У ////////////////// /////////77///У //////77/Y//777///
ное кольцо 10, При работе К 1 перемещается вдоль распорного Э 2 к забою скважины за счет прижатия к ее стенкам трубчатого Э 7. При подаче
РЖ в образованную трещину происходит гидроразрыв породы в плоскости,перпендикулярной скважине. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к разрушению горных пород в скважинах для проведения гидровзрывов. Цель - расширение функциональных возможностей устройства за счет образования трещин в плоскости расположения дна скважины и повышение эффективности образования направленных трещин путем концентрации разрывных усилий в плоскости образования трещины. Для этого герметизатор устройства выполнен в виде соосных полому цилиндрическому корпусу (К) 1 кольцевого распорного элемента (Э) 2 с конусной наружной поверхностью и основанием, обращенным к торцу К 1 с каналом подвода рабочей жидкости (РЖ) и эластичного кольцевого трубчатого Э 7, установленного с возможностью надвигания на коническую поверхность Э 2. На К 1 продольно установлены раздвижные Э в виде цанг 3 с поперечными закалывающими клиньями 4 на наружных поверхностях. Конусами лепестков цанги 3 связаны с вершиной Э 2, ограничено перемещающегося продольно относительно К 1. У торца оппозитного торцовому каналу подвода РЖ полый К 1 выполнен с конусным заострением, прилегающими к внутренним поверхностям лепестков цанг 3. На торце К 1 со стороны клинового заострения расположено отверстие для выхода РЖ. На наружных поверхностях лепестков цанг 3 с перекрытием при их раздвижении продольных зазоров между ними установлены пластины 8, а трубчатый Э 7 охватывает их. На основании распорного Э 2 проложено эластичное кольцо 10. При работе К 1 перемещается вдоль распорного Э 2 к забою скважины за счет прижатия к ее стенкам трубчатого Э 7. При подаче РЖ в образованную трещину происходит гидроразрыв породы в плоскости, перпендикулярной скважине. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области разрушения горных пород в скважинах и может быть использовано для образования направленных трещин из скважин для проведения гидроразрывов, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет образования трещин з плоскости расположения дна скважины и повышения эффективности образования направленных трещин путем концентрации разрывных усилий в плоскости образования трещины.
На чертеже представлено устройство, продольный разрез.
Устройство состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с торцовым, каналом подвода жидкости, на которьй насажен кольцевой распорный элемент в виде втулки 2, переходящий со стороны свободного торца в лепестки цанги 3 с закалывающими клиньями 4 на свободных концах. В корпусе выполнены продольные прорези 5, через ко- торые проходит стержень 6, жестко связанный с втулкой 2, На втулку 2 насажен образующий с ней кольцевой герметизатор эластичный трубчатый элемент в виде эластичных колец 7, контактирующих с конусной наружной поверхностью втулки через пластины 8. Внешняя поверхность втулки 2 имеет форму конуса, расширяющегося (обращенного основанием) в сторону канала подвода жидкости. На корпусе 1 имеется кольцевой упорный бурт 9, Между буртом 9 и основанием конуса втулки 2 проложено эластичное кольцо 10.
Лепестки цанги связаны концами с вершиной конуса втулки, а закалывающие клинья 4 расположены поперечно относительно оси корпуса. Эластичный трубчатый элемент установлен с возможностью надвигания на коническую поверхность кольцевого распорного элемента. Охваченные эластичным трубчатым элементом пластины 8 установлены на наружных поверхностях лепестков цанги с перекрытием продольных зазоров между ними. Кольцевой распорньй элемент установлен с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно корпуса.
Устройство работает следующим образом.
5 Устройство со стороны торцового канала подвода жидкости навинчивается на колонну труб высокого давления и с ее помощью, подается в скважину до упора в забой. Со стороны
0 УСТЬЯ скважины колонна труб поджимается в направлении к забою, например (для условий шахт), гидростойкой от механизированной крепи, В результате корпус 1 перемещается вдоль
внутренней поверхности втулки 2 в направлении к забою скважины и,раздвигая лепестки цанги За внедряет клинья 4 в горную породу с одновременной герметизацией скважины за
Q счет прижатия к ее стенкам эластичных колец 7, Чтобы материал (резина), из которого слеланы эластичные кольца, не просвечивался между прорезями в цанге., к внутренней поверхнос5 ти колец 7 прикреплены металлические пластины 8, которые перекрывают зазоры между лепестками цанги при . ее раздвижении, С перемещением корпуса устройства бурт 9 поджимает
Q эластичное кольцо 10 к втулке 2, предотвращая возможность жидкости просачиваться через зазор между корпусом 1 и втулкой. После поджаткя устройства к забою скважины по колонне труб подают жидкость под давлением в трещину, образованную внедрением клиньев в горную породу, В результате поверхности этой трещины раздвигаются и начинается гидроразрыв породы в плоскости, перпендикулярной к скважине. Когда зона гидроразрыва достигает требуемых размеров, прекращают подачу жидкости.После этого колонну труб освобождают от поджатия и перемещают в направлении от забоя. За счет сцепления втулки 2 с корпусом 1 посредством стержня 6 втулка 2 также перемещается от забоя скважины, из-за чего клинья 4 выходят из зацепления с горной породой, кольца 7 отжимаются от стенок скважины и устройство вместе с колонной труб беспрепятственно может быть извлечено из скважины. Кольца 7 под действием давления жидкости стремятся переместиться к основанию конуса, сильнее придавливаясь к горной породе и устраняя возможность просачивания жидкости между стенками скважины и устройством.
Принцип работы устройства основан на создании зародышевой трещины у забоя скважины путем внедрения в горную породу клиньев с последующей подачей в зародышевую трещину жидкости под давлением до образования гидроразрыва горных пород требуемых размеров .
Пример, Устройство испытано на шахте при расслоении труднообру- шаемой кровли методами гидродинамической стратификации с целью ее разупрочнения. Устройство навинчивалось на колонну труб и подавалось в скважину, пробуренную в кровле вентиляционного штрека на глубину 5 м. К нижней части колонны труб привинчивался коллектор, скрепляющийся - с гидростойкой от механизированной крепи и имеющий штуцеры для подключения насосов. С помощью гидростойки устройство поддавливалось к забою скважины на величину хода,предусмотренную конструкцией устройства После этого от трех высоконапорных насосов общей производительностью 120 л/мин в колонну труб была подана жидкость. Гидроразрыв произошел при давлении жидкости 2,2 МПа, Через 15 мин после начала гидроразрыва в кровле образовалось расслоение радиусом более 25 м. Контроль за расслоением осуществлялся через специально пробуренные вдоль выработки шпуры.
Формула изобретения
0
5
пусе, герметизатор в виде соосных корпусу кольцевого распорного элемента с конус ггог наружной поверхностью и основанием, обращенным к торцу кор5 пуса с каналом подвода рабочей жидкости, и эластичного трубчатого элемента, установленного с возможностью надвигания на коническую поверхность кольцевого распорного элемента, о т 0личающееся тем, ч то, с целью расширения Функциональных возможностей устройства за счет образования трещин в плоскости расположения дна скважины и повышения эЛАек5 тивности образования направленных трещин путем концентрации разрывных усилий в плоскости образования трещины, кольцевой распорный элемент установлен с возможностью ограничен0 ного продольного перемещения относительно корпуса, раздвижные элементы выполнены в виде цанг,, связанных концами лепестков с вершиной кольцевого распорного элемента, при этом корпус у торца, оппозитного торцовому каналу подвода рабочей жидкости,выполнен с конусным заострением, прилегающим к внутренним поверхностям лепестков цанг, а выходное отверстие расположено на торце корпуса со стороны клинового заострения, причем закалывающие клинья расположены на свободных концах лепестков цанги,
с перекрытием продольных зазоров между ними, а эластичный кольцевой зле- Q мент установлен с охватом пластин,
3,З стройство по , о т л и- чающееся тег-г,, что оно снабжено эластичным кольцом на основание кольцевого распорного элемента,, а
, корпус выполнен с кольцевым буртом со стороны основания кольцевого распорного элемента.
