КОМПОНОВКА НИЗА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Российский патент 1997 года по МПК E21B10/32 

Настоящее изобретение относится к области буровой техники. Конкретная задача, решить которую должно предлагаемое устройство, добыча каменной соли из глубокозалегающих массивов путем интенсивного растворения стенок скважины и выноса высококонцентрированного раствора на поверхность.

Общеизвестная компоновка низа бурильной колонны, включающая турбобур, корпус которого присоединен к бурильным трубам, и породоразрушающий наконечник долото, закрепленное на валу турбобура. Такая компоновка широко используется при бурении скважин на нефть и газ, в разведочном бурении на эти и другие полевые ископаемые. Однако для вышеуказанной цели она непригодна, поскольку в исходящем потоке промывочной жидкости растворяется ничтожное количество каменной соли.

Изобретение позволяет многократно интенсифицировать процесс растворения каменной соли. Для этого в названной компоновке породоразрушающий наконечник выполняется как вихреобразователь лопастная мешалка с переменным размахом шарнирно подвешенных лопастей, осуществляемым за счет центробежной силы.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

К колонне бурильных труб 1 привинчен корпус турбобура 2. К нижнему концу вала 3 турбобура крепится кронштейн 4. В кронштейне, на оси 5 шарнирно установлены две лопасти 6, представляющие собой рычаги второго рода, центры тяжести которых смещены с оси турбобура. Лопасти могут быть плоскими либо пространственными, изогнутыми; их периферийные поверхности армированы износостойким материалом. На чертеже лопасти показаны в нерабочем положении, соответствующем спуско-подъему (сплошной линией) и в крайнем рабочем положении (штрихпунктиром). В кронштейне 4 имеется центральное отверстие, являющееся продолжением центрального канала, выполненного, как обычно, в нижней части вала 3 турбобура.

Устройство работает следующим образом.

Колонна бурильных труб спускается в предварительно пробуренную скважину так, чтобы лопастной вихреобразователь остановился против интересующего нас пласта каменной соли. По бурильным трубам от буровых насосов (на чертеже не показаны) подается необходимое количество пресной или слабо минерализованной воды, которая приводит во вращение вал 3 турбобура, после чего через центральные отверстия в валу 3 и кронштейне 4 поступает в скважину. Благодаря смещенному центру тяжести, под действием центробежной силы лопасти 6, стремясь развернуться в рабочее положение, начинают скоблить соляной пласт, способствуя его быстрому разрушению и растворению; после того, как лопасти развернулись максимально (штрихпунктир на чертеже), они начинают работать как центробежный насос, закручивая жидкость вокруг оси вала 3 и создавая тем самым плоский вихрь, интенсивно разрушающий и растворяющий за счет местной турбулизации потока соль, слагающую стенки скважины.

Расчет показывает, что лопасти длиной 500-700 мм позволяют реализовывать мощность 200-300 кВт и, если необходимо, много большую.

При описанном процессе в толще земной коры на значительной глубине образуются полости размером несколько десятков метров в поперечнике, которые могут использоваться, например, для захоронения токсичных веществ. Образование таких полостей может быть в известных случаях основной целью использования данного изобретения.

Использование: изобретение относится к области буровой техники, а именно для интенсивного растворения глубоко залегающих массивов каменной соли и выноса высококонцентрированного раствора на поверхность, с возможным последующим целесообразным использованием полостей, образующихся при этом в толщине земной коры. Сущность изобретения: к нижнему концу вала трубобура крепится кронштейн с шарнирно установленным лопастям в виде рычагов второго рода, центры тяжести которых смещены с оси турбобура. При вращении вала турбобура центробежная сила постепенно поднимает лопасти в рабочее (горизонтальное) положение, после чего они работают как центробежный насос, создавая вихрь, интенсивно разрушающий и растворяющий соль, слагающую стенки скважины. 1 ил.

Компоновка низа бурильной колонны, включающая турбобур, корпус которого присоединен к бурильным трубам, а породоразрушающий наконечник к нижнему концу его вала, отличающаяся тем, что породоразрушающий наконечник выполнен в виде лопастей, соединенных с нижним концом вала турбобура посредством шарнира, ось которого пересекается с продольной осью турбобура под прямым углом, при этом центры тяжести лопастей смещены относительно оси турбобура.