Способ гидромеханического бурения и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК E21B10/18 

В устр-ве для гидромеханического бурения над долотом устанавливают смеситель 10 и резервуар,3, выполненные в виде кольцевых цилиндрических полостей, образованных соответственно стенкой корпуса 1 долота и внутренней перфорированной отверстиями 11 трубой 12 и стенкой корпуса и внутренней трубкой -6о Резервуар 3 содержит нижнюю жесткую стенку 7 с дозирующими отверстиями 8 и расположенную в верхней части эластичную диафрагму 9, В корпусе 1 долота установлены сопловые насадки (СН) 14, На оси СН 14 имеются трубки 15, соединенные отверстиями 16 со смесителем Ш„ Из резервуара 3 ПМ 4 через отверстия 8 попадает в смеситель 10. Через отверстия 11 туда же попадает буровой раствор. Диафрагма 9 препятствует контакту бурового раствора с ПМ до момента ее поступления в смеситель 10 Система выступов 13 на трубе 12 обеспечивает интенсивное перемешивание и растворение ПМ до однородного состояния. Подача ПМ через трубки 15 на оси СН 14 приводит к уменьшению его расхода, 1 ф-лы, 1 ип.

Изобретение относится к гидромеханическому бурению скважин, при котором разрушение горных пород происходит в результате совместного воздействия высоконапорных струй промьг- вочного агента и вооружения долота. Цель - повышение эффективности бурения за счет уменьшения механической деструкции и расхода полимерного материала (ПМ)о Для этого при разрушении горной породы в высоконапорную струю воды предварительно непосредственно перед долотом вводят полиэти- леноксидо Предварительно его смешивают с глицерином в соотношении 3;7. сл CD С35 СП

1

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к гидромеханическо му бурению, при котором разрушение Горных пород происходит в результате совместного воздействия высоконапорных струй промывочного агента и вооружения долота.

Целью изобретения является повьше- ние эффективности бзфения за счет уменьшения механической деструкции и расхода полимерного материала,

; На чертеже изображено устройство для гидромеханического бурения.

Устройство с остоит из корпуса 1 долота 2, Резервуар 3 с полимерным материалом 4 выполнен в виде кольцевой цилиндрической полости, гидравлически сообщенной с внутренней полостью промывочного канала 5, внеш-. ней стенкой которой является корпус 1

.а внутренней - трубка 6, Резервуар содержит нижнюю жесткую стенку 7 с дозируюш;ими отверстиями 8 и расположенную в верхней части эластичную диафрагму 9, Смеситель 10 также выполнен в виде кольцевой цилиндрической полости, внешней стенкой которой является корпус t, а внутренней - перфорированная отверстиями 11 тру- ба 12, содержащая систему выступов 13 Сопловые насадки 14 содержат установленные на их оси трубки 15, соединенные отверстиями 16 со смесителем.

Устройство работает следующим

образом.

«5

г 10

0

35

5

Под действием перепада давления полимерная суспензия из резерв уара 3 через дозирующие отверстия 8 попадает в смеситель 10, Туда же поступает через отверстия 11 и буровой раствор, закачиваемый в корпус 1 долота 2 с поверхности земли. Эластичная диафрагма 9 препятствует контакту бурового раствора с полимерной суспензией до момента ее поступления в смеситель 10. Система выступов 13 обеспечивает интенсивное перемешивание и соответственно растворение полимерной суспензии до получения однородного состояния За счет перепада давления, обусловленного в том числе эжек- цией, буровой раствор, содержащий полимерную примесь, из смесителя 10 поступает в установленные на оси сопловых насадок 14 трубки 15, Жидкость на выходе из трубок 15 подвергается интенсивной продольной деформации (растяжению), вследствие чего сильно

возрастает ее вязкость. Это свойство полимерных растворов и обуславливает его высокую эффективность при ударе струи о поверхность скважины. Растянутые полимерные молекулы и ассоциаты ведут себя в этом случае как очень твердые частицы, способствуя разупрочнению породы или повьшия эффективность очищающего действия (если струи используются для очистки вооружения долота от твердообразных наслоений). Подача полимерного раствора через установпенные на оси сопловых насадок трубки приводит к существенному уменьшению расхода полимерного материала (примерно в 25 раз) по сравнению с подачей через все сечение сопла.

В качестве полимерного материала 4, заполняющего резервуар 3, используется суспензия порошка полимера, например, полиэтипеноксида в глицерине в следующем соотношении, весоч: глицерин 70; порошок полимера 30. Повышение весового содержания полимерного порошка свьшзе 30% приводит к сильному структурообразованию, что ухудшает реологические свойства среды (снижается текучесть, затрудняется процесс растворения), Уменьшение концентрации ниже 30% нежелательно из-за необходимости увеличения емкости резер- 20 полиэтиленоксид предварительно смешивуара 3 при сохранении того же расхода полимера (по сухому весу) Использование высококонцентрированной полимерной суспензии, вьщавпиваемой из емвают с глицерином в соотношении 3:7. 2. Устройство для гидромеханического бурения, включающее долото, в корпусе которого установлены сопловые

кости, непосредственно расположенной 25 насадки и выполнен промывочный канал, вблизи бурового инструмента, позволя- отличающееся тем, что, ет обеспечить при малой емкости резер- с целью повышения эффективности буре- вуара (50 л) продолжительное времяния за счет уменьшения механической

непрерывной работы устройства бездеструкции и расхода полимерного мадозировки ( 1000 часов) и практичес- 30 териала, оно снабжено установленным ки полностью исключить механическуюнад долотом смесителем и резервуаром,

деградащю полимерного раствора, по- причем резервуар выполнен в виде коль- скольку длина гидравлического трактаценой цилиндрической попости, образо(от смесителя до сопловых насадок)ванной стенкой корпуса долота и внуточень мала ( м)„ Размещение источ- рекней трубкой, верхняя часть полости ника свежего (недеградированного) по- содержит эластичную диафрагму, а ниж- лимерного раствора в призабойной зоне дает значительный эффект не только с точки зрения интенсификации гидромониторного буренияJ но и за счет40 выполненным в виде кольцевой цилинд- получения дополнительных преимуществ- рической полости, образованной стек- снижения гидравлического сопротивленяя - жестко закрепленную стенку, выполненную с дозирующими отверстиями, сообщаюпдагми резервуар со смесителем.

кой корпуса долота и внутренней перфорированной трубой, вьшолненной с выступами на наружной поверхности, 45 причем нижняя часть кольцевой цилиндрической полости смесителя снабжена трубками, нижний конец которых установлен на оси сопловых насадок, а про- мывочньй канал образован внутренней

ния при движении выбуренной породы в межтрубном пространстве, пов ьщ1ения несущей способности бурового раствора, а также за счет других известных положительных проявлений недеградированного полимерного раствора Кроме того, наличие вблизи бурового инкой корпуса долота и внутренней пе форированной трубой, вьшолненной с выступами на наружной поверхности, 45 причем нижняя часть кольцевой цили рической полости смесителя снабжен трубками, нижний конец которых уст новлен на оси сопловых насадок, а мывочньй канал образован внутренне

струмента смесителя с сильно турбули- 50 трубкой и перфорированной трубой.

нь

1416657

зированным потоком.и с развитой (за счет выступов) поверхностью позволяет существенно увеличить теплоотдачу из зоны вооружения долота с породой.

5 Г

Формула изобретения

вают с глицерином в соотношении 3:7. 2. Устройство для гидромеханического бурения, включающее долото, в корпусе которого установлены сопловые

рекней трубкой, верхняя часть полости содержит эластичную диафрагму, а ниж- выполненным в виде кольцевой цилинд- рической полости, образованной стек-

няя - жестко закрепленную стенку, выполненную с дозирующими отверстиями, сообщаюпдагми резервуар со смесителем.

екней трубкой, верхняя часть полости содержит эластичную диафрагму, а ниж- выполненным в виде кольцевой цилинд- рической полости, образованной стек-

кой корпуса долота и внутренней перфорированной трубой, вьшолненной с выступами на наружной поверхности, причем нижняя часть кольцевой цилиндрической полости смесителя снабжена трубками, нижний конец которых установлен на оси сопловых насадок, а про- мывочньй канал образован внутренней