Способ электротермомеханического бурения и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к бурению горных пород с использованием тепла и может быть использовано для бурения взрывных скважин на железорудных карьерах. Цель изобретения - увеличение производительности бурения за счет уменьшения переизмельчения шлака. Породу разупрочняют пропусканием через нее электрического тока. Разупрочненную породу бурят механическим инструментом и удаляют шлам из скважины водовоздушной смесью. При этом шлам разделяют на фракции. Крупную фракцию выделяют, концентрируют и термомеханически разрушают в затрубном пространстве. Реализуется способ устройством, содержащим буровую колонну (БК) 4, которая связана с головкой 1 бурового снаряда посредством изолирующего переходника 2, а на БК 4 закреплено долото 7, электрически связанное с токоприемником 3. Между долотом 7 и БК 4 закреплен наддолотник (НД) 5 со сходящимися в сторону БК 4 ветвями многозаходной шнековой спирали 6 на его наружной цилиндрической поверхности. Расположение начала заходок со стороны долота 7 симметрично относительно оси НД 5. При подаче напряжения на долото 7 по породе течет ток и она разупрочняется. Вращающееся долото 7 разрушает забой. Буровой шлам выносится водовоздушной смесью по затрубному пространству. Крупная фракция шлама застревает между сходящимися ветвями спирали 6 и закорачивает НД 5 на стенку скважины. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!!9) (!!) А1 (51)5 Е 21 В 7/15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ !

"1О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ПНРЬГТИЯМ

ПРИ ЖНТ СССР

1 (21) 4448086/23-03 (22) 25.04.88 (46) 07.04.90. Бюл. N- 13 (71) Криворожский горнорудный институт (72) В.Ф.Бызов, Ю.Г.Вилкул, А.И.Евтушенко, В.Д.Ицхакин, И.Б.Цацкис и С.А.Кострюков (53) 622.243.94 (088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 533729, кл. Е 21 С 37/18, 1974.

Авторское свидетельство СССР .))- 592983, кл. Е 21 С 37/18, 1975.

2 (54) СПОСОБ ЗЛЕКТРОТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к бурению горных пород с использованием тепла и м.б. использовано для бурения взрывных скважин на железоруднык карьерах.

Цель изобретения — увеличение производительности бурения за счет уменьшения переизмельчения шлака. Породу разупрочняют пропусканием через нее электрического тока. Разупрочненную породу бурят механическим инструмен1555460 том и удаляют шлам из скважины водовоздушной смесью. При этом шлам разделяют на фракции. Крупную фракцию выделяют, концентрируют и термомеханически разрушают в затрубном пространстве, Реализуется способ устройством, содержащим буровую колонну (БК) 4, которая связана с головкой 1 бурового снаряда посредством изолирующего переходника 2, а на БК 4 закреплено долото 7, электрически связанное с токоприемником 3. Между долотом 7 и

БК 4 закреплен наддолотник (НД) 5 со сходящимися в сторону БК 4 ветвями

Изобретение относится к способам бурения горных пород с использованием тепла, вырабатываемого с помощью электричества, и может бытЬ использовано при электротермомеханическом бурении взрывных скважин на железорудных карьерах.

Цель изобретения — увеличение производительности бурения за счет уменьшения переизмельчения шлама.

На чертеже показано устройство для электротермомеханического бурения °

Согласно предлагаемому способу породу разупрочняют пропусканием через нее электрического тока, бурят разупрочненную породу механическим инструментом, удаляют буровой шлам из скважины водовоздушной смесью. При этом шлам разделяют на фракции, затем крупную фракцию шлама выделяют, концент- 40 рируют и термомеханически разрушают в затрубном пространстве.

Устройство для электротермомеханического бурения содержит головку 1 бурового снаряда, соединенную через изолирующий переходник 2 и токоприемI ник 3 с бурильной колонной 4; на которой внизу навинчен удлиненный наддолотник 5 со сходящимися ветвями многозаходной шнековой спирали 6 на на- 50 ружной цилиндрической поверхности.

Надцолотник свинчен с долотом 7 и ориентирован сходящимися ветвями к колонне 4, Напряжение на долото подают от источника питания (не показан, через электрический с вя з а нный с ним ток оприемник 3, Изолирующий переходник 2 состоит из верхней 8 и нижней 9 ступиц, присоединенных к фланцам 10, между многозаходной шнековой спирали 6 на

его наружной цилиндрической поверхности. Расположение начала заходок со стороны долота 7 симметрично относительно оси НД 5. При подаче напряжения на долото 7 по породе течет ток и она разупрочняется.

Вращающееся долото 7 разрушает забой. Буровой шлам выносится водовоздушной смесью по затрубному пространству. Крупная фракция шлама застревает между сходящимися ветвями снирали 6 и закорачивает НД 5 на стенку скважины. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. которыми установлена изолирующая шайба 11, при этом фланцы 10 стянуты между собой шпильками l2, изоляцию которых от наружной поверхности фланцев обеспечивают изолирующие шайбы

13. Расположение начала заходок ветвей шнековой спирали симметрично относительно оси наддолотника.

Способ реализуется при работе- устройства следующим образом.

От источника питания 2УРН-2 напряжение подают через токоприемник 3, расположенный на нижней ступице 9 и отделенный от головки 1 бурового снаряда изолирующей шайбой 11, по бурильной колонне 4 на долото 7 и наддолотник 5 с трехзаходной шнековой спиралью 6. Второй полюс источника питания заземляют. Ток протекает между долотом 7 и заземлителем источника питания через забой скважины, при этом нагревает и разупрочняет горную породу на забое скважины, после чего порода разрушается долотом 7 механически. Образующийся при бурении буровой шлам удаляют с забоя потоком водовоздушной смеси, при этом крупную фракцию бурового шлама транспортируют до начала заходок шнековой спирали 6 °

Попав на шнековую спираль 6, частицы шлама перемещаются по ней, замыкая наддолотник 5 на стенки скважины, и, таким образом, последние подвергаются электротермической обработке. В процессе перемещения по шнеку шлам разделяется на фракции, мелкие фрак-. ции удаляются потоком, а крупная фракция выделяется, ее. концентрация увеличивается и из-за улучшения контакта возрастает ток и эффективность

Формула из обретения

Составитель С.Робатень,Редактор Е.Папп !

Техред А.Кравчук

Корректор И.Максимишинец

Заказ 543

Тираж 485

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 15 электротермической обработки последней. При достижении маКсимальной плотности крупной фракции бурового шлама ее механическое разрушение, обусловленное трением между шнеком и частицами, а также трением между частицами и стенками скважины. Эффективности процесса способствует произведенное электротермическое.разупрочнение этих частиц. Продукты разрушения частиц крупной фракции бурового шлама выносятся из скважины восходящим потоком водовоздушной смеси.

Способ электротермомеханического бурения, согласно которому разупрочняют породу пропусканием через нее электрического тока, бурят разупрочненную породу механическим инструментом и удаляют буровой шлам из скважины водовоздушной смесью, отличающийся тем, что, с

55460 6 целью увеличения производительности бурения за счет уменьыения переизмельчения шлама, последний разделяют на фракции, затем крупную фракцию шлама выделяют, концентрируют и термомеханически разрушают в затрубном пространстве.

2. Устройство для электротермомеханического бурения, включающее закрепленное на буровой колонне долото, размещенный между долотом и буровой колонной наддолотник, токоприемник, электрически связанный с долотом и наддолотником, изолирующий переходник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производитедльности бурения за счет уменьшения пе-. реизмельчения шлама, на наружной циЮ линдрической поверхности наддолотника выполнены сходящиеся в сторону буро-вой колонны ветви многоэаходной шнековой спирали, причем расположение начала заходок со стороны долота вы25 полнено симметричным относительно оси наддолотника,