СПОСОБ ПРОХОДКИ БУРОВЫХ СКВАЖИН ВО ЛЬДУ Советский патент 1973 года по МПК E21B7/14 E21B7/00 

Описание патента на изобретение SU369753A1

1

Настояпдее изобретение касается способа проходки буровых скважин во льду, который может быть использован при изысканиях па северном полюсе и па южном полюсе, а также для эксплуатации нефтяных полей, находящихся под ледовыми покрытиями.

Известен способ проходки скважин во льду, согласно которому лед на дне скважины оттаивают путем подвода тепла так, что в нижней части скваж акы образуется водяной котел, при этом талую воду частично отводят.

Однако при известных способах проходки скважин в области головки и бура выделяется значительное количество теплоты, которая вызывает неконтролируемое образование котловин, в результате чего бурение скважины осуществляется без соответствующего контроля.

Поэтому целью настоящего изобретения является разработка способа проходки скважин во льду, с помощью которого можно получать бездефектные скважины заданной глубигы.

В соответствии с предлагаемым изобретением стенки скважины на заданном расстоянии от дна охлаждают настолько, что из части талой воды образуют ледяную оболочку, ограничивающую буровую скважииу и замыкающую сверху водяной котел, при это.м в процессе проходки скважины в ней замеряют температуру.

Охлаждение стенок скважины поверх образующегося водяного котла обеспечивает то, что этот водяной котел не расширяется бесконтрольно, в результате чего достигается контролируемая проходка скважпны. ОдновреЛ1енно вследствие охлал дения стенок скван ины и примерзания к ней части талой воды обеспечивается получение гладкой стенки скважины определенного диаметра.

Для охлаждения стенок скважины прибегают к подаче охлажда ощего агента.

Возможно также в виде варианта реализации способа для одновременного охлаждения и подвода тепла использовать токопроводящие элементы Пельтье, из которых отдающие теплоту Джоуля элементы располагают в области нагревательной головки, а создающие охлаждение - выще водяного котла.

Далее изобретение поясняется описанием примера реализации и прилол енным чертежом, доказывающим схематически продольный разрез нижнего конца бурового устройства, находящегося в ледяном масснве.

Изобрал енное на чертеже буровое устройство имеет буровую щтангу / с двойными стенка.ми, которая находится в скважине 2 ледяного массива 3. На нижнем конце щтанги прикреплена полая нагревательная головка 4, которая по направлению вниз переходит в режущую кромку 5, опирающуюся на дно

скважины 2. Вблизи кромок 5 внутри головки 4 размещен электрический нагревательный прибор 6, соединенный проводом 7 с источником тока (не ноказан), находящимся на земной поверхности. Указанный провод проходит между двойными стенами щтанги.

Нагревательная головка 4 соединена с нижним концом щтанги посредством промежуточного кольца 8 из теплоизолирующего материала. Сверху этого .кольца 8 в промежутке 9 между стенками щтанги находится охлаждающая рубащка JO, которая выполнена предпочтительно кольцеобразной и прилегает непосредственно к внутренней стороне внещней стенки 11 щтанги. Эта охлаждающая рубащка разделена перегородкой 12 на две камеры 13 и 14, которые расположены концентрично и соединены между собой в нижней части.

В камеру 13 через трубопровод /5 подают охлаждающий агент, который после протекаПИЯ через камеру 13 поступает в камеру 14 и отводится из нее через трубопровод 16. Трубо-проводы 15 и 16 расположены в промежутке между стенками штанги / и соединены с холодильной мащиной (не показана), которая может быть расположена на земной поверхности или выстроена в штангу.

Буровая щтанга заполнена внутри теплоизоляцией 17, а концентрично щтанге 1 и друг другу в ней размещены трубы 18 и 19, которые доходят приблизительно до нагревательной головки 4.

Как показано на чертеже, вследствие подвода тепла к головке 4 посредством нагревательного прибора 6 в нижней части скважины образуется водяной котел 20, который окружает в некоторой области головку 4 и нижний конец щтанги /. Избыточная талая вода поднимается по трубам 18 Е 19 отводится в верхнем конце этих труб.

Возможно также посредством подачи сжатого воздуха, например во внещнюю трубу 19, выдавливать воду из щтанги через внутреннюю трубу 18, при этом вода из котла 20 поступает внутрь щтанги через отверстия 21, выполненные в нагревательной головке 4. Расщирение водяного котла 20 предотвращается тем, что сверху котла вода вновь замерзает в области щтанги благодаря наличию охлаждающей рубащки 10 в той мере, насколько головка 4 опускается в ледяпой массив 3. Таким образом, поверх котла 20 опять образуется ледяная оболочка, которая плотно прилегает к внещней стенке // щтан-ги /.

В результате получается, что посредством управляемого таяния и нового намерзания льда скважину можно проходить без существенных отклонений от вертикали, а диаметр ее можно выбирать в требуемых пределах. Собирающиеся в водяном котле 20 плотные

включения можно легко удалять методом промывки, как это делается при вращательном бурении. В дальнейщем можно в случае надобности щтангу / оставлять как облицовку в скважине 2, хотя замерзщий ледяной слой и создает гладкую облицовку.

Бывает также целесообразно электрические провода и трубопроводы для подвода охлаждающего агента, а также трубу/ устанавливать внутри щтанги и отказаться от выполнения ее с двумя стенками. Вместо охлаждающей рубащки 10 возможна установка холодильных змеевиков, которые могут с уменьщающейся плотностью проходить по всей длине щтанги /.

Как показано на правой стороне чертежа, имеется возможность применять вместо разобщенных нагревательных и холодильных элементов или дополнительно к ним токопроводящие элементы 22, 23 Пельтье, из которых холодильные эле1менты 22 располагаются на конце щтанги, а нагревательные элементы 23 - в области головки 4.

Тепловые чувствительные элементы 24 служат для контроля температуры в зоне водяного котла 2(9 и в зоне таяния и для управления подводимой к забою скважины нагревательной в холодильной мощности.

Предмет изобретения

1.Способ проходки буровых скважин во льду, согласно которому лед на дне скважины растапливают посредством подвода тепла так, что в нижней части скважины образуется водяной, котел, а талую воду частично отводят, отличающийся тем, что, с целью получения бездефектной скважины определенной глубины, стенки ее на заданном расстоянии от дна охлаждают настолько, что из части талой воды образуют ледяную оболочку, ограничивающую буровую скважину и замыкающую сверху водяной котел, при этом в процессе проходки скважины в ней замеряют температуру.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение стенок буровой скважины осуществляют подачей охлаждающего агента.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для одновременного охлаждения и подвода тепла применяют токопроводящие элементы Пельтье, из которых отдающие теплоту Джоуля элементы располагают в области нагревательной головки, а создающие охлаждение- выще водяного котла.

4.Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что процессом таяния и охлаждения в нижней части скважины управляют в зависимости от измерений температуры и расщирения водяного котла.

23

Похожие патенты SU369753A1

название год авторы номер документа
СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В ЛЕДНИКОВОМ ПОКРОВЕ 2022
  • Литвиненко Владимир Стефанович
  • Трушко Владимир Леонидович
RU2779170C1
СПОСОБ ПРОНИКНОВЕНИЯ В ПОДЛЕДНИКОВЫЙ ВОДОЁМ С ОТБОРОМ СТЕРИЛЬНЫХ ПРОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2021
  • Литвиненко Владимир Стефанович
  • Трушко Владимир Леонидович
RU2758051C1
ТЕРМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БУРОВОЙ СНАРЯД 2023
  • Сербин Данил Васильевич
  • Дмитриев Андрей Николаевич
  • Кадочников Вячеслав Григорьевич
  • Ракитин Илья Витальевич
RU2808806C1
ПЕРЕДВИЖНАЯ СНЕГОТАЯЛКА 1973
  • Иностранец Иоханн Хартлиб
SU363253A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ СНЕГА ТЕПЛОМ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 2011
  • Велюханов Виктор Иванович
  • Гусева Галина Викторовна
  • Зубарев Александр Анатольевич
  • Коваленко Оксана Анатольевна
  • Коптелов Андрей Константинович
  • Щетинин Алексей Сергеевич
RU2471918C1
Устройство для термического бурения скважин во льду 1978
  • Аубакиров Марат Тлеубаевич
  • Генбач Алексей Никандрович
  • Маслов Георгий Владимирович
SU750038A1
Установка для проходки скважин в мерзлом грунте или во льду 1976
  • Стреленко Анатолий Федорович
  • Шматько Василий Петрович
SU585285A1
ТЕПЛОВОЙ СНАРЯД ДЛЯ БУРЕНИЯ ПЛАВЛЕНИЕМ 2019
  • Васильев Николай Иванович
  • Сербин Данил Васильевич
  • Дмитриев Андрей Николаевич
  • Большунов Алексей Викторович
RU2700143C1
Система охлаждения сооружений с автономным режимом работы 1990
  • Кудряков Игорь Владимирович
  • Лелюшкин Николай Васильевич
  • Винокуров Валерий Павлович
  • Шаповалов Руслан Васильевич
  • Топчий Валентин Данилович
SU1753214A1
Установка для послойного намораживания и размораживания льда в естественных условиях 1978
  • Бакалов Валерий Дмитриевич
  • Громан Дмитрий Сергеевич
  • Минасян Рубен Георгиевич
  • Карнеев Владимир Афанасьевич
SU875185A1

Иллюстрации к изобретению SU 369 753 A1

Реферат патента 1973 года СПОСОБ ПРОХОДКИ БУРОВЫХ СКВАЖИН ВО ЛЬДУ

Формула изобретения SU 369 753 A1

SU 369 753 A1

Авторы

Иностранец Эдвии Хорбах

Даты

1973-01-01Публикация