Скважинное устройство для образования направленных трещин

 

1. СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ НАПРАВЛЕННБ1Х ТРЕЩИН, включаюндее трубчатый корпус с каналом в хвостовике для подачи жидкости под давлением, герметизирующий пакер, установленный на наружной поверхности трубчатого корпуса, радиально нерфориро ванный ствол с охватываюпдим его эластичным рукавом, установленный на противоположном хвостовику торце трубчатого корпуса , и приспособление для образования зародышевых щелей с клиновым индентором, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности трещинообразованияза счет цикличного чередования операций образова;/ 12 16 ния зародыщевых щелей и их расширения давлением жидкости, приспособление для образования зародып1евых щелей выполнено в виде гидроцилиндра с плунжером со штоком, соосно установленных в трубчатом корпусе, при этом надплунжерная полость сообщена с каналом для подачи жидкости, перфорированный ствол выполнен с открытым свободным торцом, а клиновый индентор установлен в перфорированном стволе, обращен острием в сторону его открытого торца и жестко связан с торцом штока, причем в штоке выполнен осевой канал , сообщенный через обратный клапан с надплунжерной полостью гидроцилиндра, и радиальные отверстия, сообщающие осевой канал с полостью перфорированного ствола, а в гидроцилиндре - проточки для сообщения подплунжерной полости гидроцилиндра с полостью ствола в конце рабочего хода плунжера. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на клиновых поверхностях индентора выполнены канавки. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что клиновый индентор снабжен грузом, установленным эксцентрично относительно продольной оси устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1270328 А1 (51)4 Е2!С3708, E21В4325

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 2 1 4 5 б 8 14 15

11 12 1б 1г

1У 1У 17 9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3878595/22-03 (22) 03.04.85 (46) 15.11.86. Бюл. № 42 (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) Г. Я. Гlолевщиков. О. И. Чернов, Н. Г. Кю, А. Ф. Иванов и О. В. Главатских (53) 622.234.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 901522, кл. Е 21 С 37/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1222837, кл. E 21 С 37/06, 1984. (54) (57) 1. СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ

ТРЕШИН, включающее трубчатый корпус с каналом в хвостовике для подачи жидкости под давлением, герметизирующий пакер, установленный на наружной поверхности трубчатого корпуса, радиально перфорированный ствол с охватывающим его эластичным рукавом, установленный на противоположном хвостовику торце трубчатого корпуса, и приспособление для образования зародышевых щелей с клиновым индентором, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности трещинообразования за счет цикличного чередования операций образования зародышевых щелей и их расширения давлением жидкости, приспособление для образования зародышевых щелей выполнено в виде гидроцилиндра с плунжером со штоком, соосно установленных в трубчатом корпусе, при этом надплунжерная полость сообщена с каналом для подачи жидкости, перфорированный ствол выполнен с открытым свободным торцом, а клиновый индентор установлен в перфорированном стволе, обращен острием в сторону его открытого торца и жестко связан с торцом штока, причем в штоке выполнен осевой канал, сообщенный через обратный клапан с надплунжерной полостью гидроцилиндра, и радиальные отверстия, сообщающие осевой канал с полостью перфорированного ствола, а в гидроцилиндре — проточки для сообщения подплунжерной полости гидроцилиндра с полостью ствола в конце рабочего хода плунжера.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на клиновых поверхностях индентора выполнены канавки.

3. Устройство по п. 1, от гичающееся тем, что клиновый индентор снабжен грузом, установленным эксцентрично относительно продольной оси устройства.

1270328

Составит«с!ь О. Попов

Техред И. В«рес Корректор М. < амборская Гараж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патенз», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Р«иктор С.. !псина

Заказ 62 3, 29

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке пластов угля, опасных по внез

Цель изобретения повышение эффективности трещинообразования путем цикличного чередования операций, образования зародышевых щелей и их расширения давлением жидкости.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство для образования направленных трещин, общий вид.

Устройство содержит гидpoLlèëèíäð 1, соединенный с одной стороны с корпусом 2 с хвостовиком с каналом для под" ÷è жидкости под давлением, на котором размещен герметизирующий пакер 8. Внутри гидроцилиндра помещен плунжер 4 со штоком 5.

Последний проходит через ограничительную гайку 6 гидроцилиндра, и торец его соединен с хвостовиком клинового индентора 7.

Шток выполнен перфорированным, т. е. имеет осевой канал и радиальные отверстия 8. сообщающие осевой канал штока с полостью

9 перфорированного ствола. Клиновые поверхности индентора выполнены с наклонными канавками !О, выходяп!ими на режущую кромку. В нлунжер 4 встроен обратный клапан 11 с пружиной 12 и стержнем 13. На конце стержня установлено седло 14, а на штоке 5 — подпружиненные фиксаторы 15.

На внутренней поверхности гидроцилиндра вблизи ограничительной гайки 6 имеются продольные проточки 6. Для ориентирования клина относительно забоя скважины на нем эксцентрично установлен съемный груз

17. Гидроцилиндр с клином помещены в проволочный радиально-перфорированный ствол !

8, соединенный с корпусом 2 за пакером 3, а поверх ствола натянут рукав 19 из элястич ного материала, например полиэтиленовой пленки.

Устройство работает следующим образом.

Груз 17 закрепляют на клиновом инденторе 7 так, чтобы сила тяжести его обеспечивала сохранение заданного положения острия клина относительно забоя скважины при поворотах устройства в процессе его установ5

1О

25 зо

45 ки в скважине. После досылки устройства в скважину до упора ствола 18 в забой участок, где расположено устройство, изолируют с помощью пакера 3. В гидроцилиндр 1 нагнетают жидкость, которая перемегцает на забой плунжер 4 с клиновым индентором 7, при этом его режущая часть внедряется в забой скважины и образует зародышевую щель. Поджатие клапана 11 устанавливается исходя из прочностных свойств элементов конструкции. При достижении давления жидкости, соответствующего усилик> поджатия клапана 11, последний открывается, и жидкость проходит через плунжер 4 в шток, затем через отверстия 8 выходит в полость ствола. Рукав 19 препятствует проникновению жидкости в стенки скважины. а его пластичность позволяет создать в стенках большие растягивающие напряжения. По канавкам 10 жидкость проникает в зародыш щели и, создавая давление на его берега, производит микроразрыв пласта в плоскости острия клинового индентора. В момент разрыва давление жидкости в загерметизированном участке скважины падает, клапан 11 пружиной 12 возвращается в исходное положение, и давление нагнетаемой жидкости в надплунжерной полости гидроцилиндра 1 возрастает, плунжер начиняет снова передвигаться в гидроцилиндре в сторону забоя скважины и вдавливает клин в трещину г!!дроразрыва до тех пор, пока не срабатыва T клапан 1. В результате роста давления в загерметизированном участке скважины происходит дальнейший разрыв массива, и цикл снова повторяется в автоматическом режиме. Циклы вдавливания клина продолжаются до тех пор, пока плунжер 4 не подходит к концевому участку гндроцилиндра 1. С этого момента жидкость из подплунжерной полости в ствол поступает в обход плунжера по проточкам 16 в стенках гидроцилиндра 1. Темпы нагнетания в скважину и в зону разрыва увеличиваются, и происходит дальнейший гидроразрыв пласта в плоскости зародышевого участка щели.

Разрыв пород приводит к ослаблению контакта по поверхностям клинового индентора, что исключает трудность его извлечения по окончании гидроразрыва. Извлечение устройства осуществляют после снятия давления жидкости и разгерметизации скважины.