Устройство для термомеханического разведочного бурения скважин

 

r@g

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

48612

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.02.74 (21) 1997990/22-3 (51) .Ч. Кл. Е 21Ь 7/14

Е 21b 25/00

Е 21с 21/00 с присоединениеM 3 i J¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.75. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 09.01.76 (53) УДК 622 243 94 622 .24.051.52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. И. Завьялов, П. М. Степанов и А. П. Моторненко (71) Заявитель

Отделение экспериментальных исследований Центрального научноисследовательского геологоразведочного института (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО

РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к устройствам для термомеханического бурения скважин и предназначено для разведки месторождений полезных ископаемых, для использования в горнодобывающей промышленности.

Известно устройство для термомеханического разведочного бурения скважин, включ iющее расположенные вокруг керноприемнай трубы огнеструйные горелки и механические породоразрушающие элементы для образования кольцевой щели.

Известное устройство позволяет производить эффективное термомеханическое бурение только с образованием кольцевого забоя. При геологоразведочных работах в целом ряде случаев только определенная часть скважины может буриться без отбора керна, т. е. сплошным забоем.

Целью изобретения является обеспечение бурения скважин как сплошным, так и кольцевым забоями.

Для достижения поставленной цели предлагаемое устройство снабжено кинематически связанным с частью горелок и установленным с возможностью осевого перемещения к керноприемной трубе днищем с центральным каналом и режущими элементами, причем забойная часть днища выполнена по криволинейной поверхности, восходящей от стенки керноприемпой трубы к центральному каналу.

I13 фиг. 1 показано описываемое устройство при осуществлении им разрушения сплошным забоем (показаны направления струй из неподвижных и поворотных горелок), вид на забойную часть; на фиг. 2 — разрез по А — А

I1а фиг. 1.

Пунктиром на фпг. 2 показано расположение подвижного днища при бурении с образо10 ванием керна. На боковой поверхности керноприемной трубы 1 в нижней ее части по кольцу установлены механические породоразрушающие элементы 2 и неподвижные 3 и поворотные 4 огнеструйные горелки. Внутри !

5 керноприемной трубы 1 помещается подвижное днище 5, кинематически связанное с поворотными горелками 4 одним из известных способов, для чего, например, на боковой поверхности корпуса горелок 4 выполнены вин20 товые канавки 6, в которых размещены ведущие штифты 7 подвижного днища 5. Подвижное днище 5 выполнено со сквозным центральным каналом 8. Забойная часть 9 корпуса подвижного дншца выполнена по криволи25 пейной поверхности, восходящей от степки керноприемной трубы к центра.чьному каналу

8 и снабжена механическими режущими элементами 10. В верхней части керноприемной трубы 1 выполнены окна 11. Когда окна подЗО пяты в верхнее положение, корпус подвижно486126

I5

45 го днища 5 закрывает их, когда опущены в нижнее — открывает.

При углубке скважины с образованием керна подвижное днище 5 расположено в верхнем положении. Окна 11 керноприемной трубы 1 при этом перекрываются корпусом днища 5, и внутренняя полость керноприемной трубы 1 не может сообщаться через них с затрубным пространством. Сопла поворотных горелок 4 располагаются при этом по хорде кольцевой щели, как сопла неподвижных горелок 3. При работе всех горелок, вращении и подаче на забой устройства осуществляется углубка скважины с образованием керна.

Для углубки скважины с разрушением всей поверхносги забоя, т. е. сплошным забоем, и удаления продуктов разрушения подвижное днище 5 опускают в нижнюю часть керноприемной трубы 1. Ведущие штифты 7, воздействуя при этом на поверхности винтовых канавок 6, разворачивают горелки 4. соплами к центру керноприемной трубы. Окна 11 при этом открываются и обеспечивается связь полости керноприемной трубы с затрубным пространством устройства, а, следовательно, и свободный выход продуктов сгорания из полости трубы.

Положение же сопл горелок 3 остается неизменным и соответствует бурению с образованием керна. При углубке скважины с указанным расположением элементов устройства струи из развернутых к центру керноприемпой трубы сопл горелок 4 воздействуют на поверхность забоя, вызывая температурные напряжения в поверхностном слое. Механические режущие элементы 10, вызывая силовое воздействие на нагретую поверхность, разрушают ее в соответствии с криволинейным профилем забойной части днища 5. При дальнейшей углубке сверхзвуковые струи горелок, воздействуя на ранее спрофилированную д ищем поверхность забоя, претерпевают постоянное изменение направления вектора скорости потока газов, что увеличивает их силовое и тепловое воздействие на поверхность забоя внутри керноприемной трубы. Образовавшиеся продукты разрушения с поверхности забоя внутри керноприемной трубы отработанными газами выносятся через центральный канал 8 днища 5 в верхнюю часть керноприемной трубы 1 и оттуда через окна 11 в затрубное пространство. Струи сопл горелок

3, воздействующие на забой по хорде в сочетании с элементами 2 керноприемной грубы

1, разрушают кольцевой забой в соответствии с профилем элементов 2 и выносят продукты разрушения непосредственно в зазор между корпусом устройства и стенкой скважины.

Осуществляется углубка скважины сплошным забоем.

При этом нет необходимости в подъеме устройства на поверхность для освобождения керноприемной трубы от керна, что резко сокращает время углубки скважины в интервалах, где не требуется отбора керна. При необходимости получения керна бурение осуществляется эгим же устройством путем переналадки его в соответствии с ранее описанной схемой (подъем днища 5 в верхнее положение и автоматический разворот сопл горелок

4 с расположением их струй по хорде кольцевого забоя).

Предмет изобретения

1. Устройство для термомеханического разведочного бурения скважин, включающее расположенные вокруг керноприемной трубы огнеструйные горелки и механические породоразрушающие элементы для образования кольцевой щели, о Tл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью обеспечения бурения скважин как сплошным, так и кольцевым забоями, оно снабжено кинематически связанным с частью горелок и установленным с возможностью осевого перемещения в керноприемной трубе днищем с центральным каналом и режущими элементами.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что забойная часть днища выполнена по криволинейной поверхности, восходящей от стенки керноприемной трубы к центральному каналу.

486126

РиР l ,Г 4 А

Составитель В. Корчаков

Техред Т. Миронова

14,орректор О. Тюрина

Редактор Е. Шепелева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3239/1 Изд. № 1841 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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