Устройство для ступенчатого бурения скважин Советский патент 1990 года по МПК E21B7/28 E21D1/06 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проходки скважин в неустойчивых породах путем их замораживания.

Цель изобретения - увеличение скорости бурения и повышение надежности работы при опережающем забой замораживании пород.

На чертеже изображено устройство для ступенчатого бурения скважин, общий вид.

Устройство для ступенчатого бурения скважин содержит забурник 1 расширителя со ступенями 2 и 3. Породоразрушающими элементами (зубьями, резцы с наплавкой) 4 оснащен забурник 1, элементами 5 и 6 соответственно ступени 2 и 3 расширителя. Последний подвешен на буровой колонне 7.

На чертеже обозначены диаметры забурника 1 и ступеней 2 и 3 расширителя соответственно do, di и d2, расстояние между элементами 4 и 5 hi, между элементами 4 и 6 h2, ледопородный слой скважин 8, толщина ледопородного слоя впереди забоя скважины д . Расстояние между элементами 4 и породоразрушающими элементами расширителя определяют из соотношения

А(..

а

шшд

ся

СА)

О

00

где i - порядковый номер ступени расширителя.

Устройство для ступенчатого бурения скважин работает следующим образом.

Вращение устройства и его осевую подачу осуществляют через буровукэ колонну 7. Вынос разбуренной породы осуществляют прямой промывкой, причем в качестве промывочного вещества используют охлажденную жидкость или газ, В результате цир- куляции охлажденного вещества по скважине впереди забоя и вокруг стенок скнажины образуется ледопородный слой 8, олщина которого по длине скважины не одинакова. Минимальная толщина слоя 8 равна д. По мере удаления от забоя толщина слоя увеличивается. От толщины слоя 8 зависит устойчивость стенок скважины и наежность работы расширителя. Для сохранения устойчивости стенок скважины механическая скорость бурения не должна превышать скорости нарастания ледопо- родного слоя.

При использовании для бурения скваины ступенчатого расширителя, параметры которого связаны между собой казанным соотношением, скорость буре- ния выше, чем при использовании плоского, бесступенчатого устройства того же диаметра. Надежность работы, определяемая устойчивостью стенок скважины, также повышается, так как минимальная толщина слоя 8,равная д в зоне забоя, а выше, в зоне ступеней расширителя, толщина слоя 8 не менее д,

Формула изобретения Устройство для ступенчатого буренияо скважин, включающее расширитель с забурником, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости бурения и повышения надежности работы при опережающем забой замораживании пород, расстояние между породоразрушающими

элементами забурника и ступенями расширителя hi определяют из соотношения

20

(.,пА. do (io) do

где I - ПОРЯДКОВЫЙ номер ступени расширителя;

do - диаметр забурника: 2g di - диаметр ступени расширителя.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проходки скважин в неустойчивых породах путем их замораживания. Цель - увеличение скорости бурения и повышение надежности работы при опережающем забой замораживании пород. Устройство состоит из забурника 1 с породоразрушающими элементами (Э) 4 и расширителя (Р) со ступенями 2 и 3, имеющими Э 5 и 6. Расстояние H_I между Э 4 - 6 определяют из соотношения: H_I/D₀*984D_I/D₀/²L_ND_I/D₀, где I - порядковый номер ступени Р

D₀ - диаметр забурника

D_I - диаметр ступени Р. При вращении Р и его осевой подаче образуется скважина. Вынос разбуренной породы осуществляют прямой циркуляцией охлажденного вещества, который создает впереди забоя и вокруг стенок скважины ледопородный слой 8 с минимальной толщиной δ в зоне забоя. 1 ил.