Способ бурения природных и искусственных минеральных сред и устройство для его осуществления

 

О Л И C А,« :,".-:У

И ЗОЬРЕ1Е » ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик! (1,I a/ gag

К АВТОРСКОМУ СВИДВТРТТУ;СТВУ! !

1 ! ! (51) М. Кл,"Е 21 С 37720//

;7Е 21 С 21/00 (61) Дополните-ьное к авт. сви; -ву (22) Заявлено 20.06.75 (21) 214«- 07.:03 с присоединением заявки ¹

Гасударственный комитет

Совета Миниотроа СССР оо делам иоооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,01. 77.БК:."..".-. ....=:-..ь, "е 1 (45} Дата опубликоьания о писа я,;:, 0 "».0 3.

;об) Д »."520 243,94 (ОЯКО.8) (72) Авторы изобретения

К.Н. Копы,?;=-ц и А,Н. Ге?б :ч

Казахский политехнический инст",- ::óò им. В.!. .. !ени?ia (71) Заявитель (54) СПОСОБ БУРЕНИЯ ПРИРОДН!з1 ". . . 1!С;-<УСС ., 1-! г!ЫХ

МИНЕРАЛЬН!?!Х СРЕД !! "C ; РОЙСТВС

ДЛЯ ЕГО ОСУ!ЦЕСТВ ;:-,НИЯ

Известны способ и устройство для термомеханического разрушения минеральных сред путем детонационного воздействия на забой газовым теплоносителем, кото— рый получают за счет продувания газовых потоков через плазмотрон, питаемый электрическим током (1).

Недостатком данного способа и устройства является невысокая интенсивность бу— рения в результате неполного использования энергии газового теплоносителя и его слабого механического воздействия н=-: буримую среду, имеющую малую плотность.

Известен также способ бурения природных и искусственных минеральных сред пу— тем воздействия ультразвуковых колебаний, которые создают в жидкой упругой среде, заполняющей призабойную часть скважины.

Известно также устройство для осущест- 20 вления способа, содержащее смонтированный на буровой штанге генератор ультразвуковых колебаний, который по меньшей мере частично погружен в жидкую упругую среду,заполняющую призабойную часть скважины. 25

Указа; — ть-е cHocîá:-: устройcтво для ультразвукового буре1п:-.". обладают недостаточной производительность:0 из-за того, lTQ ультразвуковые волив воздействуют на среду, котоpdÿ сстается холодной в процессе

oyp=-н1;»1 ц сохоаняет -.= .альные прочностные св ойства.

i!c.i -...зобретенпя — интенсификация НрОцесса бурения м?онер;1ьных сред.

В нредпагае.то . -.HOcoo8 бур III в к»честве х:11дкой ? iip) гой среды Iiспользуют расплавленный . ;ета;л. который непрерывно подогрева?от и заставля?от циркулировать.

В пред;1агае.,;ом устройстве коаксиа.1ьно генератору ультразвуковых колебаний распо»10жен цолый 1 илиндрический инп«уктор, погру?кен1,1й в жидкую упругую среду и имеющий две питаек;ые электрически .. током об отки, одь из которых служит для постоянного го огревания этой среды, а друга.-. — для создания .;.агнитного поля, обеспечивающего прокачивание жидкой сре— ды через индуктор.

На буровой штанге устройства могут быть закрепле?ь ча..;и но погр »женные в

541989..„ жидкую среду кривопцяейнь»е лопасти, служа:}(ге для подбора б рового:ul}"- :,а с поверхH0cTb}G жидкой сpegbi и сняОже}?}из е ПОдаю—

ШИМИ СжатЫй ВОЗДУХ Соппамц РаСГOJIOIKe»?—

}к,(ми выil(e уровня жидкой среды 1? обеспечив.-ющими удале}lие шлама с: лопастей внутрь буровой штанги„

Н(} чертеже изображено и(одлаггемое устрсйство„

Р>0 ьнутреняей части расшцряк}щейся к

1?И(З1 По» ÎЙ Ш ТЯ»«(Г(? (PQG:»»(ЕЩ((»ОТСЯ Кolv(lv!j» иик;п(ии устройства:, яе показаны) . 1л.репеж-р(е элеме.:.Ты 2 и,. соединя}от отде."а-.нь(е

-(Сти УстсВОЙСТВЯ И }(ЗС»»(((РУ}О.(КO(, МУ(.;::Са}(1(}(от }?епосредствеяяого соприкос ювс((ия

JK((g l? (-,,v. K?eТ ЯТ(ЛОМ (I i OE," ЯЗ аа i(V E}K ? }?PHbi iVi((..;..:-(иямц,. 11нду?7 о;.} l (магяитогидродина—

-.,(лческц}(яя«ОС ) -п»едс «.являе - собой ((ргружея;у}О 1} «(ета»7..1 1}1(}1}(ядрическу}0 бестиг льную индукционную Гечь с дву(: обк?отк ам!". »0 (» 6, Вь(пОляея(?ь(мц из полых профи.и }(РОВ Я }» Я1 и (v» PT 8»1 J(}»»» eC K» (-„(л = «» НЫ Х ) Ц Ц Г

Обмотка 6 предназначена для. нагревания метслла, обмотка 6 — для обеспечения его

НЕПРЕРЫВНОЙ»(EIPKV7 }?L}»(?.

Б верхней части цндуктора -1- имеются окна 7, через которы-:. проходит жидкий ме8»»Л ПРИ Е» 0 Ц(лРК»,»»7ЯЦИ(? Г»?Е(}ЯТОР Я 1(?= Tp8eDó.!!oDûx колебаний представляет собо i мог питострикциояный преобразователь с конце}(т«»ато.",(9, »»88c((070}Kei(HD(xi? B Ilo?iocTH

Ц(gVKTOPЯ - (Ц И,,-:10(ПИ(,, ЦЗЛУ«}ЯЮП(V}0 ПЛЯТ форму 1L. На штанге 1 закре(}пе}?ь». Вогяу— тые с рябо ей стороны лопасти 11, которые Гgj»}fiQT для подооэя шл ям я с HQBepx— ности ?»(eç 8;»па и Hec »т }а себе воздуходув-!

ibie coil,18 1 2, }?Яход}(}» леся Выше уров(?я металла.

11редлагаемый сгособ пояс:няется gîl(eå

»}О (}рц описании работы .:;Отройс »}В-.„

ИндуKTop 4 пОГ(ужЯют В ..-«ЯходяЩийся 2 с кважцне жидкий»металл .-ак, -"= 068(согда ряст(ОЛЯГались несколько выше еГО»» ров— ня.. Однофаз}ый ток Высокой ".àñòîòû. 70с »1 j

T» ïаюш((Й оТ источника (не показан) 1?о 00— мотку 5 индуктора 4 непрерывно нагревает жидкий метQJIJi в качестве которого можно использовать алюминий. В индукторе 4 устанавливают такой ток, чтобы температура металла была выше его температуры плавления, но ниже температуры кипения. Такой температурный режим необходи}л для того, чтобы в процессе теплопередачи те:.(— пература металла не снижаласЬ до точки кристаллизации. Обмотка 6 индуктора 4, лита}ошаяся многофазным (дв;хфазным) тоК0М низкой частоты, создает бегущее магнитное попе,. которое обеспечивает интенсивную цир}суля(»}(ю жидкого металла. Я

1(отокц ?ягрстсгo . .ндуктopov, 4 метали

Вь ОрЯсыВа}стся их» еа забОЙ» интенсивнО яа}—

peDQI0T HCDPpXH0CTHbIe СЛОИ г»ородь., OCJIQOляют цх про(ность (? создают В них терми}еские напряжения. Металл циркулирует 0Т иядукторQ к забою. где полученная теплота отдается породе, и от забоя снова, индуктору по за(икяутым контурам (показано стрелками), Ультразьуковые колебания, создаваемые

Г eHcpQToрОК(8, рас ip "стра}(»}ются в металJIe D HQllPQBПЕЯИИ 1(З ВЯУТРСНЯЕЙ ПС»лоск» H ИЯJVK Top 8 4 K 3 60(0 И (po((3BOgBT

Kvl0 0 т бойку T ep(я(? чески ослаблен?(Ой среДЫ „

F»vp0B0É»I(1f ам»! ясти ?О Бс!ллыВае т яа .(О--ерхяо ::ь Kle алла =..-.;-Ст. чно ?входи.(я

E7?}Ke поверхности «(етялля. Г1с(к как гсояь(е

ПОРОДЫ»?Е C. ?ЯЧИВЯ(07 . -и ЛСИДКИМИ х(Етс(лла(!Hi, б"»роьс»л (п(lям, ВыH!i -и мы.»? яя полepxHo! Tü:

i ос яет я -}«хцм }(-;э(Ki;(О 1»в(- ?;(?ь»,„;. 1 (рт(вра щен;?и шт..-;-яги 1 ?(си Qc TH t . -.,Og6ðòpQIOT шпам ко Орыи ilo ох я ци я(}„-,д"»»ха» i(,"}е 1 « . .io— дается D -?утрь штя}?г(: 1. ((0 внбрс=а цз сопел- 1 . Воздух с (Ieflo охлаждения грохоДИТ Ifo Iаяал.(((87 .-(lei I OB Ь - ". 0. 1«1Hgg KTÎp

4 Охлаждается водой, годводцмой внутрь 1(oлостей шия обмоток = и 6. с«(О o li v ; Р и з 6 р е т я и ч

ОГ:Осоо бу}}е}(?(я !1рцродяь(х ц искуcc ве}(}?ых м}?(?еряльнь(х соед }г e:i? воздейстi .. 1. „- -. - J

Вия ультразвуковых колеба:п(й, которые созда}от в жидкой упругой среде, заполняющей лрцзябойяую часть скважинь(, о т л и ч а ю— щ:(Й C я ve (, H, u. Пе D }o E(, теяс:ифцк пии процесса, в качествс ж}(дкой упругой среды HODio,,i(8çó .,О} (ясl;: :- =-(енный металл„

- отмерьl } епр рь В «О -. og»01 "аевя(ст и застQD

i ляют циркулировать. .} ст}оойство D!(E ОсущестВ }pния п(осо68 по !1,1, с одер}(?я:}(ее смонт;(рованный на буровой l»-а:?ге гене аятОр ультразв - ковь»х

KîJ ебанцй, который по меяьшей iepe частично погружен в жидкую упругую среду, запол(ляюп}у}с -:»ризабойну}0 част скважи(ы»

T л»л»(8», ш е o c я те»(»?то кояк-. сиагльно генератору ультразвуковых колеба-}?((ц распОПО}кен поль(й»g}IJI((E(gpH»?ecKKI? и 1?дук ор, погружен(?ь(Й В жидкую упругую среду и имеющий две питаемые электрическим током обмотки, одна из которых служи: для постоянного подогревания этой среды. я другая — для создания маг(?итяого поля, обеспечивающего прокачиBQ(?}(o }кидкой среgbI (ер»-.з иядуктор.

3. Устройство по п,2, о т л и а }о— ц е е с я т-":м, что яа его буровой шт Яп1 ге закреплень частично погруженные в жидкую среду криволинейные лопасти, служащие для подбора бурового шлама с поверхности жидкой среды и снабженные подающими сжатый воздух соплами, расположенными выше уровня жидкой среды и обеспечивающими удапе:Hp. шлама с лопастей внутрь буровой штанги.

Источники информапии„принятые во внимание при экспертизе:

Лвторское свидете,",ьство CCCI

¹ 177805 кл E 21 С 1. 00 1964

Составитель B.Ëåâûÿ

Редактор С. Титова Техреду. Бо -дан k,pLр ктop j, Шекмар

Заказ 5937/22 Тираж 690 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и сткрытий

1 13035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4