Гидромониторный бур Советский патент 1983 года по МПК E21C45/00 E21B7/18 

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин в рыхлых отложениях при разработке месторождений полезных ископаемых способами скважинной гидродобычи.

Известны гидромониторные буры, включающие гидромониторные насадки, соединенные гидравлически с высоконапорным ставом Cl2.

Недостатком данных буров являетс образование гидроподушки на забое, из-за чего снижается эффективность разрушения пород от удара струи..

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому является гидромониторный бур, включающий высокснапорный став, гидравлически CJязанный с гидромониторными насадками, расположенными внутри цилиндра 23.

Однако эффективность работы известного бура снижается из-за образования водяной подушки в призабойной зоне с давлением, близким или равным давлению струи в момент соприкосновения ее с забоем, что значительно снижает эффективность разрушения пород от одного из основных факторов воздействия - удара.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения за счет предотвращения образования гидроподушки на забое и увеличение эрозионного разрушения породи.

Поставленная цель достигается тем, что гидромониторный бур, включающий высоконапорный став, гидравлически связанный с ни торами заключенными в цилиндр с режущими элементами в его основании, снабжен эжектором, выполненным в виде соосных по отношению к гидромониторам конфузоров, и каплевидными дебалансами, расположенными внутри конфузоров, а по образующей каждого конфузора в и-нтервале между основанием и дебалансами выполнены дополнительные насадки, расположенные под угло к оси гидромониторов.

На фиг, 1 изображен гидромониторный бур, разрез на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1} на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1,

Предлагаемый бур содержит высоконапорный став 1, гидравлически связанный с гидромониторными насадками 2, сообщающимися с эжектором 3, который крепится к подпятнику 4 при помощи стяжки 5 и фиксатора б и выполнен в виде конфузоров 7 соосно с насадками 2, образуя кольцевую полость 8 для эжекции из- призабойной зоны пульпы с твердыми частицами. .Вканале конфузора на оси 9 установлен дебаланс 10 каплевидной формы, а в основании конфузора вьшолнены вспомогательные насадки 11, На боковой поверхности эжектора 3 жестко закреплены режущие элементы 12, которые формируют боковую поверхность скважины 13 и забой 14,

Гидромониторный бур работает следующим образом.

Вода по высоконапорному ставу 1, формируясь в струю гидромониторными насадками 2, поступает в эжектор 3, жестко закрепленный с подпятником 4 крепежной стяжкой 5 с фиксацией посредством штифта 6, В резу 1ьтате создающегося разряжения в начале конфузора 7 через кольцевую полость 8 эжектируется призабойная пульпа с неравномерными включениями абразивных частиц, которая вместе с основной струей воды создает высокоскоростной поток жидкости с неравномерной пульсацией скоростей по сечению, что вызывает раскачивание каплевидного -дебаланса 10, Раскачивание дебаланса усиливается возникновением чередующихся зон торможения левой и правой (от дебаланса) частей высокоскоростного потока с последующим действием гидроударов и значительным местным повышением напора.

Значительные колебания призабойного давления создают импульсный характер работы вспомогательных призабойных насадок 11 .при одновременном ослаблении за- . боя режущим элементом 12.

Предлагаемый импульсный гидромонитор позволяет повысить компактность гидромониторной струи за, счет .регулируемой подачи окружающей абразивной пульпы в струю посредством установки конфузора, что позволяет создавать значительное удельное давление на поверхности качающегося дебаланса.

Использование вспомогательных .призабойных насадок.суммарной площадью выходных отверстий, превышающих площадь выходного отверстия гидромониторной насадки 2, а также импульсная работа этих насадок, забивание их п образование водяной подушки под дебалансом сведены к минимуму ,

Предлагаемый гидромониторный бур обеспечивает повышение эффективности бурения за счет предотвра щения образования гидроподушки на забое и увеличения эрозионного разрушения породы.

11

1057688

ГИДРОМОНИТОРНЫЙ БУР, включающий высоконапорный став, гидравлически связанный с гидромонитором, заключенными в цилиндр с режутими элементами в его основании, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет предотвращения образования гидроподушки на забое и увеличения эрозионного разрушения породы, он снабжен эжектором, выполненным в виде соосных по отношению к гидромониторам конфузоров, и каплевидными дебалансами, расположенными внутри конфузоров, а по образующей каждого конфузора в интервале между основанием и дебалансами выполнены дополнительные насадки, расположенные под углом к оси гидромониторов. (Л с: сд а: СХ) оо