Что такое цементная желонка

Желонка своими руками (чертежи и фотографии)

Своя скважина на участке это удобно, но услуги по их бурению и обслуживанию стоят немало. Хорошо хоть есть способы, позволяющие пробурить и, при необходимости, очистить скважину самостоятельно. Одно из таких приспособлений — желонка. Обычно ее делают из отрезка трубы, а в нижней части приделывают клапан. Причем сделать желонку своими руками несложно, как и пользоваться ею. Работа длительная и физически утомительная, но никаких других сложностей.

Конструкция желонки

Желонка — отрезок трубы длинной до 4-х метров. В нижней части его устанавливают башмак с клапаном. В больших по размерам снарядах ставят плоские клапана, вырезанные из стального листа с уплотнителем из резины, полоски кожи, иногда и без уплотнения. В тех, что размером и диаметром поменьше, используют шариковые клапана. Эти приспособления называются еще механическими желонками — работа происходит за счет силы тяжести.

Это самодельная желонка с плоским клапаном — один из вариантов его устройства

Через окно в верхней части корпуса вынимают породы, которые туда набиваются во время бурения скважины или ее очистки. При бурении вязких пород — глины или суглинка приходится делать окно длинным и узким — почти во всю длину: через небольшое отверстие выбывать такой груз очень сложно.

Конструкции плоских клапанов для самодельных желонок

Шариковый клапан сделать проще. Диаметр шарика должен быть равен примерно половине диаметра трубы (можно чуть больше). В нижней части устанавливается шайба, внутренний диаметр которой меньше диаметра имеющегося шарика. На некоторой высоте внутри желонки (три-четыре радиуса шарика) приваривают ограничитель — он не дает подниматься ему слишком высоко. Если этого не сделать, большая часть попавшего внутрь грунта может высыпаться (выливаться). Это происходит из-за слишком большого времени, которое требуется грузу чтобы опуститься и закрыть отверстие в дне.

Конструкция желонки с шариковым клапаном

Внизу трубы в обоих вариантах иногда приваривают или вырезают клыки или стачивают край трубы, делая его острым. Так грунт или ил лучше разбивается. Но из-за слишком высоких клыков внутрь попадает слишком мало грунта. При использовании шарикового клапана длинна клыков должна быть такой, чтобы шарик не выступал. Та же картина- малое количество грунта, набираемого за один раз — может наблюдаться и в желонках с плоским клапаном. В этом случае уменьшают глубину башмака.

К такому же результату может привести слишком маленькое внутреннее отверстие в шайбе, установленной на дне с шариковым клапаном. Выход — расточить его.

Как работает

Полную желонку достают, переворачивают вверх дном и высыпают грунт. Вот тут и пригодится отверстие в боку: через него чистить легче и можно дотянуться рукой до клапана.

Резко сбрасывая желонку в скважину, в нее набирают грунт. Клапан мешает ему высыпаться обратно

Эта технология называется ударно-канатной (понятно, почему). И бурение, и чистка требуют многократного повторения этой операции. Только для очистки скважины может понадобится несколько дней работы — от двух-трех до семи-восьми, а для пробивки и того больше.

Чтобы сделать работу немного легче, ставят треногу, канат пропускают через систему блоков. Такая установка даже без наличия привода делает работу намного легче.

Тренога для желонки

Иногда самодельная желонка получается недостаточно тяжелой: сила удара получается незначительной и работа идет медленно. В этом случае требуется утяжеление. Есть несколько способов утяжеления:

Желонка своими руками

При наличии сварочного аппарата и некоторых навыков работы с железом желонка своими руками делается за несколько часов.

Желонка с шариковым клапаном своими руками (без токарных работ)

Этот вариант шарикового клапана собирается из запчастей, которые можно купить в магазинах. Для изготовления использована водопроводная труба диаметром 89 мм. Куплен также переходник концентрический 89*57 мм, и шарик от подшипника диаметром 60 мм.

Все что нужно для изготовления желонки с шариковым клапаном

Шарик прекрасно входит внутрь переходника и там застревает. Но прилегает неплотно. Чтобы подогнать все лучше, внутренняя поверхность переходника обработана шкуркой — подогнана почти идеально.

Так все выглядит в полусобранном виде. Внизу справа сфотографирован шарик в переходе — так это будет внутри

Переход узкой частью вставляется в трубу, и приваривается. Шарик закидывается внутрь, приваривается стопор. И последний штрих — сделать крепление для троса или шпагата. Все, желонка своими руками готова.

Возможно, вам будет интересно прочесть о том, как очистить воду из скважины.

Как сделать желонку самому дома

Если нужно почистить скважину, а листового металла и сварки для серьезных работ под руками нет, есть выход: желонка с клапаном из пластиковой бутылки.

Самодельная желонка с клапаном из пластиковой бутылки

Этот вариант подойдет для чистки скважины, но не для бурения. Нужен болт, длинна которого чуть больше, чем диаметр трубы для желонки и гайка. Отступив два-три сантиметра от края трубы, одно напротив другого, сверлятся два отверстия. Их диаметром совпадает с диаметром болта.

Клапан вырезается из пластика. Он представляет собой эллипс. Меньший диаметр эллипса равен диаметру трубы. Вырезать его нужно очень точно, чтобы вставленный внутрь он плотно прилегал к стенкам. Вырезанный клапан в середине будет крепится к болту, для этого в пластике проделывают четыре отверстия, через которые продевают проволоку. Как все это собирается показано на фото внизу слева.

Особенности использования на грунтах разных типов

Чтобы проходить песок было легче, в скважину наливают воду, она предупреждает обвалы и облегчает работу. Если при работе песок трамбуется, а не захватывается, используют долото.

С песками-плывунами работают только постоянно заглубляя обсадные трубы. Причем только в том случае, если водоносный слой находится ниже слоя плывуна, иначе скважина может оказаться нерабочей.

Для прохода плывуна желонку используют длинной не менее 2 метров. В ней должен стоять плоский, хорошо пригнанный клапан с кожаной уплотняющей прокладкой. Работать нужно как минимум, вдвоем: при вытаскивании желонки из плывуна обсадную трубу нужно проворачивать, опуская вниз. Чем быстрее в этот момент будет опускаться обсадная труба, тем быстрее будет пройден этот слой. Сначала обсада опускаются легко, потом все сложнее. Иногда наступает момент, когда они совсем перестают двигаться. При этом почти вся труба заполнена песком. В таком случае трубы опускают под давлением. Для этого на трубу устанавливают площадку, на которую укладывают груз (мешки с песком). И все это вместе проворачивается. Обычно такой способ довольно эффективный.

Для более быстрого прохода на обсадной трубе делается площадка, на не встает работник. Он располагается над скважиной, понемногу приподнимая и опуская желонку. По мере того как грунт набирается, обсадная труба под весом работника, опускается.

В вязких глинистых грунтах работать можно без обсадных труб. Если глина слишком плотная, сначала тоже используют долото, разрыхляя грунт примерно на 50-70 см. Потом желонкой его вынимают. Используется тоже плоский клапан с уплотнением из резины или кожи.

Если глина сухая и плотная, каждый раз вытащив желонку, в скважину наливают несколько ведер воды. После того как появится вода из водоносного соя, доливать ее сверху не нужно.

Если породы очень мягкие, иногда клапан снимают. И бурят только самой трубой, поднимая ее на 2-3 метра над дном и сбрасывая.

Источник

Желонка цементировочная

Владельцы патента RU 2477782:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при проведении строительных и ремонтных работ в скважине, в частности, для установки разделительных мостов при изоляции продуктивных горизонтов и участков ствола скважины друг от друга.

На промыслах США применяют цементировочную желонку «Grant», она состоит из корпуса-контейнера, в верхней части которого имеются загрузочные окна. Снизу корпус закрыт пластмассовым диском, который удерживается запорным устройством (Харьков В.А. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1969, стр.34-35).

Недостатком является невозможность цементирования скважины в заданном интервале на значительном расстоянии от забоя.

В качестве аналога выбрано устройство для ремонта нефтяных и газовых скважин (патент RU №2134769, МПК 7 Е21В 29/10 от 07.10.1997), которое содержит контейнер для доставки цементного раствора на заданную глубину. Сверху контейнер закрыт крышкой для подсоединения к кабелю, а снизу заглушкой. Контейнер снабжен центраторами, устанавливаемыми в нижней и верхней частях контейнера, которые обеспечивают расположение контейнера вдоль оси эксплуатационной колонны. В верхней части установлен насос для заполнения цементным раствором через загрузочное окна в его стенке, а также для подачи промывочной жидкости через те же окна внутрь контейнера и создания необходимого давления на цементный раствор. В нижней части контейнера размещен перфоратор, причем стенки контейнера напротив перфоратора имеют разгрузочные окна, закрытые эластичной оболочкой. Устройство работает следующим образом. Опускают контейнер в скважину, по мере достижения заданной глубины начинают закачку промывочной жидкости в контейнер и продавливание цементного раствора.

При этом эластичная оболочка растягивается до плотного соприкосновения со стенкой эксплуатационной колонны. В этот момент включается перфоратор и пробивает отверстие через эластичную оболочку и стенку эксплуатационной колонны в цементное кольцо. Продолжают продавливание цементного раствора в образовавшийся баллон из эластичной оболочки и далее через перфорационные отверстия в цементное кольцо. Далее, если требуется расширить границы интервала цементирования, поднимают контейнер на устье, заменяют эластичную оболочку и повторяют все вышеописанные операции.

Недостатком данной конструкции является ненадежность системы отделения.

В качестве прототипа выбрана желонка для временной изоляции пласта (патент RU №2209930, МПК Е21В 27/02 от 05.06.2001. Способ временной изоляции пласта, материал и желонка для его осуществления), которая содержит полый цилиндрический корпус с окнами в верхней части, крышку, закрепляемую к корпусу на срезных элементах, головку для ввода кабеля-троса, решетку-рассеиватель, разделяющую полость корпуса на две камеры, верхнюю для размещения заряда с электровоспламенителем и нижнюю для размещения закупоривающего материала и заглушку, выполненную в виде эластичной мембраны сегментной формы, сферической поверхностью обращенной к крышке корпуса из того же материала, что и сгораемый закупоривающий материал, служащий в качестве донной части корпуса. Заглушка снабжена прочной полимерной нитью, связывающей ее с закупоривающим материалом. Окна предназначены для выхода газов при превышении допустимого давления в верхней камере желонки.

Недостатком данной конструкции является небольшой объем камеры желонки, что значительно снижает производительность работ. Наличие сгораемого закупоривающего материала, который состоит из горючего и окислителя, электровоспламенителя значительно повышает трудоемкость и экологическую опасность работ.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности действия, безопасности и надежности действия данного устройства.

Желонка цементировочная предназначена для установки в обсаженной скважине цементного разобщающего моста, который позволяет вести различные скважинные операции с опорой инструмента на искусственный забой, включая кислотные обработки пласта. Оперативность и качество установки цементного разобщающего моста во многом зависит от технологичности, безопасности и надежности желонки.

Стеклянный диск выполнен из толстого стекла, устойчивого к ударам, падению и механическим повреждениям, а также нагрузке, образующейся при спуске желонки в скважину. Обеспечивает надежное удержание цементного раствора в камере. В то же время гарантированно разрушается от взрывного патрона, расположенного на определенном расстоянии, не оставляя крупных осколков.

Так как полость желонки не разделена, то она имеет большую емкость, объемом не менее 25 литров, по сравнению с прототипом, что позволяет значительно увеличить количество доставляемого цементного раствора, тем самым значительно сократить количество спусков желонки в скважину, сэкономить материальные и финансовые средства.

Данное устройство используется многократно. При каждом использовании желонки в наконечнике устанавливается новый стеклянный диск, в заливочное окно заливается цементный раствор плотностью (р=1,4…1,6 г/см 3 ).

Технико-экономическое преимущество предлагаемого технического решения заключается в следующем.

Изобретение обеспечивает повышение эффективности проводимых работ по созданию цементного разобщающего моста, который позволяет вести различные скважинные операции. Данное устройство просто в обращении, использование данного устройства обеспечивает высокое качество, безопасность и экономичность проводимых работ.

Источник

Желонка для скважины: устройство, варианты и схемы изготовления своими руками, правила бурения желонкой

Желонка — инструмент, предназначенный для чистки скважин от накопившихся на дне наслоений. Приспособление также используют как вспомогательное оборудование при обустройстве водоносной шахты.

Желонка для чистки скважины.

Устройство и принцип работы желонки

Орудие изготавливают из железного цилиндра длиной 1-2 м. В верхней части колонны приваривают петлю для фиксации троса и устанавливают плотную проволочную сетку, предназначенную для защиты от случайного выброса содержимого скважины. Внизу трубу оснащают клапаном и режущим элементом.

К очистке ствола приступают после демонтажа насоса. При работе с желонкой используют принцип гравитации. Резким движением буровой цилиндр сбрасывают в скважину, и его заостренные зубья начинают рыхлить грязевой пласт. Для подъема изделия применяют лебедку с приводом или блок.

После раскрытия нижнего клапана масса заполняет пространство, после чего он смыкается, и приспособление вытягивают на поверхность. Для большей эффективности процесс повторяют несколько раз, а затем чистят трубу от наслоений ила и грязи. Продолжительность работ зависит от степени загрязнения скважины.

Труба для изготовления корпуса

Основой инструмента служит металлическая труба. Ее диаметр зависит от внутреннего размера обсадной колонны, поскольку пространство между их стенками должно составлять не менее 2 см. Широкий промежуток скажется на продуктивности бурения, а если зазор окажется тесным, цилиндр повредит скважину. Для расчета наружного диаметра желонки необходимо вычесть из значения внутреннего сечения обсадной конструкции 40 мм.

Длина бурового инструмента может колебаться в диапазоне от 60 до 150 см. Наиболее приемлемым считается значение 80 см. Короткая труба поцарапает облицовку шахты, а длинное изделие при заполненной камере сложно перемещать.

Вес желонки определяет толщина стенок трубы, которая может составлять около 2-4 мм.

Клапанные системы для желонки

Конструкция желонки для скважин предполагает наличие клапана, который удерживает илистые отложения внутри емкости. Если запорная деталь примыкает к ней плотно, эффективность очищения повышается. При изготовлении инструмента используют 2 варианта исполнения клапана — в виде металлических заслонок (лепестков) или шара.

Схема клапана для желонки.

Изготовление шарового клапана

Механизм состоит из металлической воронкообразной шайбы и тяжелого круглого элемента, который закрывает ее устье. Полость в клапане должна быть широкой, т. к. предусматривается захват большого объема грязи. При необходимости отверстие растачивают, насколько позволяет диаметр шара.

Его можно изготовить на станке, используя чертежи, или сделать своими руками из подручных средств, например из полого резинового мяча. Изделие разрезают на 2 половины, а затем наполняют обе части эпоксидным клеем, смешанным с дробью либо деталями старых подшипников. Готовые фрагменты склеивают и шлифуют. Размер шара должен составлять около 60-75% диаметра обсадной трубы.

Если желонка погружается в шахту, грязевой поток оказывает давление на заслонки клапана и они поднимаются, пропуская содержимое ствола в трубу. При подъеме цилиндра утрамбованный пласт грязи заставляет пластины опуститься и перекрыть нижнюю часть колонны.

Конструкция лепесткового клапана

Этапы изготовления лепесткового клапана.

Элемент имеет простую конструкцию и выглядит как овальная пластина, разделенная поперечным шкивом. Чаще всего такие заслонки делают из полимера или тонкого металлического листа.

Изделие устанавливают в центре колонны, за счет чего оно выгибается к краям и упирается в стенки камеры. Для лучшего его прилегания трубу оснащают уплотнителем из кожи либо резины. Одна из разновидностей клапанной системы этого типа закрывается посредством стальной пружины.

Работает устройство по принципу шторок. При опускании приспособления в шахту на заслонки оказывается давление грунта, и они поднимаются, при этом внутреннее пространство заполняется грязевой массой. При подъеме осадочная порода давит на пластины, они опускаются, перекрывая проходной канал и препятствуя выходу грязи наружу. Основным недостатком таких клапанов является быстрый износ из-за высокой механической нагрузки.

Если нет сварочного аппарата

Стандартное буровое орудие изготавливают методом сварки. При отсутствии сварочного оборудования можно сделать желонку из тяжелой трубы диаметром 70 мм и длиной 60 см.

В верхней части сверлят 2 дырки для проволочной ручки, а в 10 см от нижнего края приспособления располагают 2 сквозных отверстия для крепления лепесткового клапана. Его изготавливают из боковой части пластиковой тары объемом 2 л. Размер маленькой заслонки приводят в соответствие с сечением трубы, а параметры большого эллипса рассчитывают, увеличив это значение на 20 см.

Длина фиксирующего болта равняется сумме наружного диаметра желонки и толщины гайки, а толщина может колебаться в диапазоне от 2 до 4 мм. В ходе установки деталь крепления продевают в одно из сквозных отверстий, протягивают сквозь проволочные кольца клапана из пластиковой бутылки, выводят через наружное отверстие и фиксируют гайкой.

Желонка без сварочного аппарата.

Установка дополнительных болтов предотвращает обратный поворот заслонок.Для этого в стенках трубы под клапаном сверлят по 1 отверстию и вставляют крепления, фиксируя их гайкой изнутри. Выступающие на поверхности корпуса шляпки стачивают болгаркой.

Для изготовления самодельной желонки с шаровым механизмом используют концентрический переходник с диаметром, который равен внутреннему сечению желонки. Конус вставляют в корпус инструмента и закрепляют с помощью заклепок.

Окончательная сборка желонки

На заключительном этапе затачивают нижний край желонки. Это объясняется необходимостью удаления наслоений со стен ствола. Чаще всего выполняют одностороннюю заточку с внутренней стороны среза. Быстрый износ режущей части предотвращает термозакаливание. При наличии сварочного аппарата к нижнему срезу трубы приваривают острые прутья или кусок металла.

Верхнюю часть цилиндра оснащают проволочной петлей для фиксации троса. Она должна располагаться так, чтобы конструкция оставалась в вертикальном положении. Изменение траектории ее движения может стать причиной заклинивания инструмента и повреждения шахты.

Для защиты от спонтанного выброса грунта используется металлическая или проволочная сетка, которую приваривают поверх корпуса желонки. Затем конструкцию соединяют с тросом или канатом либо шнуром из капрона. Для повышения производительности работ применяют подъемник с блоком, установленным прямо над скважиной.

Перед тем как погружать желонку в шахту, необходимо удостовериться в том, что на стенках ствола отсутствуют неровности или повреждения.

Схема сборки желонки.

Схема желонирования с насосом

При больших наслоениях ила или запесочивании водоносной шахты прибегают к технологии желонирования с насосом. Для этого верхнюю часть корпуса заваривают и монтируют к ней отвод.

После установки штуцера со шлангом подключается насос, предназначенный для перекачивания жидкостей с высоким содержанием механических загрязнений. Такой метод позволяет откачивать донные отложения без постоянной очистки инструмента. Работа самой желонки сводится к необходимости разрыхлять грунт и перемещать его в камеру.

Особенности бурения желонкой

Для бурения скважин выбирают тяжелую желонку длиной 4 м, применение которой потребует использования спецтехники. В качестве запорного механизма используют лепестковую пластину на задвижке, которая создает необходимый зазор для забора отвала. Площадь просвета должна равняться площади среза инструмента. Сверху буровой емкости устраивают окно, через которое будет производиться быстрая очистка.

Этапы бурения желонкой.

В зависимости от характеристики грунтов порядок выполнения буровых работ с применением желонки может отличаться:

На мягких пластичных почвах порода остается в желонке и при отсутствии клапана, поэтому емкость поднимают на поверхность каждые 0,5-0,7 м. Это выполняется для того, чтобы не повредить конструкцию при подъеме заполненной до верха емкости. Очищают скважину до тех пор, пока в желонку после удара не перестанет набиваться песок и глина.

Источник

Желонка цементировочная

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при проведении работ в скважине.

Недостатком ближайшего аналога является сложность оснащения желонки цементировочной ее деталями, в частности при повторном использовании. Затруднена очистка желонки цементировочной от остатков цементного раствора для обеспечения установки новых деталей взамен разрушенных при цементировании скважины.

Технический результат заключается в обеспечении быстрого и надежного оснащения желонки цементировочной ее деталями и их быстрого закрепления внутри, а так же в наличии возможности регулирования внутреннего объема желонки цементировочной исходя из условий проведения работ на скважине.

Желонка цементировочная может быть снабжена дополнительной муфтой, трубой, которая установлена между частями корпуса, присоединена к частям корпуса муфтой и дополнительной муфтой. Желонка цементировочная может быть снабжена необходимым количеством труб переменной длины и дополнительных муфт.

Сущность полезной модели поясняется следующими изображениями.

Желонка цементировочная может быть снабжена дополнительной муфтой 9, трубой 10, которая установлена между нижней 2 и верхней 4 частями корпуса, присоединена к частям 2, 4 корпуса муфтой 3 и дополнительной муфтой 9. Труба 10 имеет резьбовые соединения с обоих концов. В качестве трубы 10 может быть использована насосно-компрессорная труба, длина которой определяется в зависимости от необходимого для работ объема цементного раствора.

Работа желонки цементировочной осуществляется следующим образом.

Через отверстие в верхней части 4 корпуса внутренний объем желонки цементировочной заполняют цементным раствором. При необходимости увеличения внутреннего объема желонки цементировочной до заполнения цементным раствором между нижней 2 частью корпуса и верхней частью 4 корпуса с окном дополняют необходимым количеством труб 10 (в частности, труб насосно-компрессорных) и дополнительных муфт 9, которые соединяют трубы 10 между собой и с нижней 2 частью корпуса и верхней частью 4 корпуса (фиг.2, 3).

Заявленная желонка цементировочная может быть использована многократно после оснащения каждый раз стеклянным диском 7 и взрывным патроном 8.

Выполнение корпуса разъемным из нижней 2 и верхней 4 частей позволяет быстро и надежно оснащать желонку цементировочную ее составными деталями: стеклянным диском 7, наконечником 1, взрывным патроном 8, кронштейном 6, электрическим проводом 11. За счет снабжения желонки цементировочной дополнительными муфтами 9 и трубами 10 переменной длины обеспечивается увеличение внутреннего объема, заполняемого цементным раствором.

2. Желонка цементировочная по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена дополнительной муфтой, трубой, которая установлена между частями корпуса, присоединена к частям корпуса муфтой и дополнительной муфтой.

Источник