Устройство для термомеханического бурения скважин

 

Изобретение относится к горной промти, в частности к устр-вам для термомеханического бурения скважин и м. б. использовано при бурении скважин в горных породах. Цель - повышение эффективности разрушения породы при одновременном снижении стоимости буровых работ за счет снижения расхода топлива. Устр-во включает корпус (К) 1, на котором на осях 2 установлены с возможностью вращения шарошки 3 в виде усеченного конуса. На боковой по

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ б-б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4432144/03 (22) 11.04.88 (46) 15.02.91. Бюл. № 6 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР (72) А. А. Галяс, В. Е. Антончик, Н. Я. Трохимец и В. С. Демченко (53) 622.243.94 (088.8) (56) Термомеханические методы разрушения горных пород. Киев: Наукова думка, 976, с. 85 — 89.

Авторское свидетельство СССР № 229376, кл. Е 21 В 7/14, 1965.

„„Я0„„1627638 А 1 (51)5 Е 21 В 7 14, Е 21 С 37 16

2 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной промти, н частности к устр-вам для термомеханического бурения скважин и м. б. использовано при бурении скважин в горных породах. Цель — повышение эффективности разрушения породы при одновременном снижении стоимости буровых работ за счет снижения расхода топлива. Устр-во включает корпус (К) 1, на котором на осях 2 установлены с возможностью вращения шарошки 3 в виде усеченного конуса. На боковой по1627638

10 верхности шарошек 3 рядами разме(цены твердосплавные штыри 4. Внутри К установлена жаровая труба (ЖТ) 5, образующая с К 1 кольцевую камеру сгорания (КС)

6, внутренняя полость которой сообщена с дозвуковыми соплами для воздействия на периферийную часть забоя скважины. Внутренняя поверхность стенок ЖТ 5 образует центральную КС 8, внутренняя полость которой сообщена со сверхвуковым соплом 9 для воздействия на центральную часть забоя

«кважины. Сопла расположены на дни(це К 1.

Срез сопл размещен на одном уровне. КонИзобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для термомеханического бурения скважич, и может быть использовано при бурении скважин в горных породах.

Цель изобретения — — повышение эффекTHRHocTH разрушения при одновременном снижении стоимости буровых работ за счет !! н i!(!

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для термомеханического бурения скважин, продольный разрез; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез 6 — Б на фиг. 2.

Устройство для термомеханического бурения скважин содержит корпус 1, на котором на осях 2 установлены с возможностью вра(цения шарошки 3 для воздействия на периферийную часть забоя скважины (не показана), которая выполнена в виде усеченного конуса, на боковой поверхности которого рядами размещены твердосплавные штыри 4. Внутри корпуса коаксиально установлена жаровая труба 5, которая образует с корпусом кольцевую камеру 6 сгорания, внутренняя полость которой сообщена с дозвуковыми соплами 7 для воздействия на периферийную часть забоя скважины. Внутренняя поверхность стенок жаровой трубы 5 образует центральную камеру 8 сгорания, внутренняя полость которой сооби(ена со сверхзвуковым conëoì 9 для воздействия на центральную часть забоя скважины. Соп.ча 7 и сопло 9 располокены на днище корпуса 1, <1 их срез расположен на одном уровне. Трубопровод 10 для подачи топлива сообщен с внутренними полостями центральной 8 и кольцевой

6 камер сгорания. Контур среза каждого сопла 7 имеет форму щели, которая образована двумя дугами концентрич (((v окружностей, центр которых расположен на продольной оси симметрии корпуса 1, а радиусы равны расстоянию от продольной оси симметрии корпуса до ряда штырей 4 ша20

Тур среза каждого сопла для воздействия на периферийную часть забоя скважины имеет форму щели, образованной двумя дугами концентричных окружностей, центр которых расположен на продольной оси симметрии K 1, а радиусы равны расстоянию от продольной оси симметрии

К до ряда штырей 4 шарошки 3, расположенных соответственно у большего и у меньшего оснований конуса, и соединяющими концы дуг прямыми линиями, которьи рясn!).и) кены симм(три ln

Устройство для термомеханического бурения скважин работает следующим образом.

Разрушение забоя осуществляется путем создания тсрмомеханическим способом бурения опережающего аруба посредством перекатывания шарошек 3 по периферийной .асти забоя, прогреваемой газовыми струями, которые создаются в кольцевой камере 6 сгорания и истекают из дозвуковых сопел 7.

Одновременно разрушается образующийся в центральной части забоя скважины керн термическим способом бурения, т. е. используется газовая струя, создаваемая в центральной камере 8 сгорания и истекающая из сверхзвукового сопла 9. При этом, к периферийной части забоя скважины подводят тепловой поток, необходимый для оптимального режима термомеханического бурения и составляющий около 1000—

2000 кВт/м, а к центральной части забоя скважины подводят тепловой поток на порядок выше теплового пото:(а, подводимого к периферийной части забоя скважины.

Таким образом, в случае. использования комбинированного способа бурения скважин, включающего термомеханическое бурение опережающего вруба и термическое разрушение образующегося керна подводом к периферийной части забоя скважины теплового потока, необхочи (ого для оптимального режима бурения, ((к центральной час1 и 3;1 6ОЯ «Ев а ж !1 н ы T(n. 1() H on o 1!OTÎH <1 !1

Формула изобретения

Устройство для термомеханического бурения скважин, включающее корпус, на ко1627638 тором установлены с возмож ностью вращения шарошки для воздействия на периферийную часть забоя скважины в инде усеченного конуса, на боковой поверхности которого рядами размещены твер loc(l.tàâíûå штыри, расгьолсженные в днище корпуса, сверхзвуковое сопло для воздействия на центральную часть забоя скважин и размещенные между шарошками сопла для воздействия на периферийную часть забоя скважины и трубопровод для подачи топлива, отличающееся тем, что. с целью повышения эффективности разрушения породы при одновременном снижении стоимости буровых работ за счет снижения расхода топлива, оно снабжено установленной коаксиально внутри корпуса жаровой трубой, которая образует с корпусом кольцевую камеру сгорания, внутренняя полость которой сообщена с соплами для воздействия на периферийную часть забоя скважины, а внутренняя поверхность стенок которой образует центральную камеру сгорания, внутренняя полость которой сообщена с соплом для воздействия на центральную часть забоя скважины, при этом сопла для воздействия на периферийную часть забоя скважины выполнены дозвуковыми и их срез расположен на одном уровне со срезом сопла для воздействия на центральную часть забоя скважины, а трубопровод для подачи топлива сообщен с внутренними полостями центральной и кольцевой камер сгорания. причем контур среза каждого сопла для воздействия на периферийную часть забоя скважины имеет форму щели, образованной двумя дугами концентричных окружностей, центр которых расположен на продольной оси симметрии корпуса и ра15 диусы которых равны расстоянию от продольной оси симметрии корпуса до ряда штырей шарошки, расположенных соответственно у большего и у меньшего îcíîâàíèé конуса. и соединяющими концы дуг прямыми линиями, которые расположены симметрично и под углом к продольной оси симметрии щели.

1627638

Юи1А

Составитель A. Толстов

Редактор Т Парфенова Техред А. Кравчук Корректор, 1 Бескид

Заказ 320 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Гас дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!