Герметизирующее устройство для горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции горных выработок друг от друга и от дневной поверхности. Цель изобретения - повышение эффективности изоляции. Устройство для изоляции, например, ствола содержит ограниченную кровлей 2, подошвой 3 и горной породой полость, сквозь которую может быть пропущена колонна 4, вертикальные напорные трубопроводы 5, материал-заполнитель 6 полости сферической формы и гидродинамическую напорную систему 7, к которой подключена часть трубопроводов 5, а остальные трубопроводы 5 сообщены с поверхностью. Напорная система 7 может быть выполнена в виде насосной установки, приемных и резервных емкостей и приспособлений для очистки и регенерации изолирующей жидкости. Трубопроводы 5 могут размещаться вдоль стенок выработки 1, а полость может быть заполнена материалом 6 с прочностью, выше прочности крепи выработки 1. Материал 6 уложен снизу вверх в порядке уменьшения его крупности, а полос гь может быть заполнена изолирующей жидкостью, обладающей тиксотропными и кольматирующими свойствами. При эксплуатации устройства осуществляется циркуляция изолирующей жидкости через трубопроводы 5 и напорную систему 7. 4 з п. ф-лы, 1 ил. (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 0 5 00

ЙЬ Аэьмй .4 жйдЯ)- T

ЬИБЛИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

УРН ГКНТ СССР (21) 4649053/03 (22) 13.02.89 (46) 30.05.91. Бюл. № 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Ф. П. Киричек, О. Н. Обозин и Н. В. Чухрай (53) 622.25.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1262042, кл. Е 2! D 1/12, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 367265, кл. Е 21 D 5/00, 1971. (54 ) ГЕРМ ЕТИЗ И РУЮЩ ЕЕ УСТРО! 1С ТВО ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции горных выработок друг от друга и от дневной поверхности. Цель изобретения — повышение эффективности изоляции. Устройство для изоляции, например, ствола содержит ограниченную кровлей 2, подошвой 3 и горной породой полость, сквозь которую может

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве горных выработок, например скважин большого диаметра, в частности для изоляции их отдельных участков друг от друга и от дневной поверхности.

Целью изобретения является повышение надежности изоляции.

На чертеже изображено предлагаемое устройство при сплошном цементировании скважин и при обсадке скважины эксплуатационной колонной.

Герметизирующее устройство для горной выработки 1, например ствола, включает полость, ограниченную горной породой и крепыш в виде кровли 2 и подошвы 3, сквозь которую могут быть пропущены эксплуатационные колонны 4, и вертикальные напорные трубопроводы 5 подачи в полость изо„. ЯО» 165257 А 1 быть пропущена колонна 4, вертикальные напорные трубопроводы 5, материал-заполнитель 6 полости сферической формы и гидродинамическую напорную систему 7, к которой подключена часть трубопроводов 5, а остальные трубопроводы 5 ссюбщены с поверхностью. Напорная система 7 может быть выполнена в виде насосной установки, приемных и резервных емкостеи и приспособлений для очистки и регенерации изолирующей жидкости. Трубопроводы 5 могут размещаться вдоль стенок выработки I, а полость может быть заполнена материалом 6 с грочностью, выше прочности крепи выработки 1. Материал 6 уложен снизу вверх в порядке уменьшения его крупности, а полость может быть заполнена изолирующей жидкостью, обладающей тиксотропными и кольматирующими свойствами. Прн эксплуатации устройства осуществляется циркуляция изолирующей жидкости через трубопроводы 5 и напорную систему 7. 4 з. и. ф-лы, 1 ил. лирующей жидкости и ее отвода на поверхность, причем полость заполнена гранулированным заполнителем 6 сферической формы. Устройство снабжено гидродинамической напорной системой 7, с которой соединены напорные трубопроводы 5 подачи изолирующей жидкости.

Напорная система 7 может быть выпол-. нена в виде насосной установки, приемных и резервных емкостей, приспособлений для очистки и регенерации изолирующей жидкости (на чертеже не обозначены).

Напорные трубопроводы 5 могут быть размещены вдоль стенок выработки l.

Полость может быть заполнена заполнителем 6 с прочностью, выше прочности материала крепи выработки 1.

Материал уложен в полость с размеще1652579 нием по высоте снизу вверх в порядке уменьшения его крупности.

Полость устройства может быть заполнена изолирующей жидкостью, обладающей тиксотропными и кольматирующими свойствами.

Работа устройства согласно изобретению осуществляется следующим образом.

После окончания схватывания цементного раствора в кровле 2 вертикальные напорные трубопроводы 5 подключают к гидродинамической напорной системе 7 и -путем циркуляции с входом в полость через один и выходом через другой напорные трубопроводы 5 осуществляют замещение промывочной жидкости в трубах и полости на специальную изолирующую жидкость.

В процессе эксплуатации скважины большого диаметра выработки (ствола) 1, оснащенной герметизирующим устройством, производят исследование гидродинамических параметров открытого участка ствола 1 в зоне расположения полости (герметичность, проницаемость, приемистость, напор и дебит флюидов), физико-химические исследования состава флюидов, поступающих в ствол.

По результатам исследований определяют оптимальные параметры изолирующей жидкости (плотность, вязкость, структурномеханические показатели, содержание твердой фазы, свойства фильтрационной корки, коррозионная устойчивость и т. д.), а также режим работы герметизирующего устройства — противодавление на поверхность горной породы (за счет гидростатической, гидродинамической составляющих и избыточного давления с устья), продолжительность, интенсивность и периодичность циркуляции, режим очистки и регенерации состава.

Размещение в полости устройства прочного гранулярного материала сферической формы позволяет обеспечить полость прочным несущим каркасом высокой проницаемости. Это предупреждает обвал стенок горной выработки 1, облегчает работу цементной и металлической крепи в зоне расположения полости, способствует повышению надежности изоляции.

Формула изобретения

1. Герметизирующее устройство для горных выработок, включающее нетвердеющую изолирующую жидкость и вертикальные напорные трубопроводы для подачи жидкости в полость между крепыш и горной породой, отличающееся тем, что, с целью повышения

15 надежности работы герметизирующего устройства, оно снабжено гидродинамической напорной системой и дополнительными вертикальными напорными трубопроводами отвода изолирующей жидкости из полости на поверхность, при этом вертикальные напорные трубопроводы подачи изолирующей жидкости сообщены с гидродинамической напорной системой, а устройство снабжено гранулированным заполнителем сферической формы для размещения его в полости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гидродинамическая напорная система выполнена в виде насосной установки, приемных и резервных емкостей и приспособлений для очистки и регенерации изолирующей жидкости.

ЗО 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прочность гранулированного заполнителя выше прочности материала крепи выработки.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гранулированный заполнитель размещен

З5 по высоте снизу вверх в порядке уменьшения е ro круп ности.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что изолирующая жидкость выполнена с тиксотропным и кольматирующими свойствами.

1652579

Составитель Л. Черепенкина

Редактор 3. Ходакова Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 2186 Тираж 290 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, 101