Способ механического бурения скважиныс одновременным ее термическим расширением Советский патент 1978 года по МПК E21C37/16 E21B7/14 E21B7/28 

Изобретение относится к способу механического бурения скважины с одновременным ее термическим расширением с помощью высокотемператур ной газовой струи и может быть ис пользовано для бурения взрывных скважин в крепких породах на карье; рах. Известен способ бурения скважины с одновременным .ее расширением, согласно которому на забой буримой скважины воздействуют, механическим инструментом (шарошечным долотом), а на стенки скважины - высокотемпературной газовой струей, получаемой в результате сжигания топлива в камере сгорания. В качестве продувочного агента используют парогазовую или воздушно-водяную смесь 1 . Однако эффективность этого спосо ба при расширении скважины низкая, так как отраженный от забоя низкотемпературный поток продувочного агента эжектируется в высокотемпер турную газовую струю, что приводит к резкому уменьшению ее теплопередающих характеристик. Более близким техническим решен из известных к предлагаемому изобретению является способ механическ го бурения скважины с одновременным ее термическим расширением высокотемпературной газовой струей, которую получают при сжигании топлива в пространстве скважины в исходящем потоке газообразного окислителя, подаваемого в призабой«ую часть скважины для очистки ее от шлама C2J При этом способе горение топлива в пространстве скважины носит неустойчивый характер, так как затруднительно организовать нормальный процесс смесеобразования топлива окислителя . В случае наличия -в скважине грунтовых вод, что часто имеет место на практике, известный способ бурения не может быть реализован. Цель изобретения - обеспечение ста;билизации процесса горения в пространстве скважины. Это достигается в результате того, что топливо предварительно ожигают в ограниченном объеме камеры сгорания при коэффициентеизбытка окислителя меньшим единицы и образующиеся продукты сгорания подают в пространство скважины Д1ЛЯ дожигания в исходящем потоке окислителя. В данном случае остатки топлива в продуктах сгорания, подаваемых в пространство скважины, служат инициатором горения и процесс сжигания в пространстве скважины приобретает устойчивый характер. На чертеже схематично изображено устройство для регшизации предлагаемого способа. Процесс бурения скважины осуществляют с помощью располагаемого в нижнейчасти бурового става (на чертеже не показан) устройства, содержащего камеру 1 сгорания с боковым соплом 2 и механический породоразрушающий инструмент 3, например в виде ш&рошечного долота. В устройстве предусмотрен канал 4 для подвода газообразного окислителя в камеру 1 сгорания через имеющееся в ее боко вой стенке отверстие 5 и на продувку скважины через канал б в корпусе инструмента 3. Бурение скважины производят следующим образом. Камеру 1 сгорания заполняют топливом и окислителем до образования горючей смеси, котор затем воспламеняется. Обеспечиваетс рабочий режим горения, при котором коэффициент избытка окислителя в камере 1 сгорания поддер;; ивается меньше единицы (расход топлива повышен) . Рекомендуется.коэффициент избытка окислителя поддерживать в пределах 0,5-0,7 с тем, чтобы обесп чить устойчивость процесса горения. Разрушение забоя скважины происх дит при взаимодействии с ним инстру мента 3, п{эи этом буровой шлам выно сится из скважины газообразным окис лителем (воздухом), подаваемым на забой .через канал 6 в корпусе инстр мента 3. Отражаясь отзабоя скважин окислитель эжектируется в истекающую из камеры 1 сгорания через сопло 2 высокотемпературную газовую струю, где избыток топлива догорает. Полное сгорание топлива обеспечивает наибольший эффект разрушения стенок скважины и позволяет поддерживать температуру газовой струи около 15000с. . Пылеподавление в процессе работы может осуществляться, например, путем выброса воды в пространство скважины выше камеры L сгорания или с помощью установок сухого пылеподавления. Формула изобретения Способ механического бурения скважины с одновременным ее термическим расширением высокотемпературной газовой струей, которую получают при сжигании топлива в пространстве скважины в исходящем потоке газообразного окислителя, подаваемого в приз бойную часть скважины для очистки ее от шлама, отличающийся тем, что, с целью стабилизации процесса горения в пространстве скважины, топливо предварительно сжигаютв ограниченном объеме камеры сгорания при коэффициенте избытка окислителя меньшим единицы и образующиеся продукты сгорания подают в пространство скважины для дожигания в исходящем потоке окислителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР 414416,. кл. Е 21 С 21/00, 1972 2.Заявка 2429787/22-03, кл. .Е 21 С 21/00, 14.12.76, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.