Устройство для термомеханического бурения скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B7/14 E21C37/16 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для термомеханического бурения скважин, и может быть использовано при бурении скважин в горных породах.

Цель изобретения -- повышение эффективности разрушения при одновременном снижении стоимости буровых работ за счет счи/лепия расхода топлива

На фиг 1 изображено предлагаемое устройство для термомеханического бурения скважин, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство для термомеханического бурения скважин содержит корпус 1, на котором на осях 2 установлены с возможностью вращения шарошки 3 для воздействия на периферийную часть забоя скважины (не показана), которая выполнена в виде усеченного конуса, на боковой поверхности которого рядами размещены твердосплавные штыри 4 Внутри корпуса 1 коаксиально установлена жаровая труба 5, которая образует с корпусом 1 кольцевую камеру 6 сгорания, внутренняя полость которой сообщена с дозвуковыми соплами 7 для воздействия на периферийную часть забоя скважины Внутренняя поверхность стенок жаровой трубы 5 образует центральную камеру 8 сгорания, внутренняя полость которой сообщена со сверхзвуковым соплом 9 для воздействия на центральную часть забоя скважины. Сопла 7 и сопло 9 расположены на днище корпчса 1, а их ере расположен на одном уровне. Трубопровод 10 для подачи топлива сообщен с внутренними полостями центральной 8 и кольцевой 6 камер сгорания. Контур среза каждого сопла 7 имеет форму щели, которая образована двумя дугами концентричных окружностей, центр которых расположен на продольной оси симметрии корпуса 1, а радиусы равны расстоянию от продольной оси симметрии корпуса до ряда штырей 4 ша0

5

рошки 3, расположенных у большего и у

Q меньшего оснований конуса, и соединяющими концы дут прямыми линиями, которые расположены симметрично и под углом к продольной оси симметрии щели.

Устройство для термомеханического бурения скважин работает следующим образом.

5 Разрушение забоя осуществляется путем создания термом ханическим способом бурения опережающего вруба посредством перекатывания шарошек 3 по периферийной части забоя, прогреваемой газовыми струями, которые создаются в кольцевой камере 6 сгорания и истекают из дозвуковых сопел 7. Одновременно разрушается образующийся в центральной части забоя скважины керн термическим способом бурения, т. е. используется газовая струя,создаваемая в центральной камере 8 сгорания и истекающая из сверхзвукового сопла 9. При этом, к периферийной части забоя скважины подводят тепловой поток, необходимый для оптимального режима термомеханического бурения и составляющий около 1000-

0 2000 кВт/м2, а к центральной части забоя скважины подводят тепловой поток на порядок выше теплового потока, подводимого к периферийной части забоя скважины.

Таким образом, в случае использования комбинированного способа бурения скважин, включающего термомеханическое бурение опережающего вруба и термическое разрушение образующегося керна подводом к периферийной части забоя скважины теплового потока, необходимого для оптимальQ ного режима бурения, и к центральной части забоя скважины геплового потока на поря док выше, обеспечивается оптимальный режим б рения скважины с ючки зрения энер гоемко(.1И и C OIIMOCIII погонного метра скважины

Формула изобретения

Устройство для термомеханического бурения скважин, включающее корпус, на ко5

тором установлены с возможностью врл- щения шарошки для воздействия на периферийную часть забоя скважины в виде усеченного конуса, на боковой поверхности которого рядами ра шешены твердосплавные штыри, расположенные в днище корпуса, сверхзвуковое сопло для воздействия на центральную часть забоя скважин и размещенные между шарошками сопла для воздействия на периферийную часть забоя скважины и трубопровод для подачи топлива, отличающееся тем, что. с целью повышения эффективности разрушения породы при одновременном снижении стоимости буровых работ за счет снижения расхода топлива, оно снабжено установленной коаксиально внутри корпуса жаровой трубой, которая образует с корпусом кольцевую камеру сгорания, внутренняя полость которой сообщена с соплами для воздействия на периферийную часть забоя скважины, а внутренняя поверхность стенок которой образует центральную камеру сгорания, внутренняя полость которой сообщена с соплом для

воздействия на центральную часть забоя скважины, при этом сопла для воздействия на периферийную часть забоя скважины выполнены дозвуковыми и их срез расположен на одном уровне со срезом сопла для воздействия на центральную часть забоя скважины, а трубопровод для подачи топлива сообщен с внутренними полостями центральной и кольцевой камер сгорания, причем контур среза каждого сопла для воздействия на периферийную часть забоя скважины имеет форму щели, образованной двумя дугами концентричных окружностей, центр которых расположен на продольной оси симметрии корпуса и ра5 диусы которых равны расстоянию от продольной оси симметрии корпуса до ряда штырей шарошки, расположенных соответственно у большего и у меньшего оснований конуса, и соединяющими концы дуг прямыми линиями которые расположены симметрично и под углом к продольной оси симметрии щели.

0

Изобретение относится к горной пром- ти, в частности к устр-вам для термомеханического бурения скважин и м. б. использовано при бурении скважин в горных породах. Цель - повышение эффективности разрушения породы при одновременном снижении стоимости буровых работ за счет снижения расхода топлива. Устр-во включает корпус (К) 1, на котором на осях 2 установлены с возможностью вращения шарошки 3 в виде усеченного конуса. На боковой по

А

Фиг.1

Вид А