Шароструйный снаряд для бурения скважин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п>9397 1.О (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 417599 (22) Заявлено 021280 (21) 3009898/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 30-0682. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 300682 (51) М. Кл.з

Е 21 В 7/18

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 24. . 051 (088. 8) (72) Автор изобретения

1

) В.П. Коротков (71)заявитель (54) ШАРОСТРУЙНЫЙ СНАРЯД ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к буровой технике, а именно к иароструйным снарядам для бурения скважин в мерзлых породах. 5

По основному авт. св. Р 417599 известен шароструйный снаряд для бурения скважин, содержащий цилиндрический полый корпус, соединенный в верхней части с колонной бурильных труб и снабженный в нижней части опорным породоразруияющим башмаком, породоразрушающие шары и концентрично расположенный в корпусе выше его нижнего торца струйный аппарат, соединенный с ним при помощи герметизированного гнезда и включающий головKó для захвата овершотом, сопло и камеру смешения с ок нами для прохода породоразрушающих шаров (1) .

Недостатком данного снарядя является то, что он не обеспечивает надежной ра боты при буре н ии ме рз лых пород ввиду возможности замерзания промывочной жидкости на забое скважины.

Цель изобретения — повышение на— дежности его работы при бурении мерзлых пород.

Указанная цель достигается тем, что струйный аппарат в верхней час- З0 ти выполнен с рабочей камерой, которая имеет капиллярные отверстия на боковых стенках и установлен ный на ее наружной поверхности нагреватель, при этом внутрен ние стенки ра боче и камеры и корпуса имеют капиллярнопористые слои, соединенные между собой капиллярными отверстиями на боковых стенках рабочей камеры, причем породоразрушающие шары выполнены из капиллярно-пористого материа— ла, например, пенокерамики.

На чертеже изображен снаряд в разрезе. шароструйный снаряд для бурения скважин содержит цилиндрический полый корпус 1, соединенный в верхней части с колонной бурильных труб (не показана) и снабженный в нижней части опорным башма ком 2, породоразрушающие шары 3 и конце нтрично расположенныйй в корпусе 1 выше его нижнего торца струйный аппарат 4, соединенный с ним при помощи гермети зи рованного гнезда 5 и включающий головку 6 для захвата овершотом, сопло 7 и камеру смешения 8 с окнами 9 для прохода породора зрушающих ша ров 3 ..

Для повышения надежности работы при бурении мерзлой породы, в част939710, ности льда, взаимодействующая с герметиэированным гнездом 5 боковые стенки 10 струйного аппарата 4 имеют сквозные капиллярные отверстия 11, соединяющими между собой капиллярно-пористые слои 12 и 13 смонтиро- 5 ванные соответственно на внутренней поверхности 14 цилиндрического полого корпуса 1 и на стенках рабочей камеры 15, выполненной в верхней части струйного аппарата 4, соединен-10 ной с соплом 7 и снабженной нагревателем 16, установленным на наружной поверхности рабочей камеры 15.

Породоразрушающие шары 3 могут быть выполнены иэ капиллярно-пористого материала, например пенокерамики.

При встрече с мерзлой горной породой, преимущественно льдом, пропитанный водой капиллярно-пористый слой

13 нагревается посредством нагревателя 16. Вода закипает и, отбирая от нагревателя 16 теплоту парообразования, превращается в перегретый пар, высокоскоРостная струя которого 25 истекающая иэ сопла 7, разгоняет породоразрушающие шары 3 в камере смешения 8, которые вместе с горячим паром взаимодействуют с забоем скважины и разрушают его. Нагретые в камере смешения 8 породоразрушающие пары 3, попадая на забой разогревают его и обеспечивают дополнительное парообразование, в результате чего устанавливается циркуляционное течение пара, способствующее инжектированию породораэрущающих иаров

3 в окна 9 струйного аппарата. При этом часть нара конденсируется и оседает на . капиллярно-пористом слое

12, в котором существует градиент 40 давления, на правлен ный через ка пиллярные отверстия 11 в зону нагревателя 16, обусловленный капиллярныьк силами капиллярно-пористых слоев

12 и 13 и непрерывньм высыханием 45 капиллярно-пористого слоя 13 за счет тепла, выделяемого нагревателем 16. Это обеспечивает непрерывную .транспортировку конденсата в эоне нагрева и интенсивное парообразование, При этом система в целом действует подобно открытой тепловой трубе и обладает свойством сверхтеплопроводности, что обеспечивает наряду с механическим действием породораэрушающих шаров 3, также и тепловое воздействие на забой. Дополнительная транспортировка конденсата может осуществляться шарами 3 при их выполнении из капиллярно-пористого материала. В обычной породе струйный аппарат заменяется для использования промывочной жидкости.

Нагреватель может быть ядерно.

- Применение предлагаемого снаряда позволит избежать возникнове ние аварийных ситуаций при бурении по мерзлым породам, путем устранения озможности замерзания промывочной идкости на забое скважины.

Формула изобретения

1. Шароструйный снаряд для бурения скважин по авт. св. Р 417599, о тл и ч а ю шийся тем, что, с. целью повышения надежности его работы при бурении мерзлых пород, струйный аппарат в верхней части выполнен с рабочей камерой, которая имеет капиллярные отверстия на боковых стенках и установленный на ее наружной. поверхности нагреватель, при этом внутренние стенки рабочей каьюры и корпуса имеют капиллярно-пористые слои, соединенные между собой капиллярными отверстиями на боковых стенках рабочей камеры.

2. Снаряд по п. 1, о т л и ч а юшийся;.. тем, что породораэрушаю-, щие шары выполнены из капиллярно-пористого материала, например пенокерамики.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 417599, кл. Е 21 В 7/18, 1970 (прототип), 939710

Заказ 4622/48

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Н. Панин

Редактор Е. Кинив Техред М. Рейвес Корректор M. Шароши