ДЕГАЗАЦИЯ

УДК 622.233.53 © А.А. Мешков, А.П. Садов, И.Л. Харитонов, А.С. Кондратенко, В.Н. Карпов, 2019

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 10-2019 /1123/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-10-50-55

Название

Перспективы ударного погружения стальной трубы-кондуктора при бурении дегазационных скважин с поверхности

Авторы

Мешков А.А., канд. техн. наук, первый заместитель генерального директора – технический директор АО «СУЭК-Кузбасс», 652507, г. Ленинск-Кузнецкий, Россия, e-mail: MeshkovAA@suek.ru

Садов А.П., канд. техн. наук, директор «Управления по дегазации и утилизации метана» АО «СУЭК-Кузбасс», 652507, г. Ленинск-Кузнецкий, Россия, e-mail: SadovAP@suek.ru

Харитонов И.Л., заместитель технического директора – начальник технического управления АО «СУЭК-Кузбасс», 652507, г. Ленинск-Кузнецкий, Россия, e-mail: KharitonovIL@suek.ru

Кондратенко А.С., канд. техн. наук, директор ИГД им. Н.А. Чинакала СО РАН, 630091, г. Новосибирск, Россия, e-mail: kondratenko@misd.ru

Карпов В.Н., канд. техн. наук, научный сотрудник ИГД им. Н.А. Чинакала СО РАН, 630091, г. Новосибирск, Россия, e-mail: karpov@misd.ru

Аннотация

Статья содержит описание технологии бурения с одновременной обсадкой применительно к проходке скважин с поверхности для дегазации угольных пластов. В работе обосновывается актуальность данной технологии и ее преимущества. Обозначены проблемы бурения скважин по грунтам шарошечными долотами. Приведено описание и принцип действия оборудования, применяемого при бурении с одновременной обсадкой. Приведены некоторые особенности порционной очистки скважин от грунта в процессе бурения скважины. Рассмотрен опыт первого практического применения новой технологии бурения при сооружении дегазационных скважин на производственных объектах АО «СУЭК-Кузбасс». В общем виде рассмотрен экономическая целесообразность внедрения данной технологии. Рассмотрены перспективы мобильного исполнения буровой установки.

Ключевые слова

Дегазация, безопасность, скважина, бурение, испытания технологии, порционная очистка, одновременная обсадка, ударная машина.

Список литературы

1. Зависимость метанообильности высокопроизводительных лав от скорости подвигания очистного забоя (на примере шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс») / И.В. Курта, Г.И. Коршунов, И.А. Павлов, Е.П. Ютяев // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2012. № 4. С. 200-203.

2. Two-side sealer operation / Yu.M. Lekontsev, P.V. Sazhin, O.A. Temiryaeva, A.A. Khoreshok, S.Yu. Ushakov // Journal of Mining Science. 2013. N 5. P. 91-98.

3. РД 15-09-2006. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт / Колл. авт. М.: ОАО «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007. Сер. 05. Вып. 14. 256 с.

4. The perspective of batch-wise removal of soil plug from pipes during trenchless installation / A.S. Kondratenko, A.S. Smolentsev, V.V. Timonin, A.Yu. Primychkin / IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 134. DOI: 10.1088/1755-1315/134/1/012029.

5. Meskele T., Stuedlein A. Attenuation of Pipe Ramming-Induced Ground Vibrations // Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice. 2016. Vol. 7. N 1. P. 1-12.

6. Kumar R., Patel J. Using Decision-making Criteria Approach for the Selection of Trenchless Construction Method: A Review Study // Journal of Civil and Construction Engineering. Vol. 5. Issue 2. P. 17-25.

7. Fattah M.Y., Al-Soudani W.H.S. Bearing capacity of open ended pipe piles with restricted soil plug // Ships and Offshore Structures. 2015. N 11. P. 501-516.

8. Vertical response of a thin-walled pipe pile embedded in viscoelastic soil to a transient point load with application to low-strain integrity testing / C.J. Zheng, H.L. Liu, G.P. Kouretzis, S.W. Sloan, X.M. Ding // Computers and Geotechnics. 2015. N 70. P. 50-59.

9. Гилета В.П., Ванаг Ю.В., Тищенко И.В. Повышение эффективности проходки скважин методом виброударного продавливания // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2016. № 6. С. 82–89.

10. Технология безопасного сооружения бестраншейных горизонтально-наклонных скважин / А.С. Кондратенко, В.В. Тимонин, А.А. Абиров и др. // Вестник КузГТУ. 2014. №1. С. 40-44.

11. Современные технологии сооружения протяженных скважин в грунтовых массивах и технические средства контроля их траектории / Б.Н. Смоляницкий и др. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2016. 237 с.

12. Danilov B.B., Kondratenko А.S., Smolyanitskiy B.N. Perfection of the technology of penetration of wells in the ground by the method of extrusion // Journal of Mining Science. 2017. N 3. P. 57–64.

РЕЦЕНЗИЯ

на статью «Перспективы ударного погружения стальной трубы-кондуктора при бурении дегазационных скважин с поверхности», авторы: Мешков А.А., Садов А.П., Харитонов И.Л., Кондратенко А.С., Карпов В.Н.

Рецензент

Тимонин В.В., кандидат техн. наук, Заведующий лабораторией бурения и технологических импульсных машин

В статье представлено описание новой технологии установки труб-кондукторов виброударным способом бурения с порционным удалением грунта, а также приведены результаты применения ее первого опытно-промышленного испытания. Предложенная авторами технология обеспечивает бурение с одновременной обсадкой трубами диаметром 426 мм по вскрышным породам (грунтам). Она нацелена на снижение аварийности, повышение проектной точности и производительности буровых работ на первом этапе строительства глубоких дегазационных скважин.

Существующая технология установки кондукторов с применением шарошечного бурения разделена на операции по бурению и обсадке скважин. При ее эксплуатации в грунтовых массивах существуют проблемы разрушением стенок скважин при шарошечном бурении песчано-галечных прослоек, прохождении водоносных горизонтов. Это ведет к недообсадке скважины и значительным отклонениям от проектной оси на начальном этапе сооружения скважины, что ведет к аварийным простоям и потере скважин на последующих этапах.

В ходе опытно-промышленных испытаний предложенной технологии на промышленных объектах АО «СУЭК-Кузбасс» было установлено две трубы-кондуктора глубиной 14,5 и 15 п.м, которые успешно введены в эксплуатацию. Это говорит о том, что научные изыскания в области определения энергетических параметров опытного образца для прохождения грунта заданы верно. В ходе экспериментов важной задачей было прохождение грунта с вхождением в коренную породу. Эта задача успешно выполнена, зафиксировано вхождение в алевролит на глубину 0,5 п.м, что гарантированно снимает проблему недообсадки трубы-кондуктора.

Проведенные опытно-промышленные испытания показали, что внедрение технологии виброударного погружения кондукторов в ближайшей перспективе позволит повысить производительность буровых работ с поверхности, выведет из перечня расходных материалов позиции, связанные с шарошечным бурением скважин диаметром 426 мм, снизит затраты на доставку воды, необходимую для приготовления бурового раствора при шарошечном бурении, расходы на ГСМ и наработку на отказ узлов и агрегатов буровых установок

Оригинальность и научная ценность предложенной работы сомнения не вызывает и рекомендуется для опубликования в журнале «Уголь».