Устройство для изоляции газообразных продуктов взрыва в восстающей скважине Советский патент 1990 года по МПК E21B43/00 

to

ts

20

25

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам изоляции интервалов скважин гг;ш проведении различных технологических операций, включающих взрывные р&ботъ.

Целью изобретения является повы- &ние эффективности изоляции .

На фиг.1 показано устройство,обий вид; на фиг.2 - то же, после ысыпания зернистого материалаj H.I фиг.З - то же, после поджигания заряда.

Устройство для изоляции газообазных продуктов взрыва в восстаюей скважине состоит из направляющей оловки 1, плотно вставленной в пооховую камеру 2, в которую помещен лектровоспламенитель и засыпан порох (не показаны). Провода от элек- трово спламенителя пропущены через контейнер 3, заполненный забойкой 4 к: зернистого материала. С противоположного конца в контейнер 3 вставлен расклинивающий элемент, содержащий цилиндр 5, заканчивающийся ко- 6, полый уплотнитель 7 и ста- хЈн 8, насаженные на стержень 9 и стянутые гайкой 109 причем стержень 9 жестко соединен с ддной стороны со стаканом, а последний имеет винтовое соединение с буровой штангой или ручным забойником (не показаны). На поверхности полого уплотнителя 7 выполнены продольные разрезы 11, пред- назначенные для удобства доставки устройства в восстающую скважину и выпуска через них поступающей из забоя воды.

На поверхности контейнера 3 с зернистым материалом выполнены несколько продольных надрезов 12 и с двух сторон на контейнер надевают резиновые кольца 13.

Устройство pa6otaeT следующим образом.

Буровую штангу или ручной забоиник вставляют в стакан 8, навинчивают до упора и вводят в восстающую скважи- JQ ну. Затем соединяют следующую штангу и дальнейшую доставку осуществляют с помощью бурового станка или ручного забойника (в зависимости от глубины скважины). Упирают устройство в забой скважины и вводят его с усилием на 0,3-0,4 м, что обеспечивает сжатие, разрушение контейнера 3, высыпание зернистого материала на по30

35

40

45

55

o

s

0

5

Q

0

5

0

5

5

верхность полого уплотнителя и заполнение им пространства скважины между уплотнителем и пороховой камерой. Резким натяжением за буровые штанги или забойник вводят конус в верши- ну полого уплотнителя и закрепляют буровые штанги (забойник) на устье скважины. Подключают кабель к источнику тока и производят сжигание, пороха в пороховой камере. Высокое давление воздействует на зернистую забойку и уплотняет ее, что приводит к незначительному смещению по стволу скважины как забойка, так и цилиндра, а это способствует полному внедрению последнего в полый уплотнитель (фиг.З). Наличие зернистого материала между цилиндром и уплотнителем, образование двойной стенки уплотнителя и сильного прижатия его по кольцевому зазору приводит к заклиниванию устройства и обеспечивает полную изоляцию газообразных продуктов взрыва в заданном интервале скважин.

Выполнение цилиндра с высотой в два раза меньшей высоты уплотнителя в цилиндрической части обеспечивает надежную и продолжительную изоляцию газообразных продуктев взрыва по всей высоте цилиндра за счет образования в кольцевом зазоре двойной стенки уплотнителя, а наличие зернистого материала между стенкой скважины 5 цилиндром и уплотнителем способствует повышению сцепления и приводит к расклиниванию.

На фиг.1-3 представлены схемы работы устройства при внедрении конуса с цилиндром в уплотнитель.

Если уплотнитель имеет лишь куполообразную вершину и лишен цилиндрической части (На 0), то заклинивания не происходит (фиг.1).

Если высота цилиндра Н1 равна удвоенной высоте цилиндрической части уплотнителя, то в момент внедрения в него конуса двойной стенки в кольцевом зазоре не образуется и изоляции газообразных продуктов взры ва в скважине не произойдет (фиг.2).

Надежной изоляции высокого давления не произойдет и в случае, когда высота цилиндра HT равна высоте уплотнителя H,j (фиг.З).

Наиболее эффективная изоляция продуктов взрыва наступает, когда Н

Hi

этом случае в кольцевом зазоре образуется двойная стенка уплотнителя по всей высоте цилиндра.Зернистый материал способствует полному заклиниванию устройства.

Если высота уплотнителя больше цилиндра, например, в 3-4 раза и т.д., двойная стенка в кольцевом зазоре образуется и происходит Полная изоляция газообразных продуктов взрыва, но часть уплотнителя не оказывается в работе, что приводит к дополнительным материальным затратам, что с экономической точки зрения не рационально .

Экспериментально установлено, что достижение надежной изоляции газообразных продуктов взрыва в восстающей скважине можно получить при следующих условиях: наличие расклинивающего элемента с углом в вершине не менее 55 и не более 65°.

Также отмечено, что при углах меньше 55°, например 50, 40, 30°, внедрение такого конуса в уплонитель до начала расклинивания приводит к увеличению объема участка скважины для заполнения пороховыми газами, а это снижает давление в скважине и эффективность его действия.

При углах в вершине конуса более 65° происходит снижение эффективности изоляции и она может быть доведена до нуля, так как конус начинает работать как поршень, выталкивая перед собой уплотнитель и не осуществляя его расклинивания в скважине.

В качестве зернистого материала используют техническую соль из группы хлоридов, например NaCl. Уплотнение соли под действием высокого

давления приводит к заклиниванию устройства и образованию прочной соляной пробки, которая надежно изолирует газообразные продукты взрыва и позволяет использовать энергию взрыва на расширение естественных и образование новых водопроводящих тре щин в горной породе. Приток воды в

скважину по трещинам растворяет соль, снижая ее изоляционную способность,, и позволяет без особых усилий извлекать оставшиеся части устройства из скважины.

5 После извлечения второй-третьей буровой штанги или звеньев ручного забойника из скважины слышен шум поступающей воды. В дальнейшем скважину оборудуют фильтром и замеряют

дебит.

Формула изобретения

1. Устройство для изоляции газообразных продуктов взрьюа в восста5 ющей скважине, содержащее пороховую камеру и ниже расположенный конус, обращенный вниз в сторону связанного с ним резинового уплотнителя, отличающееся тем, что, с

о целью повышения эффективности изоляции, оно снабжено контейнером с зернистым материалом, размещенным между пороховой камерой и конусом, выполненным с цилиндрической частью и углом при вершине 55-65°, а уплот- нитоль выполнен полым куполообразной формы, причем цилиндрическая часть конуса в два раза меньше высоты цилиндрической части уплотнителя.

Q 2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что уплотнитель и контейнер выполнены с прорезями, причем последний имеет на наружной поверхности на уровне прорезей эластичные кольца.

5

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение эффективности изоляции. Устройство содержит пороховую камеру 2 и ниже расположенный конус 6, обращенный вниз в сторону связанного с ним резинового уплотнителя 7. Между камерой 2 и конусом 6 размещен контейнер 3 с зернистым материалом, выполненный с цилиндрической частью и углом при вершине 55-65°. Уплотнитель 7 выполнен полым куполообразной формы. Цилиндрическая часть конуса 6 в два раза меньше высоты цилиндрической части уплотнителя 7. Последний и контейнер 3 выполнены с прорезями. Контейнер 3 имеет на наружной поверхности на уровне прорезей эластичные кольца. Наличие зернистого материала между цилиндром и уплотнителем 7, образование двойной стенки уплотнителя 7 и сильное его прижатие по кольцевому зазору приводят к заклиниванию устройства и обеспечивают полную изоляцию газообразных продуктов взрыва в заданном интервале скважины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.1