Устройство для термомеханического бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B7/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ

1

Изобретение относится к устройству для термомеханического бурения скважин в крепких породах путем воздействия высокотемпературных газовых струй и ударных нагрузок.

Известно устройство для. термомеханического бурения, имеющее ударное долото, в котором выполнена камера сгорания с сопловым отверстием, и взаимодействующий с хвостовиком долота пневматический ударный механизм, при этом хвостовик долота установлен подвижно в корпусе так, что обеспечивается избирательная работа камеры сгорания или пневматического ударного механизма путем регулирования им количества сжатого воздуха, подаваемого в камеру сгорания и пневматический ударный механизм I.

Однако конструкция этого устройства оказывается достаточно сложной в результате использования комбинации огнеструйной горелки и ударного механизма.

Наиболее близким по техническому рещению к предлагаемому изобретению является устройство для термомеханического бурения, включающее буровую щтангу и соединенную с ней огнеструйную горелку.

имеющую смесительную камеру с магистралями подвода горючего и окислителя и сообщаемую с ней посредством клапана камеру сгорания с аксиально подвижной сопловой крыщкой, жестко связанной с кольцевой буровой коронкой 2. 5 В этом устройстве для возврата коронки после удара в исходное положение служит пружина, располагаемая снаружи корпуса огнеструйной горелки. В то же время при соверщении коронкой рабочего хода для удара пружина сжимается, что приводит к непроизводительной затрате энергии взрыва топливной смеси в камере сгорания и к снижению энергии удара коронки.

Цель изобретения - повыщение энергии

15 удара коронки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленным на щтанге электромагнитом, сердечник которого связан с коронкой гибким элементом, расположенным внутри штанги.

20 На фиг. 1 изображено устройство для термомеханического бурения, общий вид; на фиг. 2 - огнеструйная горелка устройства, продольный разрез.

Устройство для термомеханического бурения скважин содержит буровую штангу 1 (фиг. 1) и соединенную с ней огнеструйную горелку 2. На штанге 1 закреплен электромагнит 3, сердечник 4 которого связан гибким элементом 5, например тросиком, с кольцевой буровой коронкой 6. Последняя является сопловой крышкой горелки 2 и имеет возможность осевого перемешения относительно буровой штанги 1 и горелки 2. В корпусе горелки 2 выполнены кольцевая камера 7 (фиг. 2) сгорания, имеющая систему подачи в нее бензовоздушной смеси. Она состоит из форсунки 8 с каналом 9, смесительной камеры 10 с каналом 11 для подачи воздуха, клапанов 12 и пламезащитного кольца 13. Для воспламенения бензовоздушной смеси в кольцевой камере 7 служит свеча 14 зажигания, смонтированная в запальной трубке 15, сообщенной с кольцевой камерой 7 сгорания. Каналы 16 предназначены для охлаждения корпуса горелки 2, а жестко скрепленные с ней направляющие упоры 17 - для размещения устройства на забое скважины 18. Устройство включает систему для подачи хладоагента на забой, состоящую из трубопровода 19, форсунки 20 для разбрызгивания воды в полости 21 водяного патрубка 22 и воздушного кана1ла 23 для распыливания воды. Для дополнительного охлаждения кольцевой коронки 6 воздушно-водяной смесью предусмотрен патрубок 24, связанный с тросиком 5.

Устройство работает следующим образом.

Подают электрический ток на обмотку электромагнита 3. Его сердечник 4 втягивается и перемещает вверх с помощью тросика 5 кольцевую коронку 6 в положение, как это показано на фиг. 2. После этого горючее, поступившее по каналу 9 и распыленное форсункой 8, смешивается с воздухом в камере 10, и образующаяся бензовоздушная смесьчерез клапаны 12 и пламезащитное кольцо 13 поступает в камеру 7 сгорания, а также в запальную трубку 15. Далее отключается подача электрического тока на катушку электромагнита 3 и одновременно подается электрический разряд на свечу 14, которая инициирует взрыв бензовоздушной смеси в камере 7 сгорания. Под действием давления взрыва в камере 7 кольцевая коронка 6 перемещается вниз, ударяя по забою скважины 18. Затем высокотемпературные продукты взрыва в образовавшееся сопло истекают .на забой, нагревая его. Затем снова подают ток на электромагнит 3, сердечник 4 втягивается, приподнимая коронку б, и цикл повторяется. В процессе работы по трубопроводу 19 непрерывно подается вода и разбрызгивается форсункой 20, а воздухом, поступающим по каналу 23, она распыляется. Образовавщаяся воздушно-водяная смесь направляется водяным патрубком 22 через кольцевую коронку 6 на забой скважины, охлаждая его. Таким образом, забой скважины подвергается комбинированному воздействию: нагреву высокотемпературными газами, охлаждению воздущно-водяной смесью и ударной коронки.

Формула изобретения

Устройство для термомеханического бурения, включающее буровую щтангу и соединенную с ней огнеструйную горелку, имеющую смесительную камеру с магистралями подвода горючего и окислителя и сообщаемую с ней посредством клапана камеру сгорания с аксиально подвижной сопловой крышкой, жестко связанной с кольцевой буровой коронкой, отличающееся тем, что, с целью повышения энергии удара коронки, оно снабжено установленным на штанге электромагнитом, сердечник которого связан с коронкой гибким элементом, расположенным внутри штанги.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

6-

9йг.

ю

/6

9иг. г