Устройство для термомеханического бурения скважин Советский патент 1986 года по МПК E21B7/18 E21B7/14 

Изобретение касается устройства для термомеханического бурения скважин высокотемпературными газоабразив ными струями и может быть использовано для проходки, главным образом, взрьганых скважин в крепких породах. Известно устройство для термомеханического бурения скважин, имеющее камеру сгорания с сопловым отверстием для истечения на забой продуктов сгорания и смесительную камеру, где происходит перемешивание газообразных продуктов сгорания с потоком отходящего газа, включающим абразивные твердые частицы, эжектируемые из пространства скважины через боковые окна в корпусе устройства. При работе известного устройства абразивные частицы в процессе циркуляции по траектории смесительная камера - забой - периферийная часть скважины - смесительная камера постоянно подвергаются нагреву и по этой причине приобретают пластичность. В результате происходит неупругое столкновение абразивных частиц с забоем и эффективность его разрушения уменьшается. Наиболее близким техническим реше нием из известньк к изобретению является устройство для термомеханичес кого бурения скважин высокотемпературными газоабразивны ш струями, в котором камера сгорания имеет сопловые каналы для истечения газа в камеру разгона абразивных частиц, сообщающуюся с пространством скважины через боковые окна для эжектирования их из отходящего потока газа, В этом устройстве предусмотрены каналы для подачи охл:аждающей воды, выходы из которых расположены в нижней части камеры разгона таким образом, что абразивные частицы, поднимающиеся в потоке газа,- проходят через водную завесу и охлаждаются, теряя свои пластичные свойства. Однако эффективность циркуляции абразивных частиц в данном устройстве недостаточно велика из-за того, что в нем разность поперечных сечений камеры сгорания и камеры разгона нез1;ачительна и не удается снизить скорость отходящего потока в должной

мере в месте расположения эжектирующих окон, так как снижение скорости отходящего газового потока определяПод действием аэродинамической силы газового потока продуктов сгорания частицы 14 удаляются с поверхности ется именно разностью упомянутых сечений. Цель изобретения заключается в повьппении эффективности бурения за счет улучшения циркуляции абразивных частиц. Эта цель достигается с помощью устройства для термомеханического бурения скважин высокотемпературными газоабразивными струями, в котором камера сгорания имеет сопловые каналы для истечения газа в камеру раз-i гона абразивных частиц, сообщающуюся с пространством скважины через боковые окна для эжектирования их из отходящего потока газа. В соответствии с изобретением камера сгорания и камера разгона.установлены коаксиально, а соединяющие их сопловые каналы выполнены во внутренней боковой стенке камеры сгорания. Кроме того, сопловые каналы выполнены тангенциально к оси камеры разгона . На чертеже показ-ано предла гаемое устройство, продольный разрез. Устройство для термомеханического бурения скважин имеет корпус 1, в котором выполнены камера 2 сгорания с сопловыми каналами 3 и камера4 разгона, расположенные коаксиальйо а также каналы 5 для охлаждающего агента. Газообразный окислитель (сжатый воздух) подается в камеру 2 сгорания по магистрали 6 через завих ритель 7. Магистраль 8 жидкого горючего (керосин) снабжена на выходе форсункой 9 для его распьшивання. Корпус 1 крепится к буровой (штанге 10 с помощью соединительных ребер 11 между KOTopbnvffl расположены эжектирующие окна 12. Камера 2 сгорания вследствие размещения в ее габаритах камеры 4 разгона абразивных частиц в сечении имеет кольцеобразнзто форму, а сопловые каналы 3 выполнены во внутренней ее стенке тангенциально к оси камеры 4 разгона. Устройство работает следующим образом. Продукты сгорания через сопловые каналы 3 из камеры 2 сгорания истекают в камеру 4 разгона и образуют в ней вращающийся газовый поток, направленный в сторону забоя 13 скважины. Порция абразивных частиц 14 предвдрительно засыпается на забой 13.

310328374

забоя 13, поднимаются по периферийной Вьшолнени камеры 4 бразивных

части 15 скважины и через окна 12частйц в габаритах камеры 2 сгорания

мезвду соединительными ребрами 11 вво-позволяет уменьшить поперечное сечедятся в камеру 4 разгона. В послед-5 ® устройства выше его корпуса 1,

ней частицы 14 ускоряются до необхо- .что приводит в конечном итоге к повы-,

димых для разрушения забоя скоростейшению эффективности циркуляции твери приобретают вращательный момент,дых тел благодаря заметному

позволякнций им отклоняться от осиуменьшению скорости отходящескважины. Далее описанный цикл непре-Ю го газового потока в зоне

рывно повторяется.окон 12.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН высокотемпературными газоабразивныШ1-струяMHj в котором камера сгорания имеет сопловые каналы для истечения гэза в камеру разгона абразивных частиц, сообщающуюся с пространством скважины через боковые окна для эжектирования их из отходящего потока газа, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет улучшения циркуляции абразивных частиц, камера сгорания и камера разгона установлены коаксиально, а соединяющие их сопловые каналы выполнены во внутренней боковой стенке камеры сгорания. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопловые каналы выполнены тангенциально к оси камеры разгона.