RU2662483C1 - Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers - Google Patents
Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2662483C1 RU2662483C1 RU2017123110A RU2017123110A RU2662483C1 RU 2662483 C1 RU2662483 C1 RU 2662483C1 RU 2017123110 A RU2017123110 A RU 2017123110A RU 2017123110 A RU2017123110 A RU 2017123110A RU 2662483 C1 RU2662483 C1 RU 2662483C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- production
- packer
- downhole
- production string
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 8
- 239000000834 fixative Substances 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 18
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- RRLHMJHRFMHVNM-BQVXCWBNSA-N [(2s,3r,6r)-6-[5-[5-hydroxy-3-(4-hydroxyphenyl)-4-oxochromen-7-yl]oxypentoxy]-2-methyl-3,6-dihydro-2h-pyran-3-yl] acetate Chemical compound C1=C[C@@H](OC(C)=O)[C@H](C)O[C@H]1OCCCCCOC1=CC(O)=C2C(=O)C(C=3C=CC(O)=CC=3)=COC2=C1 RRLHMJHRFMHVNM-BQVXCWBNSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000034303 cell budding Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C45/00—Methods of hydraulic mining; Hydraulic monitors
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/06—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу для скважинной добычи горизонтально расположенными камерами рыхлых (в том числе обводненных) полезных ископаемых при разработке их на любых глубинах с помощью направленных скважин, пробуренных в горизонтальной их части с одновременной обсадкой, с последующим размывом рыхлых (в том числе обводненных) пород гидромониторными струями добычного агрегата и выдачей их в виде пульпы с помощью гидроэлеватора, с доступной для его работы глубины или с добавлением эрлифта, когда напора одного гидроэлеватора недостаточно, по пульпоподъемной колонне агрегата на земную поверхность.The invention relates to mining for borehole mining with horizontally located chambers of loose (including waterlogged) minerals when developing them at any depth using directional wells drilled in their horizontal part with simultaneous casing, followed by erosion of loose (including waterlogged) rocks by hydraulic jets of the production unit and issuing them in the form of pulp using a hydraulic elevator, with depth available for its operation or with the addition of airlift when the pressure of one hydraulic elevator is not enough on the pulp-lifting column of the unit to the earth's surface.
Известно устройство для разгерметизаци, используемое для осуществления способа установки скважинного фильтра в вертикальной скважине. Для среза пробок на поверхности собирают компоновку: фреза, подшипник-центратор, винтовой забойный двигатель (ВЗД), жесткий центратор. (Патент RU №2514040, МПК Е21В 43/08, опубликовано 27.12.2012 г.).A device for depressurization is known that is used to implement a method of installing a downhole filter in a vertical well. To cut off traffic jams on the surface, the assembly is assembled: milling cutter, centralizer bearing, downhole screw motor (VZD), rigid centralizer. (Patent RU No. 2514040, IPC ЕВВ 43/08, published December 27, 2012).
Существенным недостатком данной устройства является то, что она позволяет срезать пробки только сверху вниз и исключена возможность локальной разгерметизации фильтра. Кроме того, устройство невозможно использовать для забойного пакера одним спуск-подъемом бурильных труб.A significant disadvantage of this device is that it allows you to cut plugs only from top to bottom and eliminates the possibility of local depressurization of the filter. In addition, the device cannot be used for a downhole packer with a single drill pipe descent.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности признаков, и выбранный нами за прототип, является устройство, используемое для осуществления способа безрезьбового крепления герметизирующих и разгерметизирующих полых пробок в циркуляционных отверстиях корпуса скважинного фильтра. Устройство для разгерметизации состоит из оправки, которая с помощью переходника жестко крепится к трубам НКТ. (Патент РФ №2301324, МПК Е21В 43/08, опубликовано 20.06.2007 г.).The closest to the claimed technical solution for the totality of features, and we have chosen for the prototype, is the device used to implement the method of threadless fastening of sealing and depressurizing hollow plugs in the circulation holes of the well filter housing. The device for depressurization consists of a mandrel, which is rigidly attached to the tubing pipes using an adapter. (RF patent No. 2301324, IPC ЕВВ 43/08, published June 20, 2007).
Данное устройство для разгерметизации фильтра имеет существенный недостаток, а именно - его нельзя использовать для локальных (выборочных) участков колонны и тем более транспортировать оправку к месту среза, не задевая другие пробки или для доставки пакера к башмаку фильтра.This device for depressurizing the filter has a significant drawback, namely, it cannot be used for local (selective) sections of the column and, all the more, transport the mandrel to the cut point without touching other plugs or to deliver the packer to the filter shoe.
Известны многочисленные способы скважинной гидродобычи рыхлых пород через вертикально расположенные камеры (Аренс В.Ж., Исмагилов Б.В., Шпак Д.Н. «Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых». М., Недра, 1980 г., с. 7-14, с. 66-72, с. 91-124; Бабичев Н.И «Технология скважинной гидродобычи, полезных ископаемых». Учебное издание. Изд. МГРИ, 1981 г. с. 4-14, с. 41-49, с. 58-61, с. 69-81; и др.), заключающиеся в бурении вертикальных скважин с обсадкой их до продуктивного пласта, спуска гидродобычного снаряда, подачи через него под напором промывочной жидкости для разрыхления породы и подъема по нему полученной пульпы на земную поверхность.Numerous methods are known for downhole hydraulic production of loose rocks through vertically arranged chambers (Arens V.Zh., Ismagilov B.V., Shpak D.N. “Borehole hydraulic production of solid minerals.” M., Nedra, 1980, p. 7- 14, pp. 66-72, pp. 91-124; N. Babichev, “Technology of borehole hydraulic production, minerals.” Training publication. Publishing House of the Moscow Polytechnic Institute, 1981, pp. 4-14, pp. 41-49, p . 58-61, pp. 69-81; and others.), Which consist in drilling vertical wells with their casing to the reservoir, lowering the hydro-production shell, feeding through it under the pressure of washing liquid for loosening the formation of the rock and lifting on it the resulting pulp to the earth's surface.
Известен близкий по защите от разубоживания пустыми породами способ скважинной гидродобычи вертикальными камерами рыхлых полезных ископаемых. Способ извлечения материалов из мощных подземных формаций, включающий вскрытие формации скважиной, размещение в ней скважинного гидромониторного агрегата, формирование свода естественного равновесия над добычной камерой в пределах продуктивного горизонта, размыв пород формации с выдачей пульпы на поверхность, причем в добычной камере создают избыточное давление, соответствующее условиюKnown for close protection against dilution by waste rocks is a method of downhole hydraulic production by vertical cameras of loose minerals. A method of extracting materials from powerful underground formations, including opening a formation by a well, placing a borehole hydraulic unit in it, forming a set of natural equilibrium above the production chamber within the productive horizon, eroding the formation rocks with the pulp being pulled to the surface, and overpressure corresponding to condition
Ркамер.≥Рпласт.+0.03 МПа,Chambers. ≥ Plast. + 0.03 MPa,
где Ркамер. - давление рабочей жидкости в добычной камере;where is rkamer. - pressure of the working fluid in the production chamber;
Рпласт. - пластовое давление,Rplast. - reservoir pressure,
при этом давление в камере постоянно контролируют датчиками, установленными в нижней и верхней частях подвижной трубы гидромониторного агрегата, а избыточное давление в добычной камере обеспечивают регулированием подачи рабочей жидкости в скважину при качественной гидроизоляции затрубного пространства растворами на основе бентонитовых порошков с условной вязкостью от 50 с до состояния «не течет». (RU №2447287, МПК Е21С 45/00, опубликовано 10.04.2012 г.)the pressure in the chamber is constantly monitored by sensors installed in the lower and upper parts of the movable pipe of the hydromonitor unit, and the overpressure in the production chamber is provided by controlling the flow of working fluid into the well with high-quality waterproofing of the annulus with solutions based on bentonite powders with a nominal viscosity of 50 s to the state does not flow. (RU No. 2447287, IPC Е21С 45/00, published on April 10, 2012)
Общим недостатком перечисленных способов является низкая эффективность их использования в условиях рыхлых обводненных пород, которые при таких способах добычи будут обрушаться со всех сторон в Добычную скважину, препятствуя разработке продуктивного пласта.A common disadvantage of the above methods is the low efficiency of their use in the conditions of loose flooded rocks, which with such production methods will collapse from all sides into the Production well, preventing the development of a productive formation.
Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие пласта скважиной, размещение в ней добычного агрегата, извлечение горной массы слоями в направлении сверху вниз с выдачей гидросмеси на поверхность и формированием выемочной камеры, заполнение камеры закладочным материалов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности гидродобычи за счет одновременного проведения операций по извлечению и закладке, при отработке основной части пласта в камере создают подвижную в вертикальном направлении перемычку, извлечение горной массы ведут под перемычкой, а заполнение камеры закладочным материалов производят над ней. (патент RU №2023879, МПК Е21С 45/00, опубликовано 30.11.1994 г.)A known method of downhole hydraulic mining of minerals, including opening the formation with a well, placing a production unit in it, extracting the rock mass in layers in a top-down direction with issuing a slurry to the surface and forming a extraction chamber, filling the chamber with filling materials, characterized in that, in order to increase productivity hydraulic production due to the simultaneous operations of extraction and laying, when mining the main part of the reservoir in the chamber create a movable in the vertical direction p jumper is, the extraction of the rock mass was conducted under a bridge and filling materials stowing cameras produce over it. (patent RU No. 2023879, IPC E21C 45/00, published November 30, 1994)
Недостатком данного способа является невозможность ограничивать поступления рыхлых пород из стенок добычной камеры, увеличивая тем самым ее размеры за пределы созданной защитной перегородки, что позволит породам кровли горизонта разубоживать добываемое полезное ископаемое.The disadvantage of this method is the inability to limit the flow of loose rocks from the walls of the mining chamber, thereby increasing its size beyond the boundaries of the created protective walls, which will allow the rocks of the roof of the horizon to dilute the extracted minerals.
Наиболее близким аналогом по существу решаемой задачи, выбранный нами за прототип является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых при наклонном залегании пластов, включающий сооружение гидродобычных и вспомогательных скважин, причем гидродобычные и вспомогательные скважины располагают линиями по простиранию наклонных пластов и пересекают их, причем забои вертикальных гидродобычных скважин разбуривают ниже по падению, а вспомогательных скважин, имеющих вертикальные и наклонные части скважины, вертикальную часть бурят до одноименных наклонных пластов и наклонной частью входят в одноименные продуктивные пласты, как из верхних пластов, так и в пределах продуктивных пластов, и направляют в сторону гидродобычных скважин, расстояние между линиями расположения гидродобычных и вспомогательных скважин определяют устойчивостью межпластовых пластов-мостов выработанного пространства пластов рыхлых руд, а расстояние между гидродобычными и между вспомогательными скважинами определяют технической возможностью бурения наклонных ответвлений в сторону гидродобычных, обеспечивающих дезинтеграцию рыхлых руд между линиями расположения гидродобычных и вспомогательных скважин всех одноименных пластов, подлежащих отработке и пересеченных гидродобычными и вспомогательными скважинами. (патент RU №2425222, МПК Е21С 45/00, опубликовано 27.07.2011 г.)The closest analogue to the essentially solved problem, which we have chosen for the prototype, is a method of downhole hydraulic mining of minerals with inclined bedding, including the construction of hydraulic and auxiliary wells, with hydraulic and auxiliary wells having lines along the strike of the inclined formations and intersecting them, and the bottoms of vertical hydro-producing wells drill lower down, and auxiliary wells having vertical and inclined parts of the well, the vertical part is drilled for inclined formations of the same name and inclined part enter the productive formations of the same name, both from the upper formations and within the productive formations, and are directed towards the hydro-production wells, the distance between the location lines of the hydro-production and auxiliary wells is determined by the stability of the inter-formation strata-bridges of the developed space of loose ore strata , and the distance between hydraulic and between auxiliary wells is determined by the technical feasibility of drilling inclined branches towards the hydraulic wells industrial, providing disintegration of loose ores between the lines of the location of the hydraulic and auxiliary wells of all the same formations to be mined and crossed by the hydraulic and auxiliary wells. (patent RU No. 2425222, IPC E21C 45/00, published July 27, 2011)
Недостатком данного способа гидродобычи полезных ископаемых является применение нескольких скважин: гидродобычной и вспомогательных, которые расположены по падению разрабатываемого пласта в сторону гидродобычной, и возможности разработки рыхлых отложений только при наличии в их кровле пластов крепких, плотных пород, с обязательным условием наличия для продуктивных и вмещающих пород уклона от 30° до 80°The disadvantage of this method of hydraulic mining is the use of several wells: hydraulic and auxiliary, which are located along the fall of the developed formation towards the hydraulic, and the possibility of developing loose deposits only in the presence of layers of strong, dense rocks in their roof, with a prerequisite for productive and enclosing rocks slope from 30 ° to 80 °
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства локального применения для разгерметизации насадок гидромонитора и приемных отверстий в эксплуатационной колонне, а также установки в ее башмаке забойного пакера и способа скважинной гидродобычи горизонтальными камерами рыхлых и обводненных полезных ископаемых, а так же разработка надежного и высокопроизводительного способа гидродобычи при любом залегании пластов с применением только одной направленной (наклонно - или вертикально-горизонтальной) скважины.The objective of the invention is to provide a local application for depressurizing nozzles of a hydraulic monitor and receiving holes in a production casing, as well as installing a downhole packer and a method of downhole hydraulic extraction in its shoe by horizontal cameras of loose and flooded minerals, as well as developing a reliable and high-performance method of hydraulic production for any bedding using only one directional (inclined - or vertical-horizontal) well.
Поставленная задача по совершенствованию устройства решается тем, что устройство для разгерметизации насадок гидромонитора и отверстий в эксплуатационной колонне включающее оправку, которая с помощью переходника жестко крепится к насосно-компрессорным трубам, выполнена в виде плашек с подпружиненными центраторами, свободно перемещающимися в плашкодержателе, с возможностью менять свой размер наружного и внутреннего диаметра, за счет скольжения по ее внутренней поверхности гайки-конуса, перемещающейся по резьбе вращающегося вала, на котором закреплен съемный забойный пакер с закрепителем и клапаном, герметизирующими башмак.The task to improve the device is solved by the fact that the device for depressurization of the nozzles of the hydraulic monitor and the holes in the production string including a mandrel, which is rigidly attached to the tubing with the help of an adapter, is made in the form of dies with spring-loaded centralizers freely moving in the ram holder, with the ability to change its size of the outer and inner diameter, due to sliding on its inner surface of the cone nut, moving along the thread of the rotating shaft, by which is fixed removable downhole packer with a fixer and a valve, sealing the shoe.
Поставленная задача по совершенствованию способа решается тем, что способ скважинной гидродобычи рыхлых и обводненных полезных ископаемых горизонтальными камерами, путем размыва их рабочей жидкостью, включающий сооружение скважин и спуск гидродобычного агрегата, причем для осуществления процесса гидродобычи бурится и обустраивается только одна направленная скважина с обустройством ее горизонтальной части эксплуатационной колонной, загерметизированной забойным пакером в башмаке, имеющей насадки гидромонитора и приемные отверстия, закрытые герметизаторами, срезающимися устройством перед установкой в ней гидродобычного агрегата, образующим с эксплуатационной колонной линии нагнетания и всасывания и пакером, разделяющим эксплуатационную колону на нагнетательную и всасывающие части, в затрубном пространстве которых происходит гидроразмыв и перемещение полезного ископаемого из интервала разработки на земную поверхность.The task to improve the method is solved by the fact that the method of downhole hydraulic production of loose and flooded minerals with horizontal chambers, by washing them with a working fluid, including construction of wells and lowering of a hydraulic production unit, and only one directional well is drilled and equipped to equip it with horizontal parts of the production string, sealed with a downhole packer in the shoe, having a nozzle of a hydraulic monitor and receiving holes Closed sealer, cut device before installing it gidrodobychnogo unit forming with the production string discharge line and suction and packer separating the production string at the discharge and suction portion in the annulus which occurs gidrorazmyv and movement of minerals from the development interval on the earth's surface.
Выполнение в устройстве оправки в виде плашек с подпружиненными центраторами, свободно перемещающимися в плашкодержателе в радиальном направлении за счет скольжения по их внутреней поверхности гайки-конуса, перемещающейся по резьбе вращающегося вала, на котором закреплен съемный забойный пакер с закрепителем и клапаном, герметизирующими башмак, позволило создать устройство для разгерметизации насадок гидромонитора и приемных отверстий локального применения, а также установки забойного пакера в башмаке эксплуатационной колонны при гидродобыче горизонтальными камерами рыхлых и обводненных полезных ископаемых.The execution in the device of a mandrel in the form of dies with spring-loaded centralizers that move freely in the ram holder in the radial direction due to sliding on their inner surface of the cone nut moving along the thread of the rotating shaft on which a removable downhole packer is fixed with a fastener and a valve that seals the shoe allowed to create a device for depressurization of nozzles of a hydraulic monitor and receiving holes of local application, as well as installing a downhole packer in the shoe of a production casing at hydro production by horizontal chambers of loose and watered minerals.
Совершенствование способа осуществляется тем, что в процессе гидродобычи бурят направленную скважину, обустраивают ее в горизонтальной части эксплуатационной колонной, имеющей насадки гидромонитора и приемные отверстия, закрытые герметизаторами, с помощью устройства по п. 1 устанавливают в башмаке эксплутационной колонны забойный пакер и срезают герметизаторы, спускают гидродобычный агрегат, образующий с эксплутационной колонной линии нагнетания и всасывания и пакером, разделяющим эксплуатационную колону на нагнетательную и всасывающие части, осуществляют гидроразмыв и перемещение полезного ископаемого из интервала разработки в пульпоподъемную колонну и далее на земную поверхность.The improvement of the method is carried out by the fact that in the process of hydraulic production a directional well is drilled, it is equiped in the horizontal part with a production string having hydraulic monitor nozzles and receiving openings closed with sealants, using the device according to
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».An analysis of the known technical solutions carried out according to scientific, technical and patent documentation showed that the set of essential features of the claimed technical solution is not known from the prior art, therefore, it meets the patentability conditions of “novelty” and “inventive step”.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the drawings:
фиг. 1 - Устройство для разгерметизации отверстий эксплуатационной колонны;FIG. 1 - Device for depressurization of the openings of the production casing;
фиг. 2 - Гидродобычный агрегат для добычи рыхлых и обводненных полезных ископаемых;FIG. 2 - Hydraulic mining unit for the extraction of loose and watered minerals;
Заявляемое устройство для разгерметизации отверстий эксплуатационной колонны, а также для установки забойного пакера, поясняется чертежом на Фиг. 1, где представлены; ограничители 1 плашкодержателя 3, жестко закрепленные на валу 4, но свободно вращающиеся относительно плашкодержателя 3, позволяющие ему двигаться вдоль оси вала 4, по которому перемещается вдоль его оси по резьбовой части гайка-конус 7, тем самым то раздвигая плашки 5, с подпружиненными центраторами 6, то сближая их, в зависимости от цели, при этом захваты 8 плашек 5 имеют возможность удерживать, при транспортировании к башмаку 23, забойный пакер за его заднюю часть 9, находящейся в зацеплении с валом 4, но имеющую возможность свободного перемещения по нему, в то время как его передняя часть 12 не имеет соединения с валом 4 и находится в соединении с его задней частью 9, а сам забойный пакер крепится в башмаке 23 в месте установки 22 за счет сжатия манжеты 11 шайбой 10 путем свинчивания задней части 9 и передней части 12 пакера и отсоединяется от вала 4 на закрепителе 16 с клапаном 17 и буртиком 21, герметизируя башмак 23 эксплуатационной колонны 2, имеющей загерметизированные насадки гидромонитора герметизаторами 13 с заклепками, заглушки 14 насадок гидромонитора с фиксаторами 15 и саморезами и заглушки 19 приемных отверстий, фиксаторы 18 приемных отверстий с саморезами, герметизаторы 20 приемных отверстий с заклепками.The inventive device for depressurization of production casing openings, as well as for installing a downhole packer, is illustrated by the drawing in FIG. 1, where presented; limiters 1 of the die holder 3, rigidly fixed to the shaft 4, but freely rotating relative to the die holder 3, allowing it to move along the axis of the shaft 4, along which the nut-cone 7 moves along its axis along the threaded part, thereby pushing the dies 5, with spring-loaded centralizers 6, then bringing them closer, depending on the purpose, while the grippers 8 of the dies 5 are able to hold, when transporting to the shoe 23, the downhole packer for its rear part 9, which is meshed with the shaft 4, but which can be freely moved I’m using it, while its front part 12 is not connected to the shaft 4 and is connected to its rear part 9, and the downhole packer itself is mounted in the shoe 23 at the installation site 22 by compressing the cuff 11 with the washer 10 by screwing the back part 9 and the front part 12 of the packer and is disconnected from the retainer 16 with the valve 17 and the shoulder 21, sealing the shoe 23 of the production casing 2 having sealed nozzles of the hydraulic monitor with sealants 13 with rivets, plugs 14 of the nozzles of the hydraulic monitor with latches 15 and screws and plugs flanges 19 receiving holes, latches 18 receiving holes with self-tapping screws, sealing 20 receiving holes with rivets.
Герметизация приемных отверстий и насадок гидромониторов в приемной части эксплуатационной колонны производится на поверхности с помощью герметизаторов 20 приемных отверстий с заклепками, фиксаторов 18 с саморезами и герметизаторов 13 насадок гидромонитора с заклепками, фиксаторов 15 с саморезами, а также заглушек 14, 19.Sealing of the receiving holes and nozzles of the hydraulic monitors in the receiving part of the production casing is performed on the surface with the help of sealing devices 20 of the receiving holes with rivets, clamps 18 with self-tapping screws and sealants 13 of nozzles of the hydraulic monitor with rivets, clamps 15 with self-tapping screws, and also plugs 14, 19.
Предлагаемое устройство работает следующим образом: после установки, в процессе горизонтального бурения, обсадной (эксплуатационной) колонны и совмещения ее загерметизированных приемных отверстий и насадок гидромонитора с планируемым участком разработки полезного ископаемого, и извлечения бурового снаряда, осуществляют герметизацию башмака 23. Для этого на поверхности в пределах площадки буровой установки на устройстве фиксируется забойный пакер (Фиг. 1). Фиксация забойного пакера осуществляется с помощью вращения вала 4 в правую сторону, что обуславливает перемещение гайки-конуса 7 по направлению к ограничителям 1 плашкодержателя 3 до момента, пока захваты 8 плашек 5 не упрутся в проточку задней части 9 забойного пакера. После фиксации забойного пакера устройство спускается на специальных технологических трубах, далее СТТ, в приемную часть эксплуатационной колонны 2 вместе с забойным пакером и его закрепителем 16 до тех пор, пока пакер не достигнет своего места установки 22 и его передняя часть 12 не заклинется в нем. Далее вращением задней части 9 относительно передней части 12 забойного пакера с помощью труб СТТ и вала 4, сжимается манжета пакера 11, которая крепит его в башмаке 23, при этом захваты 8 плашек 5 выходят из зацепления с забойным пакером. После этого обратным вращением вал 4 отсоединяется от закрепителя 16 забойного пакера, а само устройство устанавливается в одном из интервалов эксплуатационной колонны (далее именуемым «интервал разработки»), представляющий собой несколько насадок гидромонитора (по окружности), создающих линию нагнетания и серию приемных отверстий (по окружности) - от одной до нескольких, представляющих линию всасывания, разделенных при гидродобыче разделительным пакером (Фиг. 2) гидродобычного агрегата. Длина «интервала разработки» выбирается в зависимости от горно-геологических условий и типа полезного ископаемого. Для разгерметизации насадок гидромонитора и приемных отверстий «интервала разработки» необходимо срезать их герметизаторы. Для этого устройство приводится в рабочее положение, а именно: плашки 5 устройства за счет правого вращения вала 4 переводятся почти вплотную к внутреннему диаметру эксплуатационной колонны. Через СТТ подается осевая нагрузка на устройство, и оно торцами своих плашек 5 срезает герметизаторы «интервала разработки», проталкивая их по направлению к забойному пакеру. При этом заглушки 14 насадок гидромонитора и заглушки 19 приемных отверстий, имеющие конусный профиль, удерживаются за счет этого в корпусе эксплуатационной колонны от выпадания внутрь, а от выпадания в затрубное пространство их удерживают фиксаторы 15 и 18 с саморезами. Затем вращением СТТ плашки 5 переводятся в положение, когда они приближены к валу 4, и устройство извлекается на поверхность. «Интервал разработки» эксплуатационной колонны готов к осуществлению добычных работ.The proposed device operates as follows: after installing, during horizontal drilling, the casing (production) string and combining its sealed receiving holes and nozzles of the hydraulic monitor with the planned mineral development section and extracting the drill, the
Заявляемый способ скважинной гидродобычи горизонтальной камерой поясняется чертежом, где на Фиг. 2 изображен гидродобычной агрегат в эксплуатационной колонне, разъединенной разделительным пакером на нагнетательную и приемную части, состоящий из направляющей колонны 24, эксплуатационной колонны 2, става 25 гидродобычного агрегата, пульпоподъемной колонны 26, насадки 27 гидроэлеватора кольцевого типа, насадки 29 гидромонитора, с направлением напорных струй 28, линии нагнетания рабочей жидкости гидроэлеватора, подпружиненных центраторов 30, линии всасывания 31 гидроэлеватора, манжеты 32 разделительного пакера, шайбы 33 разделительного пакера, накидной гайки 34 разделительного пакера, приемных отверстий 35, 36 для гидросмеси с направлением всасывающихся струй; задней части 9 забойного пакера, передней части 12 забойного пакера, манжеты 11 забойного пакера, шайбы 10 забойного пакера, буртика 21, закрепителя 16 забойного пакера, шарикового клапана 17, башмака 23.The inventive method of downhole hydraulic production by a horizontal chamber is illustrated in the drawing, where in FIG. 2 shows a hydraulic production unit in a production casing, separated by a separation packer into the discharge and receiving parts, consisting of a
Заявляемый способ гидродобычи включается в процесс только после окончания подготовительных работ, а именно - бурения верхнего участка наклонной или вертикально-наклонной части направленной скважины, осуществляется стандартным способом, а ее горизонтальная часть - с помощью бурового снаряда для бурения с одновременной обсадкой (Патент RU №166522 от 10.11.2016 г.), в дальнейшем буровой снаряд.The inventive method of hydraulic production is included in the process only after completion of the preparatory work, namely, drilling the upper section of the inclined or vertically-inclined part of the directed well, is carried out in the standard way, and its horizontal part using a drill for drilling with simultaneous casing (Patent RU No. 166522 dated November 10, 2016), hereinafter the drill.
После завершения проходки верхней части направленной скважины она крепится обсадной колонной с цементацией затрубного пространства для осуществления гидроизоляции продуктивного пласта от вышезалегающих водоносных горизонтов, а также крепления неустойчивых пород от обрушения, и создания направления для прохождения горизонтальной части скважины, которая осуществляется с применением бурового снаряда, с одновременной установкой обсадной (эксплуатационной) колонны.After completion of the drilling of the upper part of the directional well, it is fastened with a casing with cementing the annulus for waterproofing the reservoir from overlying aquifers, as well as securing unstable rocks from collapse, and creating a direction for passing the horizontal part of the well, which is carried out using a drill, with simultaneous installation of casing (production) string.
В случае, если продуктивный пласт, представленный рыхлыми и обводненными породами, маломощный, его добыча происходит непосредственно в процессе проходки скважины от устья к забою, с направлением выноса продуктов разрушения полезного ископаемого через пространство между обсадной колонной и бурильными трубами. В этом случае обсадная (эксплуатационная) колонна предохраняет этот пласт от разубоживания породами кровли.If the productive formation, represented by loose and flooded rocks, is thin, its production occurs directly in the process of drilling the well from the mouth to the bottom, with the direction of the removal of mineral destruction products through the space between the casing and drill pipes. In this case, the casing (production) string protects this layer from dilution by roof rocks.
Если же продуктивный пласт большой мощности, то обсадная (эксплуатационная) колонна подготавливает условия для его добычи, которая осуществляется поинтервально от забоя горизонтальной части скважины. Для этого, еще до начала бурения горизонтальной части скважины, на буровой площадке в стенках обсадной колонны (в дальнейшем используемой как эксплуатационной) создают отверстия для насадок гидромониторов и приема пульпы, расположение которых соответствует данным по разведке месторождения в районе проектируемой трассы горизонтальной части скважины, и герметизируют их (Фиг. 1). Заглушки 14 гидромонитора и заглушки 19 приемных отверстий, со стороны нижней части конуса, заранее накрест пропилены на глубину 2/3 своей высоты для того, чтобы заглушки 14 гидромониторов, при образовании избыточного давления, разрушались и выдавливались в затрубное пространство гидромониторными струями (Фиг. 2), а заглушки 19 приемных отверстий разрушались от пониженного давления внутри колонны при работе гидроэлеватора в процессе гидродобычи. Длина «интервала разработки», расположение приемных отверстий 35, 36 и насадок 29 гидромонитора с направлением напорных струй, так же, как и расстояние между ними, выбирается для каждого конкретного пласта месторождения в зависимости от расположения в нем полезного ископаемого, его мощности, водоносности и других условий, учет которых обеспечивает наиболее эффективную работу струи гидромонитора по будированию разрабатываемой пород. На основании опубликованных материалов (Бабичев Н.И «Проектирование геотехнологических комплексов», Учебное пособие. Изд. МГРИ, 1985 г., с. 9), можно определить длину таких «интервалов разработки» - Lинт. Исходя из того, что основным фактором, влияющим на расстояние переноса породы от насадки гидромонитора к приемным отверстиям, является длина струи гидромонитора (lст.), работающего в затопленном забое, то по Табл. №1 на с. 9 определяем для рыхлых, слабосвязных пород, при рабочем давлении Ро=1,5-2,0 МПа в насадке гидромонитора, что lст.=5-15 м. При угле наклона насадок к эксплуатационной колонне γ=30° Lинт.=lст.⋅cos30°=(5-15 м)0,8572=(4,3-12,9) м, а при γ=45° Lинт.=(5-15)0,6947=(3,5-10.4) м.If the reservoir is large, the casing (production) string prepares the conditions for its production, which is carried out at intervals from the bottom of the horizontal part of the well. To do this, even before the drilling of the horizontal part of the well, on the drilling site in the walls of the casing (hereinafter used as production) create holes for nozzles of hydraulic monitors and pulp receiving, the location of which corresponds to the data on field exploration in the area of the planned route of the horizontal part of the well, and seal them (Fig. 1). The plugs 14 of the hydraulic monitor and the plugs 19 of the receiving holes, from the side of the lower part of the cone, are pre-cut crosswise to a depth of 2/3 of their height so that the plugs 14 of the hydraulic monitors, when excessive pressure is formed, are destroyed and extruded into the annulus by jet jets (Fig. 2 ), and the plugs of 19 inlet openings were destroyed by reduced pressure inside the column during operation of the hydraulic elevator in the process of hydraulic production. The length of the "development interval", the location of the receiving holes 35, 36 and
После установки, одновременно с бурением, эксплуатационной колонны 2, в нее спускается гидродобычной агрегат с кольцевым гидроэлеватором и разделительным пакером, необходимым для разделения, намеченного «интервала разработки» этой колонны на нагнетательную и всасывающие части. Разделительный пакер добычного агрегата устанавливается и закрепляется между приемными отверстиями 35, 36 и насадками 29 гидромонитора, намеченного «интервала разработки». Закрепление разделительного пакера (Фиг. 2) происходит аналогично закреплению забойного пакера, за исключением того, что сдавливание манжеты 32 осуществляется с помощью накидной гайки 34 через шайбу 33. Внутреннее отверстие накидной гайки 34 имеет форму шестигранника. Для закрепления разделительного пакера в скважинный агрегат спускается инструмент (шестигранник) на трубах СТТ, с помощью которого на накидную гайку 34 передается вращение и, в зависимости от задачи, манжета 32 разделительного пакера либо сдавливается, либо разжимается, закрепляя разделительный пакер или разжимая его.After installing, at the same time as drilling,
Процесс гидродобычи начинается с подачи в независимые друг от друга две линии нагнетания рабочей жидкости, а отвод пульпы осуществляется из линии всасывания, которая переходит в пульпоподъемную колонну.The process of hydraulic production begins with the filing of two lines of injection of the working fluid, which are independent of each other, and the pulp is discharged from the suction line, which passes into the pulp lifting column.
Струи гидромонитора (Фиг. 2), вылетая под большим давлением из насадок 29 будируют полезное ископаемое, превращая его в пульпу, которая поступает в приемные отверстия 35, 36 и через них внутрь эксплуатационной колонны. Далее пульпа, за счет разрежения в камере смешения гидроэлеватора, проталкивается в пульпоподъемную колонну и поднимается на земную поверхность. Когда напора гидроэлеватора недостаточно, особенно на больших глубинах, то пульпа проталкивается через приемные отверстия эксплуатационной колонны в пульпоподъемную колонну с добавлением энергии противодавления и далее поднимается по ней с помощью эрлифта.The jets of a hydraulic monitor (Fig. 2), flying out under high pressure from the
После отработки первого «интервала разработки» эксплуатационной колонны производится разгерметизация манжеты разделительного пакера 32 (Фиг. 2) с помощью СТТ и гидродобычной агрегат извлекается на земную поверхность.After working off the first "development interval" of the production casing, the cuff of the
Затем в эксплуатационную колонну вновь опускается устройство, с помощью которого подготавливается следующий «интервал разработки» в эксплуатационной колонне и так процесс повторяется, пока не закончатся все ранее подготовленные «интервалы разработки».Then, the device is again lowered into the production casing, with the help of which the next "development interval" in the production casing is prepared and so the process is repeated until all previously prepared "development intervals" are completed.
По окончании отработки запланированного горизонтального участка полезного ископаемого эксплуатационная колонна в зависимости от геологических условий или извлекается на земную поверхность, или остается на месте отработки полезного ископаемого, а устье скважины герметизируется.At the end of the development of the planned horizontal section of the mineral, the production string, depending on geological conditions, is either removed to the earth's surface or remains at the place of mining of the mineral, and the wellhead is sealed.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability and can be manufactured on standard equipment using modern materials and technologies.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123110A RU2662483C1 (en) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123110A RU2662483C1 (en) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2662483C1 true RU2662483C1 (en) | 2018-07-26 |
Family
ID=62981623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017123110A RU2662483C1 (en) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2662483C1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1323722A1 (en) * | 1986-02-05 | 1987-07-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of recovering materials from subterranean formations |
| RU2171359C1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-07-27 | Открытое Акционерное Общество Акционерная нефтяная компания "Башнефть" | Method of horizontal well completion |
| RU2256796C1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-07-20 | Хрулев Александр Сергеевич | Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method |
| US7090153B2 (en) * | 2004-07-29 | 2006-08-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Flow conditioning system and method for fluid jetting tools |
| RU2301324C1 (en) * | 2005-10-03 | 2007-06-20 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Method for sealing-and-unsealing hollow plug securing in circulation orifices of wire-based well screen body without thread usage |
| RU66423U1 (en) * | 2007-02-26 | 2007-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | DEVICE FOR WELL HYDRAULIC PRODUCTION OF USEFUL FOSSIL |
| RU2425222C2 (en) * | 2009-05-13 | 2011-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Белгородская горно-добывающая компания" | Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds |
| RU2525398C2 (en) * | 2012-09-04 | 2014-08-10 | Сергей Николаевич Кошколда | Hydraulic bore mining of minerals |
-
2017
- 2017-06-29 RU RU2017123110A patent/RU2662483C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1323722A1 (en) * | 1986-02-05 | 1987-07-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of recovering materials from subterranean formations |
| RU2171359C1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-07-27 | Открытое Акционерное Общество Акционерная нефтяная компания "Башнефть" | Method of horizontal well completion |
| RU2256796C1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-07-20 | Хрулев Александр Сергеевич | Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method |
| US7090153B2 (en) * | 2004-07-29 | 2006-08-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Flow conditioning system and method for fluid jetting tools |
| RU2301324C1 (en) * | 2005-10-03 | 2007-06-20 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Method for sealing-and-unsealing hollow plug securing in circulation orifices of wire-based well screen body without thread usage |
| RU66423U1 (en) * | 2007-02-26 | 2007-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | DEVICE FOR WELL HYDRAULIC PRODUCTION OF USEFUL FOSSIL |
| RU2425222C2 (en) * | 2009-05-13 | 2011-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Белгородская горно-добывающая компания" | Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds |
| RU2525398C2 (en) * | 2012-09-04 | 2014-08-10 | Сергей Николаевич Кошколда | Hydraulic bore mining of minerals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108643877B (en) | Coal mine underground coal seam long drilling staged fracturing permeability-increasing and gas extraction method | |
| CN106460491B (en) | The method for forming multilateral well | |
| CN111535791B (en) | Efficient gas extraction method for broken soft low-permeability coal seam well upper and lower combined fracturing area | |
| CN104863629A (en) | Method for extracting gas from separation layer below overlying strata, draining water and grouting through combined drill hole | |
| RU2612061C1 (en) | Recovery method of shale carbonate oil field | |
| RU2601881C1 (en) | Method of layer multiple hydraulic fracturing in inclined borehole | |
| CN110306934B (en) | Construction method for large-diameter high-position directional long drill hole of double-branch top plate | |
| CN104763368A (en) | Orifice seal device for large-diameter downhole hammer and reverse circulation construction technology for orifice seal device | |
| CN104975868A (en) | Top plate high-position boring large-diameter long-drill-hole gas extraction method based on directional drilling | |
| CN108756884A (en) | Coal mine tight roof full face ground shifts to an earlier date outburst elimination method | |
| CN104895498A (en) | Drilling and completion integration device and method using coiled tubing carrying sieve tubes for sidetracking | |
| CN104329113A (en) | Gas drainage method by pressure relief of coal bed bottom plate through ground drilling and loosening blasting | |
| CN112253070B (en) | Method for sectional seam making, coal washing and outburst elimination of thick coal seam top-bottom linkage horizontal well | |
| RU2612060C1 (en) | Method of development of carbonate shaly oil deposits | |
| RU2677520C1 (en) | Well side hole re-entry device | |
| CN100575659C (en) | A kind of insufficient balance well completion method | |
| RU2677517C1 (en) | Extractable whipstock for reentry to the multilateral well additional hole | |
| US4906048A (en) | Method of downhole hydraulicking of mineral resources | |
| RU2662483C1 (en) | Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers | |
| RU138113U1 (en) | CHISEL WITH ADVANCED BLADES | |
| CN205503007U (en) | Drilling system based on double -walled drilling rod | |
| RU2386776C1 (en) | Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation | |
| RU2435925C1 (en) | Procedure for construction of horizontal drain hole in unstable moveable rock and drilling assembly for its implementation | |
| RU133557U1 (en) | DRILLING RIG FOR WATER WELL CONSTRUCTION IN RELIEF WATERFLOW HORIZONS WITH HEADS | |
| RU2616016C9 (en) | Recovery method for solid carbonate reservoirs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200630 |