Устройство для бурения скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B7/16 E21B7/24 

Ш1

- , /

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано, например, для бурения скважин в апикальных зонах магматических очагов вулканов.

Цель изобретения -- расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения бурения а высокотемпературных средах.

На фиг. 1 представлено устройство для бурения скважины, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез на фиг. 2; на фиг. 4 - схема эжектирования гранул из секционного накопителя в бурильную колонну.

Устройство для бурения скважин содержит баллон 1 со сжиженным газом, например азотом, или трубопровод для подачи жидкого газа в емкость 2. В верхней части емкости 2 смонтирован бункер-дозатор 3 для подачи гранул 4 в перфорированные лотки 5, которые шарнирно закреплены в барабане 6, жестко посаженном на вал 7 привода 8. Для сбора гранул 4 из перфорированных лотков 5 смонтирован соединенный со смесителем 9 приемный бункер 10 выпускной трубы 11 с патрубком 12 для подачи воздушно-водяной смеси и секции 13 секционного накопителя 14. Секционный накопитель 14 через эжектор 15 соединен с нагнетательным трубопроводом 16 и бурильными трубами 17. К бурильным трубам 17 присоединена суровая коронка 13, опирающаяся на забой 19 скважины. В емкости 2 установлен датчик 20 для замера уровня сжиженного газа.

Устройство работает следующим образом.

В емкость 2 из баллона или трубопровода 1 подается сжиженный газ в количестве, достаточном для погружения в него перфорированных лотков 5, шарнирно установленных во вращающемся внутри емкости 2 барабане 6. Уровень сжиженного газа в емкости 2 контролируется датчиком 20 и в процессе работы устройства не должен быть выше нижнего среза торца приемного бункера 10. Бункер-дозатор 3 заполняется гранулами 4. включается привод 8 и посредством вала 7 приводится во вращение барабан 6 с перфорированными лотками 5. Лотки 5 могут быть изготовлены перфорированными или выполненными из сетки с размерами ячеек, не превышающими минимальный размер гранул. При подъеме лотка 5 в верхнее положение в бункере-дозаторе 3 открывается дэзирую- щая заслонка (не показана) и происходит загрузка лотка гранупами 4. Затем перфорированный лоток 5 вместе с гргнул«ми погружается в сжиженный газ, где происходит

0

5

0

пропитка (заполнение капилляров и пор) гранул, Время пропитки гранул сжиженным газом зависит от размера гранул, их материала и регулируется частотой вращения барабана 6. После прохождения участка емкости 2, заполненного сжиженным газом, лоток 5 с пропитанными гранулами поднимается выше и цепляется своей кромкой за торцовый срез приемного бункера 10. В результате лоток поворачивается и гранулы высыпаются в приемный бункер 10. Опорожненный лоток 5, пройдя приемный бункер 10, возвращается в исходное положение.

Затем гранулы самотеком подаются из приемного бункера 10 во впускную трубу 11, куда по трубе для обдува гранул поступает воздушно-водяная смесь. При контакте гранул с воздушно-водяной смесью они покрываются ледяной оболочкой, толщина которой зависит от состава воздушно-водяной смеси, времени обдува ею гранул, материала гранул и их размера. Далее гранулы поступают в секционный накопитель 14,

5 секции 13 которого периодически (по мере заполнения) соединяются с эжектором 15, соединенным с одной стороны с нагнетательные трубопроводом 16, а с другой стороны - с бурильными трубами 17. После

0 эжектирования гранулы перемещаются в бурильных трубах 17 в среде очистного агента и подаются к буровой коронке 18, где, проходя через сужающиеся сопла, они разгоняются и с большей скоростью направля5 ются на раскаленный забой скважины 19. При встрече гранул 4 с забоем хрупко разрушается их ледяная оболочка и они сами. Хрупкое разрушение гранул приводит к выделению из их капилляров и пор сжиженно0 го газа. В результате воздействия сжиженного газа на раскаленную породу осуществляется криогенный удар по забою 19 скаажины, способствующий эффективному зарождению и развитию в породе тре5 щин на забое скважины и разрушению породы. Кроме того, при испарении жидкого азота происходит насыщение очистного агента газом, обеспечивающее повышение эффективности очистки забоя и интенсифи0 кацию процесса бурения.

Формула изобретения Устройство ДУГИ бурения скважин, включающее емкость для гранул с выпускной тру- 5 бой и смесителем на ее конце и связанные со смесителем буровой став с буровой коронкой к напорную магистраль для подачм в буровой став очистного агента, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения бурения в высокотемпературных средах, оно снабжено связанными с полостью емкости источником сжиженного газа и бункером-дозатором, емкость снабжена размещенным в ее полот сти с возможностью вращения барабаном с шарнирно закрепленными на нем перфори- роваными лопатками, а выпускная труба снабжена установленным на выходе из нее в смесителе и соединенным с напорной магистралью секционным накопителем, имеет на входе в нее приемный бункер и выполненный на ней между приемным бункером и секционным накопителем патрубок для

подачи водовоздушной смеси, при этом пер- форированные лотки установлены с возможностью загружения их из бункера-дозатора гранулами для взаимодействия со сжиженным газом и приемным

бункером выпускной трубы.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано, например, для бурения скважин в высокотемпературных средах, например апикальных зонах магматических очагов вулканов. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения бурения в высокотемпературных средах. Устройство для бурения скважин содержит емкость 2 с заполняемым гранулами бункером-дозатором 3, баллон 1 со сжиженным газом, выпускную трубу 11, секционный накопитель 14 и буровой став 17 с буровой коронкой 18. Из. бункера-дозатора 3 гранулы поступают в емкость 2, где происходит их насыщение сжиженным газом в перфорированных лотках размещенного внутри емкости 2 вращающегося барабана. Поступающие из лотков в выпускную трубу 11 гранулы покрываются ледяной оболочкой и накапливаются в секциях секционного накопителя 14, откуда через эжектор попадают в смеситель 9 и далее вместе с очистным агентом на высокотемпературный забой 19. В процессе контакта гранул с забоем происходит разрушение породы под действием криогенного удара. 4 ил. (Л С

2

0идА

Риг.2

U

ч

V

16

ZZZZZZ2 g|g

rsЈfS A f/7//s/

2E

T

15 9 Физ. k

12