтра песчаными и мелкогравийными частицами. In FIG. 1 shows the proposed device, a vertical section, the phase of penetration of the clay layer; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 the same, vertical section, the phase of forced washing of the clay seal; in FIG. 4 device with a corrugated filter element, part of a cross section; in FIG. 5 a section BB in FIG. 4; in FIG. 6 device, vertical section, the washing phase of the clay compaction under the natural pressure of the aquifer; in FIG. 7 node I in FIG. 6, the final phase of filling the filter peripheral cavity with sand and small gravel particles.
Предлагаемое устройство включает последовательно соединенные между собой породоразрушающий инструмент 1 (фиг.1), трубчатый переводник 2, по крайней мере один фильтр 3 и колонну обсадных труб 4. Породоразрушающий инструмент 1 имеет промывочный канал 5. Трубчатый переводник 2 также имеет аналогичный канал 6; оснащен обратным клапаном 7 и связан с породоразрушающим инструментом 1 с помощью резьбового соединения 8. Фильтр 3 содержит фильтровую трубу 9 со средней перфорированной частью 10 с отверстиями 11 и концевыми неперфорированными частями 12 и 13 и фильтрующий элемент 14, размещенный внутри фильтровой трубы 9. The proposed device includes sequentially interconnected rock cutting tool 1 (Fig. 1), a
Фильтрующий элемент 14 выполнен, например, из стеклопластика, жестко связан посредством передней 15 и задней 16 кольцевых перемычек с концевыми неперфорированными частями 12 и 13 фильтровой трубы 9. При этом образованы центральная 17 и периферийная 18 полости и концевые полости передняя 19 и задняя 20. Периферийная полость 18 заключена между фильтрующим элементом 14 и перфорированной частью 10 фильтровой трубы 9. Внутри фильтрующего элемента 14 в центральной полости 17 размещена напорная труба 21, которая разъемно, например с помощью резьбового соединения 22, соединена одним концом с трубчатым переводником 2, а на другом конце имеет пакер 23, взаимодействующий с внутренней поверхностью 24 неперфорированной части 13 фильтровой трубы 9 или смежной с ней трубы колонны обсадных труб 4. Пакер 23 выполнен с осевым каналом 25 и обратным клапаном 26. The
Для обеспечения естественной промывки фильтра и последующего образования защитной зоны фильтрующего элемента в задней кольцевой перемычки 16 выполнены щелевые каналы 27 (фиг.2), гидравлически соединяющие периферийную полость 18 фильтра с ее задней концевой полостью 20. Размер щелевых каналов выбран с учетом обеспечения суффозионной устойчивости пород прифильтровой зоны. To ensure the natural washing of the filter and the subsequent formation of the protective zone of the filter element in the rear
Для принудительной промывки фильтра 3 (фиг.3) передняя кольцевая перемычка 15 может быть выполнена с щелевыми каналами 28 и снабжена уплотняющим элементом 29, перекрывающим зазор между передней кольцевой перемычкой 15 и напорной трубой 21. For forced washing of the filter 3 (Fig.3), the front
Для интенсификации промывки фильтрующий элемент 30 (фиг.4) выполнен гофрированным, в котором вершины 31 и впадины 32 расположены на линиях 33 и 34 (фиг. 5), параллельных продольной геометрической оси 35 гофрированного фильтрующего элемента 30, и ориентированы впадинами 32 против щелевых каналов 27 и 28 передней 15 и задней 16 кольцевых перемычек. To intensify the washing, the filter element 30 (Fig. 4) is made corrugated, in which the
Фильтрующий элемент 30 может быть выполнен из стеклопластика. The
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Устройством с помощью бурового станка (на чертежах не показан) ведут бурение восстающей или наклонно-восстающей скважины 36 (фиг.1). До вскрытия водоносного пласта бурение производится по подстилающему водоупорному слою 37, представленному глинами. При прохождении этого слоя частицы глины через отверстия 1 фильтровой трубы 9 заполняют периферийную полость 18, образуя плотное непроницаемое глинистое уплотнение, выключающее из работы фильтрующий элемент 14. После посадки фильтра 3 в водоносный пласт 38 (фиг.6) извлекают с помощью инвентарной колонны (на чертежах не показана) пакер 23 с напорными трубами 21. В это время фильтрующий элемент 14 не работает из-за наличия глинистого уплотнения в периферийной кольцевой полости 18. Однако при наличии перепада давлений в высоконапорном водоносном пласте 38 и полости колонны обсадных труб 4 создается эффект вакуумного подсоса и постепенное вымывание глинистых частиц из периферийной полости 18, вначале из зоны, примыкающей к задней кольцевой перемычке 16, а затем из всей периферийной зоны 18, и вынос их через щелевые каналы 27. The device using a drilling rig (not shown in the drawings) are drilling uprising or inclined-rising wells 36 (figure 1). Before opening the aquifer, drilling is carried out along the underlying water-resistant layer 37, represented by clays. When this layer passes, clay particles through the openings 1 of the
В результате движения напорных вод песчаные и мелкогравийные частицы водоносного пласта 38 (фиг.7) заполняют периферийную полость 18, отверстия 11 фильтровой трубы 9 и пространство прифильтровой зоны, образуя естественный фильтр 39, работающий совместно с фильтрующим элементом 14. As a result of the movement of pressure water, sand and small gravel particles of the aquifer 38 (Fig. 7) fill the
В случае необходимости применения принудительной промывки (фиг.3) после отсоединения напорных труб 21 от переводника 2 производят ограниченное их перемещение вниз с тем, чтобы верхний конец находился в полости 19, которая через щелевые каналы 28 гидравлически связана с периферийной полостью 18. После включения промывочного насоса (на чертежах не показан) промывочная жидкость под давлением, превышающим давление водоносного пласта 38, из напорных труб 21 поступает через полость 19 и щелевые каналы 28 в периферийную полость 18 и вымывает глинистые частицы через отверстия 11 фильтровой трубы 9 в затрубное пространство, начиная с передней части, а затем вымывание происходит и через щелевые каналы 27. If it is necessary to use forced flushing (Fig. 3) after disconnecting the
В том случае, когда фильтрующий элемент 30 выполнен гофрированным (фиг. 4), происходит ослабление образованного глинистого уплотнения, и промывка периферийной полости 18 улучшается, при наличии впадин 32 увеличивается эффективность размыва, так как образуются направленные потоки, кроме того толщина сальника в зоне вершин 31 значительно меньше, там происходит соединение вертикальных потоков и более эффективный разрыв глинистого уплотнения (фиг.4 и 5). In the case when the
В период работы фильтра такое выполнение фильтрующего элемента 30 обеспечит дополнительный эффект водоотвода за счет увеличения фильтрующей поверхности. During the operation of the filter, this embodiment of the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5034139 RU2042777C1 (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Device for opening water-bearing bed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5034139 RU2042777C1 (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Device for opening water-bearing bed |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2042777C1 true RU2042777C1 (en) | 1995-08-27 |
Family
ID=21600248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5034139 RU2042777C1 (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Device for opening water-bearing bed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2042777C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7040422B2 (en) | 2000-10-11 | 2006-05-09 | Johann Springer | Drill string member |
-
1992
- 1992-03-26 RU SU5034139 patent/RU2042777C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 905420, кл. E 21B 21/00, 1976. * |
2. Отчет. Исследование и разработка техники и технологии бурения дренажных скважин в подземных горных выработках, шифр $$$ г.Белгород, ВИОГЕМ, 1978, С.24-27, РИС.22, 23, 24. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7040422B2 (en) | 2000-10-11 | 2006-05-09 | Johann Springer | Drill string member |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2121056C1 (en) | Method and device for filling well section with gravel and valve-discharging unit of device | |
JPH03503302A (en) | Method of casing the harvesting layer in the wellbore | |
NO300283B1 (en) | Procedure for gravel packing a well | |
RU2291284C2 (en) | Method for construction and completion of force wells | |
RU2171359C1 (en) | Method of horizontal well completion | |
RU2410514C1 (en) | Method for well construction | |
RU2042777C1 (en) | Device for opening water-bearing bed | |
GB2237594A (en) | Dislodging sand bridges | |
RU2570156C1 (en) | Development of flooded oil deposit | |
US597316A (en) | Hydraulic well-boring machine | |
JP2005120738A (en) | Intake device | |
RU2191886C2 (en) | Method of isolation of beds with water flows | |
RU2091564C1 (en) | Device for well completion | |
RU2000129690A (en) | METHOD FOR INSULATING WATER-BODY LAYERS | |
RU2769181C2 (en) | Method for constructing hydrogeological wells by means of screw drilling | |
US1050244A (en) | Method of constructing and cementing wells. | |
US560399A (en) | Deep-well filter-casing | |
RU2795281C1 (en) | Well completion method | |
RU1799998C (en) | Method of secondary grouting of operating columns | |
RU2798540C1 (en) | Well completion method and device for its implementation | |
SU1567761A1 (en) | Method of terminating borehole exposing unsteady productive strata | |
CN111219171A (en) | High-strength filling sand prevention process method for multi-turn steam injection well | |
RU2474668C1 (en) | Well construction method | |
RU2199651C2 (en) | Method protecting operating string of injection well against attack of pumped chemically corrosive water | |
RU2025566C1 (en) | Formation stripping device |