Способ механического бурения скважиныс одновременным ее термическим расширением

 

Сеюз Советскна

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 6293 39 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 231276(21) 2434207/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.10.78. Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания 140978 (51) М. Кл.

Е 21 С 21/00

Е 21 С 23/00

Е 21 В 7/14

Е 21 С 13/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР но дедам изобретений и открытий (53) УДК 6 2 2 . 24 3 . 9 4:

:622.233.

° 051.77 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

Я.И.Шнапир, Ю.И.Водолазов, В.К.Григорьев и A.È.Ùåêèí

Горнорудная часть государственного проектноконструкторского и экспериментального института по обогатительному оборудованию Гипромашобогащение (71) Заявитель (54) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ

С ОДНОВРЕМЕННЫМ ЕЕ ТЕРМИЧЕСКИМ РАСШИРЕНИЕМ

Изобретение относится к способу механического бурения скважины с одновременным ее термическим расширением с помощью высокотемпературной газовой струи и может быть ис— пользовано для бурения взрывных скважин в крепких породах на карье— рах.

Известен способ бурения скважины с одновременным ее расширением, 10 согласно которому на забой буримой скважины воздействуют, механическим инструментом (шарошечным долотом), а на стенки скважины — высокотемпературной газовой струей, получаемой в результате сжигания топлива в камере сгорания. В качестве продувочного агента используют парогазовую или воздушно-водяную смесь (1) .

Однако эффективность этого способа при расширении скважины низкая, так как отраженный от забоя низкотемпературный поток продувочного агента эжектируется в высокотемпературную газовую струю, что приводит к резкому уменьшению ее теплопередающих харак;-еристик.

Более близким техническим решением из известных к предлагаемому изобретению является способ механическо- го бурения скважины с одновременным ее термическим расширением высокотемпературной газовой струей, которую получают при сжигании топлива в пространстве скважины в исходящем потоке газообразного окислителя, подаваемого в призабойную часть скважины для очистки ее от шлама (2g

При этом способе горение топлива в пространстве скважины носит неустойчивый характер, так как затруднительно организовать нормальный процесс смесеобразования топлива окислителя.

В случае наличия .в скважине грунтовых вод, что часто имеет место на практике, известный способ бурения не может быть реализован.

Цель изобретения — обеспечение стабилизации процесса горения в пространстве скважины.

Это достигается в результате того, что топливо предварительно ожигают в ограниченном объеме камеры сгорания при коэффициенте избытка окислителя меньшим единицы и образующиеся продукты сгорания подают в пространство скважины для дожигания в исходящем потоке окислителя.

629339

В данном случае остатки топлива в продуктах сгорания, подаваемых в пространство скважины, служат инициатором горения и процесс сжигания в пространстве скважины приобретает устойчивый характер.

На чертеже схематично изображено 5 устройство для реализации предлагаемого способа.

Процесс бурения скважины осуществляют с помощью располагаемого в нижней части бурового става (на чер- )0 теже не показан) устройства, содержащего камеру 1 сгорания с боковым соплом 2 и механический породораэрушающий инструмент 3, например в виде шарошечного долота. В устройстве предусмотрен канал 4 для подвода газообразного окислителя в камеру 1 сгоранйя через имеющееся в ее боковой стенке отверстие 5 и на продувку скважины через канал 6 в корпусе

20 инструмента 3.

Бурение скважины производят следующим образом. Камеру 1 сгорания заполняют топливом и окислителем до образования горючей смеси, которая затем воспламеняется. Обеспечивается рабочий режим горения, при котором коэффициент избытка окислителя в камере 1 сгорания поддер;:..ивается меньше единицы (расход топлива повышен). Рекомендуется коэффициент избытка окислителя поддерживать в пределах 0,5-0,7 с тем, чтобы обеспечить устойчивость процесса горения.

-Разрушение забоя скважины происходит при взаимодействии с ним инструмента 3, при этом буровой шлам выносится из скважины газообразным окислителем (воздухом), подаваемым на забой через канал 6 в корпусе инструмента 3. Отражаясь от забоя скважины,40 окислитель эжектируется в истекающую иэ камеры 1 сгорания через сопло 2 высокотемпературную газовую струю, где и збыток топлива догорает.

Полное сгорание топлива обеспечивает наибольший эффект разрушения стенок скважины и позволяет поддерживать температуру газовой струи около

1500 ЦС .

Пылеподавление в процессе работы может осуществляться, например, путем выброса воды в пространство скважины выше камеры 1 сгорания или с помощью установок сухого пылеподавления.

Формула изобретения

Способ механического бурения скважины с одновременным ее термическим расширением высокотемпературной газовой струей, которую получают при сжигании топлива в пространстве скважины в исходящем потоке газообразного окислителя, подаваемого в призабойную часть скважины для очистки ее от шлама, отличающийся тем, что, с целью стабилизации процесса горения в пространстве скважины, топливо предварительно сжигаютв ограниченном объеме камеры сгорания при коэффициенте избытка окислителя меньшим единицы и образующиеся продукты сгорания подают в пространство скважины для дожигания в исходящем потоке окислителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 414416,. кл . Е 21 С 21/00. 1972

2. Заявка М 2429787/22-03, кл..Е 21 С 21/00, 14.12.76, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.

629339

Составитель В.Левин

Техред Н.дндрейчук Корректор Е.Папп

Редактор Л.Лашкова

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 6035/31 Тираж 734 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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