Электроимпульсный буровой снаряд

 

(ю) SU (и) 736029 А1 (Я)Я ЕИСЗ7 аз

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ BATEHTHOE

ВЩОМСТВО СССР (rOCHATEHT СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 1661955/03 (22) 19.03.73 (46) 3810.93 Sea Йа 39-40 (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском попитехническом институте имСМКирова (72) Адам AM (54) ЭЛВЛРОИИПУЛЬСНЫЙ БУРОВОЙ СНАРЯД

730029

55

Изобретение относится к буровым устройствам. именно к злектроимпульсным буровым снарядам, и может найти применение при проходке скважин. особенно в крепких горных породах с промывкой водой.

Известен электроимпульсный буровой снаряд, состоящий иэ токопроводов, разделенных изоляцией. При использовании этого бура разрушение горной породы осуществляется электрическими импульсными разрядами, подводимыми к неподвижному буру. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочным агентом, и бур опускается.

Существенным недостатком этого бура является ограниченная воэможность обеспечения значительного электрического сопротивления er0 призабойного узла в промывочной среде с высокой электропроводностью. например, воде. Использование различных конструктивных усовершенствований. покрытий электродных систем изоляционными материалами, лаками и т,п. позволило незначительно увеличить сопротивление наконечников. А для предотвращения основного количества утечек импульсных токов сопротивление буровых наконечников должно быть достаточно большим.

Целью изобретения является повышение электрического сопротивления бурового наконечника снаряда в злектропроводящей среде.

Одновременно предусматриваются различные пути увеличения эффективности бурения.

Цель достигается тем, что электродная система бурового снаряда выполнена в виде электродной ячейки. причем электроды электродной ячейки расположены так. что образуют форму, близкую к сектору круга, Это ясно иэ рассмотрения другого крайнего случая — размещения электродов по радиусу скважины. В этом случае при повороте такой электродной системы на небольшой yron. электроды, расположенные ближе к оси вращения. пройдут много меньший путь. чем электроды, находящиеся на окружности. Поэтому импульсный разряд, развивающийся между электродами у оси вращения произведет значительно меньшее разрушение, Поворот же на большой угол приведет к тому. что ближе к стенкам скважины на забое останутся неразрушенные участки. При расположении электродов по сектору круга забоя скважины разруше.ние породы электрическими разрядами наиболее равномерно.

На фиг.1 изображен злектроимпульсный буровои снаряд, общий вид: на фиг.2— сечение по линии А- А: на фиг.3 -- сечение по линии Б-Б на фиг.1.

Электроимпул ьсный буровой снаряд состоит из корпуса 1, выполненного в виде трубы. К неи подсоединена наружная коронка 2, которая для снижения утечек токов может быть футерована изоляцией. Для подвода к буровому наконечнику импульсов высокого напряжения служит токопровод 3, по жиле 4 которого передают высоковольтные импульсы, а оплетку 5 заземляют или по ней передают импульсы противоположной полярности. В верхней части снаряда укреплен сальниковый узел, состоящий из переходника 6 и кольца 7 и служащий для ввода в снаряд импульсов высокого напряжения и промывочного агента. Нижний конец токопровода 3 контактирует с втулкой 8 короночного изолятора 9, выполненной в виде стакана. Со втулкой 8 соединено два высоковольтных электрода 10, которые с целью предотвращения утечек покрыты изоляцией 11. B плоскости нижнего торца снаряда между этими электродами расположен заземленный стержневой электрод 12, который наклонно прикреплен к внутренней стенке наружной коронки 2. снабженной резцами 13.

Промывочный агент в полость снаряда подается по трубке 14, которая одновременно служит звеном, передающим вращение снаряду. Чтобы обеспечить передачу импульсов высокого напряжения к призабойному узлу. верхний конец,<абеля соединен с контактным кольцом 15, одетым на кольцо 16.

В короночном узле llpoMbIBo÷íûé агент, закачиваемый в снаряд по трубке 14, проходит по продольным каналам 17 короночного изолятора 9, и, обогатившись на забое продуктами разрушения, через окна 18 выходит в затрубное пространство (выходу промывочного агента иэ снаряда в верхнем конце его препятствует сальниковая набивка 19, поджимаемая гайкой 20).

На корпусе снаряда 1 с помощью ограничительных колец 21 укреплен направляющий фонарь 22 с продольными каналами

23.

Электродная ячейка изображена на фиг.3.

Работа злектроимпульсного бурового снаряда заключается в следующем.

В снаряд по трубке 13 закачивают промывочный агент, который по зазору между кабелем 3 и корпусом снаряда 1 продольным каналом 17 короночного изолятора 9 попадает к забою скважины. Отсюда через

730029 окно 18 наружной коронки 2 он выходит в затрубное пространство, по которому и поднимается на поверхность, пройдя в призабойной зоне по продольным каналам 23 направляющего фонаря 22. 5

Скважинообразование происходит при вращении электродной ячейки относительно центральной оси трубки f 4, Импульсы высокого напряжения подво- 10 дят по кабелю 3 к высоковольтным электродам 10, наружную коронку 2 с электродом 12 заземляют (или подводят импульсы другой полярности). Импульсные разряды развиваются между высоковольтными электродами 15

10, электродом 12 и наружной коронкой 2.

Увеличению эффективности разрушения

Формул а и зоб рете н и я

1. ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНЫЙ БУРОВОЙ

СНАРЯД, состоящий иэ токопроводов, разделенных изоляцией, отличающийся тем, что, с целью повышения электрического сопротивления бурового наконечника сна- 25 способствует наличие на участках у наруж ной коронки 2 резцов 13. которые из-за давления на них внедрятся в породу и сжимают ее. чем обеспечивают увеличенную глубину откольной воронки и снижение электрической прочности породы. При перемещении электродной ячейки снаряда в скважине (перемещение может быть вращательным с постоянной скоростью вращения, с переменной. вращательно-поступательным и т,д.) получают забой заданного сечения.

Траектория движения в горизонтальной плоскости определяется направляющим фонарем 22, Резцы 13 при перемещении забойного узла доразрушают породу, нарушенную импульсными разрядами, но не оторванную от массива, Ряда в электропроводящей среде. его электродная система выполнена в виде электродной ячейки.

2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что электроды электродной ячейки расположены так, что образуют форму, близкую к сектору круга.

730029

Л-л

Фиа7

Х7

Составитель

Редактор М. Якименко Техред М.Моргентал Корректор M. Петрова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3188

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент". r. Ужгород. ул.Гагарина. 101