Устройство для создания горизонтальных выработок в растворимых породах через вертикальную скважину Советский патент 1985 года по МПК E21B43/28 E21C45/00 

СО

со

Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению подземных хранилищ в толщах растворимых пород, например галитовой толще, через скважину, пробуренную с поверхности и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой, нефтедобывающей промышленности при создании направленных горных выработок в толщах растворимых пород.

Известны конструкции устройств телескопического типа для создания направленных горных выработок.

Такие устройства включают телескопический ствол, состоящий из отдельных выдвигающихся секций, труб. Ствол имеет под вижную сопловую насадку, обеспечивающую направленную лодачу рабочего агента в зону растворения 1.

Недостатки таких устройств обусловлены сложностью конструктивного исполнения и привода его в рабочее положение, а также отсутствием возможности задания требуемого направления проходки горной выработки.

Наиболее близким по конструкции к предложенному является устройство для создания горизонтальных выработок в растворимых породах через вертикальную скважину, включающее направляющий контейнер, нагнетательный трубопровод, смонтированный с возможностью смещения внутрь контейнера и соединенный через переключатель с телескопическим стволом, перфорированную трубу, расположенную на внещней секции телескопического ствола по образующей, сопловую насадку, средство контроля за выдвижением секций телескопического ствола 2.

К недостаткам данной конструкции относятся: образование вертикальной щели производится сверху-вниз, что менее производительно по сравнению со схемой снизу-вверх; необходимость фиксации каната на колонне насосно-компрессорных труб во избежание его запутывания, что усложняет спуско-подъемные операции, особенно на больщих глубинах; ненадежность производства фиксированного спуска устройства в скважину для задания ему требуемого направления проходки горной выработки; отсутствие возможности контроля за положением устройства в скважине с помощью геофизических приборов в связи с применением колонны стальных насосно-компрессорных труб.

Целью изобретения является повышение эффективности проведения выработок путем обеспечения контроля за работой устройства на больших глубинах.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для создания горизонтальных выработок в растворимых породах через вертикальную скважину, включающем направляющий контейнер, нагнетательный трубопровод, смонтированный с возможностью смещения внутрь контейнера и соединенный через переключатель с телескопическим

стволом, перфорированную трубу, расположенную на внешней секции телескопического ствола по образующей, сопловую насадку, средство контроля за выдвижением секций телескопического ствола, секции телескопического ствола выполнены с калиброванными отверстиями, расположенными на концах секций по образующей с возможностью попарного совмещения при выдвижении смежных секций, при этом внутренняя полость центральной секции снабжена обратным клапаном.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, исходное положение; на фиг. 2 - .то же, рабочее положение; на фиг. 3 - кинематическая схема разворота телескопического ствола в рабочее положение; на

0 фиг. 4 - схема контроля за выдвижением телескопического ствола.

Устройство состоит из направляющего контейнера 1, телескопического ствола 2 с калиброванными отверстиями 3, перфорированной трубкой 4 для создания вертикальной щели, колонны насосно-компрессорных труб 5 для спуска устройства в скважину.

Перфорированная труба расположена на Q образующей телескопического ствола с верхней стороны, а сам ствол крепится на подвижном шарнире 6 к колонне насосно-компрессорных труб сопловой насадкой вниз. Крепление телескопического ствола с направляющим контейнером осуществляется 5 рычагом 7, соединяющим середину ствола с нижней частью контейнера и служащего для разворота ствола в вертикальной плоскости.

Телескопический ствол состоит из нескольких выдвигающихся секций труб (разрез А-А на фиг. 1), герметизированных направляющими уплотнительными кольцами 11. Внутренняя выдвижная труба имеет сопловую насадку В и оборудована обратным клапаном 8 (фиг. 2) для герметизации внутренней полости устройства от выработки 5 при сборке телескопического ствола.

Соединяются перфорированная труба и телескопический ствол с двухходовым переключателем 9 при помощи гибких щлангов 10. Двухходовой переключатель устанавливается на нижней части насосно-компрес0 сорных труб.

Устройство работает следующим образом.

При упоре нижнего торца контейнера в забой скважины под действием веса насоснокомпрессорных труб происходит перемещение подвижного щарнира вниз и разворот телескопического ствола в рабочее положение. На фиг. 3 буквой А обозначена точка крепления телескопического ствола к подвижному шарниру, буквой В - сопло телескопического ствола, буквой С - крепление рычага 7 к контейнеру устройства, буквой D - крепление рычага 7 к телескопическому стволу. Площадь фигуры AAio..BBio...A соответствует площади вертикальной щели при развороте заявляемого устройства, площадь фигуры АСЕА - площади вертикального сечения щели при применении известного устройства. После создания вертикальной щели телескопический ствол 2 устройства займет положение, показанное на фиг. 2. После этого, увеличивая производительность насоса и, соответственно, повыщая давление, производится переключение двухходового переключателя 9 на работу телескопического ствола 2. При выходе растворителя из сопла В происходит растворение каменной соли и создание горной выработки в заданном направлении. Контроль за выдвижением секции телескопического ствола осуществляется следующим образом. При движении секции калиброванные отверстия 3 перекрыты (фиг. 4 а.) и под действием напора воды происходит размыв канала в каменной соли с одновременным подвижением сопловой насадки. При этом давление, показываемое манометром на поверхности, соответствует заданному давлению нагнетания.

А -А При совмещении калиброванных отверстий во внешней и внутренней секциях уменьшаются гидравлические потери напора и давление на манометре резко снизится (фиг. 46). При дальнейшем движении секции отверстия перекрываются и давление восстанавливается до прежнего, что свидетельствует о полном выдвижении секции в начале выдвижения следующей (фиг. 4в). После проходки горной выработки на полную длину телескопического ствола затрубное пространство скважины на устье перекрывается провентором, входящим в комплект бурового оборудования, и повышается давление скважины и горной выработки при открытых устье насосно-компрессорных трубах. Под действием созданного перепада давления обратный клапан 8 перекрывает внутреннюю полость устройства, и происходит возврат в исходное положение телескопического ствола (фиг. 4 г). По окончании этой операции производится подъем колонны насосно-компрессорных труб, за счет чего происходит движение телескопического ствола из рабочего положения (фиг. 2) в исходное (фиг. 1) по тому же пути, что и при развороте (фиг. 3). Предложенная конструкция устройства позволяет создавать горные выработки не только в горизонтальном направлении, как показано в примере работы, но и под любым углом к горизонту, что достигается изменением длины рычага и места его крепления к телескопическому стволу. Это расширяет область применения устройства.

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК В РАСТВОРИМЫХ ПОРОДАХ ЧЕРЕЗ ВЕРТИКАЛЬНУЮ СКВАЖИНУ, включающее направляющий контейнер, нагнетательный трубопровод, смонтированный с возможностью смещения внутрь контейнера и соединенный через переключатель с телескопическим стволом, перфорированную трубу, расположенную на внещней секции телескопического ствола по образующей, сопловую насадку, средство контроля за выдвижением секций телескопического ствола, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности проведения выработок путем обеспечения контроля за работой устройства на больщих глубинах, секции телескопического ствола выполнены с калиброванными отверстиями, расположенными на концах секций по образующей с возможностью попарного совмещения при выдвижении смеж- Q ных секций, при этом внутренняя полость ® центральной секции снабжена обратным клапаном.

L7:........,mf