УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОХОДКИ БУРОВЫХ СКВАЖИН Советский патент 1938 года по МПК E21C37/18 

Настоящее изобретение относится к устройствам для проходки буровых скважин при помощи расплавления горных пород вольтовой дугой. С целью достижения большей экономичности по сравнению с ранее предлагавшимися конструкциями подобного рода в предлагаемом устройстве концы электродов, расположенные на торце буровой кольцевой коронки, сближены между собой, что обеспечивает образование вольтовой дуги исключительно на забое. Коронка снабжена также одним или несколькими резцами, предназначенными отодвигать расплавленную массу и одновременно передавать давление на породу. Устройство предусматривает бурение как сплошным забоем, так и со взятием керна.

На чертеже фиг. 1 изображает схематически вид нижнего конца устройства (со стороны забоя) при применении одного резца, фиг. 2 - то же при трех резцах и фиг. 3 - вид сбоку (развертка от XX) на конец устройства по фиг. 1.

Нижний конец предлагаемого устройства снабжен рядом электродов 1 (фиг. 1 и 2), число которых может быть различным, и одним или несколькими раздвигающими породу резцами 2.

На фиг. 1 изображена однорезцовая коронка с питанием трехфазным током. Для однофазного тока устройство в этом случае имело бы только два электрода. Фиг. 2 соответствует коронке с питанием трехфазным (предпочтительно многофазным) током при трех резцах 2. Возможны при этом в данном устройстве и другие комбинации числа резцов и электродов с применением однофазного, трехфазного и многофазного тока. Резцы изготовляются преимущественно из тугоплавких чистых металлов и соответственных чистых карбидов или же из твердых сплавов.

Устройство приводится во вращение с небольшой скоростью и требует, по мнению автора, меньшей затраты тепловой, а следовательно, и подводимой электрической энергии сравнительно с известными уже аналогичными конструкциями, так как для размягчения некоторых даже прочных пород, например, гранита, необходима температура, менее высокая, чем для их распыления или испарения. Кроме того, раздвигание размягченной породы резцом требует меньшего усилия, чем для выдавливания ее давлением воздуха или газов в скважине. Как видно из фиг. 3, изображающей боковой вид конца устройства (в развертке) электроды расположены не параллельно друг другу, так что наиболее сближены их концы а, b, с, d электродов 1 у забоя. Сближением концов электродов имеется в виду образование вольтовой дуги исключительно внизу у забоя. В случае параллельно расположенных электродов, как это ранее предлагалось, вольтова дуга может образоваться в любом месте (при отсутствии изоляции). Правда, это могло бы быть устранено применением изоляции, но применение последней также недостаточно надежно.

Буквой А (на фиг. 3) обозначены шины, подводящие ток к электродам, и буквой В - опора для передачи давления на резец. Таким образом, изоляция в прежних конструкциях могла плавиться, течь или испаряться. Разрушение же изоляции переносит дугу вверх от забоя. Чтобы при этом продолжалось бурение, электроды должны были бы сгорать с такой же скоростью, как и скорость разрушения изоляции между ними. В предлагаемом же устройстве, благодаря непараллельности электродов, изоляция С между ними необязательна, а в случае применения ее может не доходить до концов электродов. Дуга же будет образовываться в самом узком месте между электродами, т.е. в конце их. Таким образом изоляция почти не разрушается. Материал же для электродов может быть выбран с расчетом наименьшей убыли в работе.

Устройство для проходки буровых скважин при помощи расплавления горных пород вольтовой дугой, отличающееся тем, что, с целью образования вольтовой дуги исключительно на забое, концы электродов 1, расположенных на торце буровой кольцевой коронки, сближены между собой, а для перемешивания и отодвигания расплавленной массы, осуществляемых при вращении труб, коронка снабжена одним или несколькими резцами 2.