Электроимпульсный буровой снаряд Советский патент 1993 года по МПК E21C37/18 

Изобретение относится к буровым усгройствам. именно к электроимпульсным буровым снарядам, и может найти применение при проходке скважин, особенно в крепких горных породах с промывкой водой.

Известен электроимпульсн-ый буровой снаряд, состоящий из токопроводов, разделенных изоляцией. При использовании этого бура разрушение горной породы осуществляется электрическими импульсными разрядами, подводимыми к неподвижному буру. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочным агентом, и бур опускается.

Существенным недостатком этого бура является ограниченная возможность обеспечения значительного электрического сопротивления его призабойного узла в промывочной среде с высокой электропроводностью, например, воде. Использование различных конструктивных усовершенствований, покрытий электродных систем изоляционными материалами, лаками и т.п. позволило незначительно увеличить сопротивление наконечников. А для предотвращения основного количества утечек импульсных токов сопротивление буровых наконечников должно быть достаточно большим.

Целью изобретения является повышение электрического сопротивления бурового наконечника снаряда в электропроводящей среде.

Одновременно предусматриванэтся различные пути увеличения .эффективности бурения.

Цель достигается тем. что электродная система бурового снаряда выполнена в виде электродной ячейки, причем электроды электродной ячейки расположены так. что образуют форму, близкую к сектору круга.

Это ясно из рассмотрения другого крайнего случая - размещения электродов по радиусу скважины; В этом случае при повороте такой электродной системы на небольшой угол, электроды, расположенные ближе к оси вращения, пройдут много меньший путь, чем электроды, находящиеся на окружности. Поэтому импульсный разряд, развивающийся между электродами у оси вращений произведет значительно меньшее разрушение. Поворот же на большой угол приведет к тому, что ближе к стенкам скважины на забое останутся неразрушенные участки. При расположении электродов по сектору круга забоя скважи1: ы разрушение породы электрическими разрядами наиболее равномерно.

На фиг.1 изображен электроимпульсный буровой снаряд. об1ций вид: нз фиг.2 сечение по линии А - А: на фиг.З - сечение по линии Б-Б на фиг,1.

Электроимпульсный буровой снаряд состоит из корпуса 1. выполненного в виде трубы. К ней подсоединена наружная коронка 2, которая для снижения утечек ТОКОЕЗ может быть футерована изоляцией. Для подвода к буровому наконечнику импульсов высокого напряжения служит токопровод 3, по жиле 4 которого передают высоковольтные импульсы, а оплетку 5 заземляют или по ней передают импульсы противоположной полярности. В верхней части снаряда укреплен Сальниковый узел, состоящий из переходника 6 и кольца 7 и служащий для ввода в снаряд импульсов высокого напряжения и промывочного агента. Нижний конец токопровода 3 контактирует с втулкой 8 короночного изолятора 9, выполненной в виде стакана. Со втулкой 8 соединено два высоковольтных электрода 10, которые с целью предотвращения утечек покрыты изоляцией 11. В плоскости нижнего торца снаряда между этими электродами расположен заземленный стержневой электрод 12, который наклонно прикреплен к внутренней стенке наружной коронки 2. снабженной

0 резцами 13.

Промывочный агент в полость снаряда подается по трубке 14. которая одновременно служит звеном, передающим вращение снаряду. Чтобы обеспечить передачу импульсов высокого напряжения к призабойному узлу, верхний конец кабеля соединен с контактным кольцом 15. одетым на кольцо 16.

В короночном узле промывочный агент,

0 закачиваемый в снаряд по трубке 14, проходит по продольным каналам 17 короночного изолятора 9. и, обогатившись на забое продуктами разрушения, через окна 18 выходит в затрубное пространство (выходу промывочного агента из снаряда в верхнем конце его препятствует сальниковая набивка 19, поджимаемая гайкой 20).

На корпусе снаряда 1 с помощью ограничительных колец 21 укреплен направля0 ющий фонярь 22 с продольными каналами

оо J.

Электродная ячейка изображена на фиг.З.

Работа электроимпульсного бурового 5 снаряда заключается в следующем.

В снаряд по трубке 13 закачивают промывочный агент, который по зазору между кабелем 3 и корпусом снаряда 1 продольным каналом 17 короночного изолятора 9 попадает к забою скважины. Отсюда через окно 18 наружной коронки 2 он выходит в затрубное пространство, по которому и поднимается на поверхность, пройдя в призабойной зоне по продольным каналам 23 направляющего фонаря 22. Скважинообразование происходит при вращении электродной ячейки относительно центральной оси трубки 14. Импульсы высокого напряжения подводят по кабелю 3 к высоковольтным электродам 10, наружную коронку 2 с электродом 12 заземляют (или подводят импульсы другой полярности). Импульсные разряды развиваются между высоковольтными электродами 10, электродом 12 и наружной коронкой 2. Увеличению эффективности разрушения Формула изобретения 1. ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНЫЙ БУРОВОЙ СНАРЯД, состоящий из токопроводов, разделенных изоляцией, отличающийся тем, что, с целью повышения электрического сопротивления бурового наконечника снаспособствует наличие на участках у наруж ной коронки 2 резцов 13. которые из-за давления на них внедрятся в породу и сжимают ее. чем обеспечивают увеличенную глубину откольной воронки и снижение электрической прочности породы. При перемещении электродной ячейки снаряда в скважине (перемещение может быть вращательным с постоянной скоростью вращения, с переменной, вращательнопоступательным и т.д.) получают забой заданного сечения. Траектория движения в горизонтальной плоскости определяется направляющим фонарем 22. Резцы 13 при перемещении забойного узла доразрушают породу, нарушенную импульсными разрядами, но не оторванную от массива. ряда в электропроводящей среде, его электродная система выполнена в виде электродной ячейки, 2, Снаряд по п,1. зпгпичающийся тем, что электроды электродной ячейки расположены так, что образуют форму, близкую к сектору круга.

730029 А-А

//