Электротермомеханический колонковый снаряд для бурения скважин в мерзлых породах
1 и 446655
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Соцкалнстнчсских
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 13.02.73 (21) 1881859/22-3 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 15.10.74. Бюллетень № 38
Дата опубликования описания 16.07.75 (51) М. Кл. E 21с 37/18
Е 21b 25/00
Государственнмй ковтнтет
Совета Министров СССР оо делом изобретений и открытий (53) УДК 622.24.051.52 (088.8) (72) Авторы изобретения
Л. Б. Некрасов, П. А. Туулас, В. А. Хоминский и О. Б. Шонин
Ленинградский горный институт им. Г. В. Плеханова (71) Заявитель (54) ЭЛ ЕКТРОТЕРМОМЕХАН И ЧЕСКИ Й КОЛОНКОВЫЙ
СНАРЯД ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В МЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ
Изобретение касается буровых устройств и точнее электротермомеханического колонкового снаряда для бурения скважин в мерзлых породах.
Известен колонковый снаряд для электротермомеханического бурения скважин в мерзлых породах, который имеет два коаксиально расположенных цилиндрических электрода, подключенных к источнику электромагнитной энергии и служащие для ввода электромагнитной энергии в породу. Каждый электрод со стороны торца оснащен породоразрушающими резцами, являющимися одновременно излучателями электромагнитной энергии. Пространство между электродами заполнено диэлектрическим материалом так, что ему придана форма цилиндрического корпуса. Резцы жестко прикреплены к электродам и размещены в продольных пазах, имеющихся на наружной и внутренней сторонах диэлектрического корпуса.
В процессе работы снаряда резцы соприкасаются со стенками керна и скважины, в связи с чем часть электромагнитной энергии, излучаемой резцами, неизбежно передается в керн и стенки скважины, вызывая протаивание породы вокруг каждого резца. В результате увеличиваются потери энергии на бурение, нарушается естественная криогенная структура керна и снижается прочность и устойчивость стенок скважины.
Для получения керна с ненарушенной структурой предлагают электротермомеханический
5 колонковый снаряд, содержащий два подключенных к источнику электромагнитной энергии электрода, которые оснащены породоразрушающими резцами, являющимися одновременно излучателями электромагнитной энер10 гии, причем электроды расположены коаксиально и пространство между ними заполнено диэлектрическим материалом. Каждый породоразрушающий резец прикреплен к торцам обоих электродов. Резцы могут быть установ15 лены в радиальных пазах, выполненных на торцах электродов.
Благодаря такому выполнению удается получить керн с ненарушенной структурой, так как резцы, расположенные между электрода20 ми, излучают электромагнитную энергию на кольцевой забой, в результате излучение электромагнитной энергии в керн и стенки скважины исключается.
На фиг. 1 изображен предлагаемый колон25 ковый снаряд, общий вид; на фиг. 2 — тот же колонковый снаряд, вид на его рабочую часть по стрелке А.
Колонковый снаряд для электротермомеханического бурения образован двумя коакси30 альными электродами 1 и 2 и расположенным
446655 между ними корпусом 3 из диэлектрического материала. В торцовой части электродов 1 и
2 и диэлектрического корпуса 3 выполнены радиальные пазы а, в которых установлены породоразрушающие резцы 4. Каждый из них неподвижно прикреплен к электродам 1 и 2.
Торцовая рабочая часть снаряда в электрическом отношении представляет собой излучатель электромагнитной энергии, образованный открытым торцом коаксиальной линии (электроды 1 и 2) . Резцы 4, расположенные в раскрыве коаксиальной линии, являются излучающими штырями, которые обеспечивают безотражательный ввод электромагнитной энергии в породу, подвергаемую бурению.
Электроды 1 и 2 подключены к генератору (на чертеже не показан) электромагнитных волн посредством коаксиальной линии 5 со ступенчатым изменением сечения, высокочастотного разъема 6 и фидерной линии 7, проложенной в бурильных трубах 8.
Колонковый снаряд работает следующим образом.
В исходном положении колонковый снаряд устанавливают на забой. Одновременно приводят его во вращение, подают на забой и включают генератор электромагнитных волн.
Возникающее в электродах 1 и 2 бегущее электромагнитное поле излучается открытым их торцом и резцами 4 на поверхность забоя, при этом мерзлая порода, прилегающая к торцу снаряда, разупрочняется (переходит в
5 пластично-мерзлое состояние), что обеспечивает условие для его эффективного доразрушения резцами. Отделение керна от забоя и удаление продуктов бурения производится обычными способами.
Предмет изобретения
1. Электротермомеханический колонковый снаряд для бурения скважин в мерзлых породах, содержащий два подключенных к источ1З нику электромагнитной энергии электрода, которые оснащены породоразрушающими резцами, являющимися одновременно излучателями электромагнитной энергии, при этом электроды расположены коаксиально и про20 странство между ними заполнено диэлектрическим материалом, отличающийся тем, что, с целью получения керна с ненарушенной структурой, каждый породоразрушающий резец прикреплен к торцам обоих электродов.
25 2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что породоразрушающие резцы установлены в радиальных пазах, выполненных на торцах электродов.
446655
Вид А
Фиг. 2
Составитель М. Рогач
Техред М. Семенов
Редактор Н. Аносова
Корректор Т. Гревцова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1617/7 Изд. № 1466
ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и
Москва, K-35, Раушская
Тираж 565 Подписное
Совета Министров СССР открытий наб., д. 4(5
