Стенд для исследования процесса выноса бурового шлама при бурении нисходящих скважин

 

Изобретение относится к горной промети и предназначено для бурения скважин. Цель - повышение точности исследования процессов кольматации стенок скважины буровым шламом за счет создания условий, близких к реальным. Для этого имитатор l скважины выполнен в виде разъемной трубы, на внутренние стенки которой нанесено покрытие 2. В стенках имитатора 1 выполнены сквозные отверстия, имитирующие трешины в реальном горном массиве. Имитатор 1 помешен в сосуд 4 с возможностью наполнения последнего водой для имитации обводненности реального массива. Буровая мелочь, подаваемая на забой из бункера-питателя 9, и слой покрытия идентичны по составу разбуриваемой на забое породе. Стенд имеет систему 13 подачи на забой через имитатор 1 с долотом 5 медленнотвердеюшего вяжущего для бурового шлама и быстротвердеющей смеси для очистного агента. Для имитации каверн в скважине слой покрытия 2 имеет переменную толщину и конфигурацию. Вращающееся долото впрессовывает шлам в каверны и трешины , имитированные покрытием 2, и одновременно калибрует скважину. Излишки вязкотекучей смеси выносятся выше, где снова налипают. Быстродействующая смесь создает прочную корку, фиксирующую полученный диаметр, под которой постепенно твердеет смесь бурового шлама с ВЯЖУЩИМ . 2 з.п. ф-лы, 1 ил. е (Л О5 оо со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 у 4 Е 21 В 21/00

) 1 /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4243628/23-03 (22) 8.05.87 (46) 230289. Бюл. № 7 (7!) Институт горного дела Дальневосточного научного центра АН СССР (72) Е. Б. Шевкун (53) 622.243.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1244297, кл. Е 21 С 1/00, 1985, Авторское свидетельство СССР № 775308 кл E 21 С 7/00 1978 (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ВЫНОСА БУРОВОГО ШЛАNA ПРИ БУРЕНИИ НИСХОДЯЩИХ

СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для бурения скважин.

Цель — повышение точности исследования процессов кольматации стенок скважины буровым шлаком за счет создания условий, близких к реальным. Для этого имитатор 1 скважины выполнен в виде разьемной трубы, на внутренние стенки которой нанесено покрытие 2. В стенках имитато„„Я0„„146О189 А 1 ра 1 выполнены сквозные отверстия, имитирующие трещины в реальном горном массиве. Имитатор 1 помещен в сосуд 4 с возможностью наполнения последнего водой для имитации обводненности реального массива. Буровая мелочь, подаваемая на забой из бункера-питателя 9, и слой покрытия идентичны по составу разбуриваемой на забое породе. Стенд имеет систему !3 подачи на забой через имитатор 1 с долотом 5 медленнотвердеющего вяжущего для бурового шлама и быстротвердеющей смеси для очистного агента. Для имитации каверн в скважине слой покрытия 2 имеет переменную толщину и конфигурацию. Вращающееся долото впрессовывает шлам в каверны и трещины, имитированные покрытием 2, и одновременно калибрует скважину. Излишки вязкотекучей смеси выносятся выше, где снова налипают. Быстродействующая смесь создает прочную корку, фиксирующую пол ученный диаметр, под которой постепенно твердеет смесь бурового шлама с вяжущим, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1460189

8 и выбурен ной из

ЗО

Формула изобретения

1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин, и может быть использовано для изучения процессов разрушения горных пород и движения буровой мелочи в зоне долота и затрубном пространстве скважины с имитацией горных массивов, представленных различными породами с разным уровнем обводненности.

Цель изобретения — повышение точности исследования процессов кольматации стенок скважины буровым шламом за счет создания условий, близких к реальным.

На чертеже представлена принципиальная схема стенда.

Стенд включает имитатор 1 скважины в виде разъемной трубы, на внутренние стенки которой нанесено покрытие 2, выполненное из мелочи горной породы на цементной или полимерной связке, которая идентична горной породе в блоке 3, имитируюшем забой скважины, имитатор 1 скважины закреплен в сосуде 4, в него введен имитатор бурового става с долотом 5, внутри которого-проложены магистрали для подачи соответствуюших компонентов.

Трубка 6 служит для подачи медленнотвердеющего вяжушего в буровой шлам из системы 7 на выходе из имитатора бурового става с долотом 5, трубка 8 для подачи буровой мелочи из бункера-питателя 9, трубка 10 — для подачи быстротвердеюшей смеси из системы 1 в очистной агент, для подачи которого служит трубка 12, связанная с системой 13. Трубки 6, 8, 10 и 12 подведены в имитатор бурового става с долотом 5 через вертлюг 14 обычного исполнения, который закреплен в жесткой траверсе 15, имеюшей возможность вертикального перемешения от привода 16 подачи (показано стрелками) .

На траверсе установлены системы 7, 9, 11, 13 и привод 17 вращения имитатора бурового става с долотом 5. В теле имитатора 1 скважины выполнены сквозные отверстия 8, проходящие сквозь трубу и покрытие 2 и имитирующие трещины в реальном массиве, по которым из сосуда

4 может поступать вода 19, имитируя обводненность реального массива.

Стенд работает следующим образом.

Имитатор бурового става с долотом 5 прижимают приводом 16 подачи к блоку 3, имитирующему забой скважины, подают по трубке 12 очистной агент и приводом 17 врашения приводят во вращение имитатор бурового става с долотом 5. Затем по трубке 8 из бункера-питателя 9 подают буровую мелочь, идентичную той, из которой изготовлены блок 3 и покрытие 2, одновременно по трубке 6, выведенной рядом с трубкой 8,подают медленнотвердеюшее вяжушее для бурового шлама, которое перемешивается с частицами буровои мелочи из трубки блока 3.

При этом образуется вязкотекучая смесь бурового шлама с вяжушим, которая очистным агентом, например воздушно-водяной смесью, выносится в затрубное пространство, где постепенно налипает на покрытие 2 по всей высоте имитатора 1 скважины. После этого прекрашают подачу мелочи из бункера-питателя 9 и медленнотвердеюшего вяжущего из системы 7, включают подачу быстротвердеюшей смеси от системы 11 по трубке 10 и поднимают имитатор бурового става с долотом 5, не прекрашая вращения и подачи очищающего агента.

Врашаюшееся долото впрессовывает шлам в каверны и трещины, имитированные покрытием 2, и одновременно калибрует скважину. Излишки вязко-текучей смеси выносятся выше, где снова налипают. Быстротвердеюшая смесь создает прочную корку, фиксируюгцую полученный диаметр, под которой постепенно твердеет смесь бурового шлама с вяжущим. После подьема имитатора бурового става с долотом 5 до верха имитатора 1 скважины все системы отключают, процесс бурения прекращают и подают воду 19 в сосуд 4 для проверки герметичности кольматации сквозных отверстий 18. Процеcc бурения и кольматации можно вести и при наличии воды !9 в сосуде 4.

После извлечения имитатора бурового става с долотом 5 из имитатора скважины последний извлекают из сосуда 4, раз.ьединяют и изучают качество кольматации, степень сцепления бурового шлама с покрытием 2 и т. д. Затем меняют блок 3, покрытие 2 и мелочь в бункере-питателе 9 и начинают опыт с новым типом породы и вяжущего, 1. Стенд для исследования процесса выноса бурового шлама при бурении нисходящих скважин, включающий имитатор скважины, имитатор бурового става с долотом, приводы врашения и подачи бурового става с долотом, систему подачи очистного агента в имитатор бурового става с долотом и бункер-питатель с подаюшим патрубком для подачи буровой мелочи на забои, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследования процессов кольматации стенок скважины буровым шламом за счет создания условий, близ ких к реальным, имитатор скважины выполнен в виде разъемной трубы, на внутренние стенки которой нанесен слой покрытия, при этом в стенках имитатора скважины выполнены сквозные отверстия, имитируюшие трещины в реальном горном массиве, сам имитатор скважины помешен

1460189

Составитель А. Меньшиков

Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор H. Король

Заказ 421/29 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI в сосуд с возможностью наполнения последнего водой для имитации обводненности реального массива, а буровая мелочь, подаваемая на забой из бункера-питателя, и слой покрытия имитатора скважины идентичны по составу разбуриваемой на забое породе.

2. Стенд по п. I, отличающийся тем, что он снабжен системами подачи на забой через имитатор бурового става с долотом медленнотвердеющего вяжущего для бурового шла ма и быстротвердеющей смеси для очистного агента.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью имитации каверн в скважине, слой покрытия ими 1 атора скважины имеет переменные толщину и- конфигурацию.