Богданова способ кумулятивного бурения и устройство для его реализации

Богданова способ кумулятивного бурения и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области способов кумулятивного бурения и к области устройств для кумулятивного бурения. Может быть использовано при добыче нефти, газа и других полезных ископаемых. Также может быть использовано для бурения рекордной сверхглубокой скважины. Также может быть использовано для установления рекордов по скорости бурения. Также может быть использовано для бурения сверхглубоких скважин глубиной 20 км вокруг Йеллоустонского супервулкана для выпуска из его кальдеры избыточной магмы, чтобы уменьшить ее давление и предотвратить извержение, после которого может погибнуть свыше 80 процентов населения США, и на всей Земле может наступить ядерная зима.

Известен способ бурения и устройство для его реализации [1], при котором приводом устройства вращают бурильную трубу с буровой головкой.

При этом бурильную трубу с буровой головкой вращают известным способом приводом устройства, например, буровым ключом, постепенно наращивают бурильную трубу дополнительными секциями, делают скважину и бетонируют скважину.

Недостатком такого устройства является малая скорость бурения, которая составляет 20-30 сантиметров в час.

Известен способ кумулятивного бурения [2].

Способ бурения включает создание скважины с помощью кумуляции. При этом внутри камеры сгорания, находящейся в долоте, перед воспламенением горючей или взрывчатой смеси образуют свободное от горючей или взрывчатой смеси пространство, циклически либо непрерывно впрыскивая топливо и окислитель или компоненты взрывчатого вещества под углом к оси камеры сгорания или подавая и поджигая поочередно заряды взрывчатых веществ, при этом заряды взрывчатых веществ выполнены с выемками.

Недостатком способа является износ долота во время работы, из-за которого долото надо периодически поднимать и заменять.

Следующим недостатком способа является малая скорость бурения, обусловленное тем, что для бурения используют механический элемент долото, механические свойства которого имеют ограничения по прочности и износостойкости, которые накладывают ограничения на скорость бурения.

Известно устройство для кумулятивного бурения скважин [3].

Устройство для кумулятивного бурения скважин содержит долото, имеющее корпус, внутри которого установлена камера сгорания. В камеру сгорания подается выполненный с кумулятивной выемкой заряд с взрывчатым веществом. Взрывчатые вещества в зарядах расположены внутри хрупких, легко разрушаемых или легко сгораемых оболочек. Оболочки взрывчатых веществ в зарядах могут быть выполнены с рифлением поверхностей. Также заряды могут быть выполнены с кумулятивными выемками под различными углами к оси самого заряда. Внутренняя поверхность камеры сгорания может быть выполнена ребристой. Камера сгорания выполнена поворачивающейся под углом к оси долота или внутри долота выполнены, по меньшей мере, две камеры сгорания, соединенные с вращающимся распределителем зарядов, или ось камеры сгорания совпадает с осью долота, или под углом к оси долота, или смещена параллельно оси долота, или расположена с некоторым смещением и под углом к оси долота. Изобретение обеспечивает увеличение скорости бурения, упрощение и удешевление процесса бурения, возможность подачи зарядов под разными углами к оси долота и надежный подрыв (поджигание) зарядов.

Недостатком устройства является износ долота во время работы, из-за которого долото надо периодически поднимать и заменять.

Следующим недостатком устройства является малая скорость бурения, обусловленное тем, что для бурения используют механический элемент долото, механические свойства которого имеют ограничения по прочности и износостойкости, которые накладывают ограничения на скорость бурения.

Задачей, стоящей перед изобретением, является обеспечение возможности увеличения скорости бурения.

Указанная задача решается тем, что в способе бурения, включающем создание скважины с помощью кумуляции, при котором поочередно в скважину подают заряды взрывчатых веществ и взрывают заряды, при этом заряды взрывчатых веществ выполнены с кумулятивными выемками,

дополнительно предварительно на оси выемки заряда с выемкой сзади заряда устанавливают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду, содержащие взрывчатку, затем в направлении перед выемкой вдоль оси выемки подают заряд с выемкой и взрывают заряд с выемкой, а затем в том же направлении подают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду и взрывают дальше места взрыва заряда с выемкой, при этом снаряд, ракета или торпеда содержит взрывчатку.

Взрывом заряда с выемкой в направлении выемки вдоль оси выемки создают кумулятивную струю, сталкивают струю с породой и при этом проникают струей в породу, причем кумулятивной струей создают область взаимодействия струи и породы, а затем в направлении вдоль оси выемки внутрь области подают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду, содержащие взрывчатку, при этом снаряд, ракету или торпеду перемещают в направлении от выемки и взрывают, причем взрывом разрушают породу.

В скважину подают промывочную жидкость, и вымывают остатки разрушенной взрывом породы.

Снаряд, ракету или торпеду приводят во вращение и вворачивают в направлении оси выемки.

Снаряд, ракету или торпеду приводят во вращение с помощью винтовой резьбы, выполненной в головной части снаряда, ракеты или торпеды.

В скважину вводят центральную трубу, при этом в скважине между стенкой скважины и трубой промывочную жидкость подают в одном направлении, а внутри трубы в другом, при этом в одном из потоков в направлении забоя перемещают снаряд, ракету или торпеду, а в другом разрушенную горную породу в направлении устья скважины.

В скважину вводят центральную трубу, при этом в сторону забоя снаружи трубы подают кассету с разделяющейся боеголовкой, при этом из кассеты в сторону забоя направляют, по крайней мере, одну разделяющуюся боеголовку, при этом боеголовку разделяют, сталкивают головную часть с породой и взрывают заряд с выемкой, создают кумулятивную струю, разрушают кумулятивной струей породу и в направлении выемки вдоль оси выемки в качестве хвостовой части боеголовки подают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду, содержащие взрывчатку, при этом снаряд, ракету или торпеду перемещают в направлении от выемки и взрывают, причем взрывом разрушают породу, при этом в скважину подают промывочную жидкость, и вымывают остатки разрушенной взрывом породы.

По крайней мере, две боеголовки под углом направляют под углом к оси трубы в направлении выбранной точки оси трубы перед трубой, разделяют боеголовки и взрывают головные части с зарядами с выемкой, при этом создают кумулятивные струи, причем струи создают так, чтобы их оси лежали вдоль боковой поверхности конуса, затем в направлении струй направляют хвостовые части боеголовок, вворачивают их в породу, взрывают так, что в породе образуется выемка и породу из выемки энергией взрывов направляют внутрь центральной трубы.

В скважину вводят центральную трубу, при этом в сторону забоя снаружи трубы подают кассету, окружающую трубу, при этом кассета содержит, по крайней мере, одну разделяющуюся боеголовку, при этом в головной части боеголовки выполнен заряд с выемкой, а в хвостовой части боеголовки либо выполнен снаряд, либо выполнена ракета или торпеда, при этом предусмотрена возможность поочередного подрыва сначала заряда с выемкой, а затем взрывчатки снаряда, ракеты или торпеды.

В скважину вводят центральную трубу, при этом в зазор между стенкой скважины и центральной трубой подают поток промывочной жидкости, причем поток направляют в сторону забоя, при этом в потоке промывочной жидкости к забою подают кассету с разделяющимися боеголовками, снабженную механизмом самоуничтожения, причем из забоя промывочную жидкость направляют в центральную трубу.

Центральную трубу вводят так, чтобы между породой забоя и трубой было свободное пространство.

Кассету перемещают так, что кассета окружают центральную трубу, и боеголовки в кассете окружают центральную трубу, при этом подают кассету до конца трубы и после выхода за конец трубы осуществляют пуск разделяющихся боеголовок.

Разделяющуюся боеголовку в забое разделяют на головную часть с зарядом с выемкой и на хвостовую часть либо со снарядом с взрывчаткой либо с ракетой с взрывчаткой или торпедой с взрывчаткой, при этом разделение боеголовки осуществляют с помощью взрыва пиропатрона средней части боеголовки.

Оси выемок зарядов головной части разделяющихся боеголовок направляют вдоль боковой поверхности конуса.

В головной части каждой разделяющейся боеголовки синхронно взрывают заряды с выемкой и создают кумулятивные струи, направленные вдоль боковой поверхности конуса, при этом кумулятивные струи сталкивают в одной точке на оси центральной трубы в породе, причем кумулятивными струями создают области взаимодействия струи и породы, а затем внутрь областей вдоль осей выемок зарядов подают снаряды, ракеты или торпеды, содержащие взрывчатку хвостовой части разделяющихся боеголовок и вворачивают вдоль осей, а затем взрывчатку снарядов, ракет иди торпед хвостовой части разделяющихся боеголовок одновременно взрывают, создают направленный взрыв, направленным взрывом создают кумулятивную струю горной породы и направляют струю внутрь центральной трубы, при этом в том же направлении кумулятивной струей проталкивают промывочную жидкость и дополнительно засасывают промывочную жидкость и промывочной жидкостью выносят введенную в центральную трубу горную породу к устью скважины.

Взрывами разделяющихся боеголовок откалывают горную породу и вымывают промывочной жидкостью.

Создают скважину с помощью кумуляции, при котором поочередно в скважину подают заряды взрывчатых веществ и взрывают заряды, при этом заряды взрывчатых веществ выполнены с кумулятивными выемками, причем предварительно на оси выемки заряда с выемкой сзади заряда устанавливают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду, затем в направлении перед выемкой вдоль оси выемки подают заряд с выемкой и взрывают заряд с выемкой, а затем в том же направлении подают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду с горючей смесью, выполненной с возможностью гореть без доступа воздуха с температурой горения, превышающей температуру плавления горной породы и поджигают смесь дальше места взрыва заряда с выемкой.

Кассету перемещают в сторону забоя на роликах, при этом ролики вращают по центральной трубе так, что ролики окружают центральную трубу, причем другие ролики, выполненные вокруг кассеты время от времени прижимают к стенке скважины и при этом вращают так, чтобы определять положение центральной трубы вокруг оси скважины.

Кассету перемещают в виде двух колец, при этом между кольцами вставлены в гильзах разделяющиеся боеголовки, причем внутреннее кольцо кассеты перемещают на роликах по внешней поверхности центральной трубы, а внешнее кольцо перемещают так, чтобы ролики либо катились по внутренней поверхности стенки скважины, либо только время от времени прижимались к стенке.

Одновременно к забою перемещают набор кассет с разделяющимися боеголовками и при этом задают заранее угол наклона направления вылета разделяющейся боеголовки к оси центральной трубы в каждой кассете.

К забою перемещают дополнительную торпеду, а в забое торпеду вводят внутрь центральной трубы и перемещают в сторону устья скважины, при этом с помощью работы двигателя торпеды к устью скважины проталкивают промывочную жидкость с кусками горной породы.

К забою перемещают дополнительную торпеду с кумулятивным зарядом, при этом в забое торпеду вводят внутрь центральной трубы и перемещают в сторону устья скважины, причем с помощью работы двигателя торпеды к устью скважины проталкивают промывочную жидкость с кусками горной породы, а в случае возникновения затора в трубе торпеду взрывают, создают кумулятивную струю и кумулятивной струей затор разрушают.

Указанная задача решается тем, что устройство для реализации способа бурения, содержащее заряды с взрывчатыми веществами и с кумулятивными выемками, дополнительно содержит разделяющиеся боеголовки и при этом заряды с кумулятивными выемками выполнены в головных частях боеголовок, а в хвостовых частях боеголовок выполнены либо снаряды, либо ракеты, либо торпеды, причем снаряд, ракета или торпеда содержит взрывчатку и ось снаряда, ракеты или торпеды совпадает с осью выемки, при этом предусмотрена возможность в направлении перед выемкой вдоль оси выемки подавать заряд с выемкой и взрывать заряд с выемкой, а затем в том же направлении подавать либо снаряд, либо ракету, либо торпеду и взрывать дальше места взрыва заряда с выемкой, причем устройство содержит центральную трубу, выполненную в скважине, и предусмотрена возможность подачи в забой промывочной жидкости вместе с разделяющейся боеголовкой и предусмотрена возможность осуществления взрыва разделяющейся боеголовки в забое, при этом между стенкой скважины и центральной трубой выполнен зазор.

Между стенкой скважины и центральной трубой находится промывочная жидкость, при этом в промывочной жидкости выполнена кассета с разделяющимися боеголовками, снабженная механизмом самоуничтожения.

Устройство содержит кассету с разделяющимися боеголовками.

Кассета окружает центральную трубу, и боеголовки в кассете окружают центральную трубу.

Устройство содержит, по крайней мере, две кассеты.

Устройство содержит, по крайней мере, две кассеты с различными углами наклона направления вылета боеголовки к оси центральной трубы.

Разделяющиеся боеголовки кассеты направлены в направлении одной выбранной точки оси центральной трубы.

Между головной частью и хвостовой частью боеголовки выполнен пиропатрон.

Разделяющиеся боеголовки установлнены в кассетке так, что оси выемок зарядов головной части разделяющихся боеголовок направлены вдоль боковой поверхности конуса, при этом ось конуса совпадает с осью центральной трубы.

Спереди на снаряде, ракете или торпеде хвостовой части разделяющейся боеголовки выполнена резьба, при этом предусмотрена возможность вворачивать резьбу внутрь вещества, образовавшегося вдоль направления вылета кумулятивной струи, образованной от взрыва заряда с кумулятивной выемкой.

Устройство содержит разделяющиеся боеголовки, при этом в головных частях боеголовок выполнены заряды с кумулятивной выемкой, а в хвостовых частях выполнены либо снаряды, либо торпеды, либо ракеты с горючей смесью, выполненной с возможностью гореть без доступа воздуха с температурой горения, превышающей температуру плавления горной породы, при этом предусмотрена возможность в направлении перед выемкой вдоль оси выемки подавать заряд с выемкой и взрывать заряд с выемкой, а затем в том же направлении подавать либо снаряд, либо ракету, либо торпеду и поджигать смесь дальше места взрыва заряда с выемкой.

Кассета содержит ролики, при этом ролики касаются центральной трубы, причем ролики окружают трубу с возможностью вращаться.

Кассета содержит ролики, при этом ролики выполнены вокруг кассеты с возможностью время от времени прижиматься к стенке скважины и при этом вращаться так, чтобы определять положение центральной трубы внутри скважины.

Либо кассета содержит систему дистанционного управления, либо кассета выполнена с программным обеспечением с возможностью управлять пуском разделяющихся боеголовок.

Кассета содержит два кольца, при этом между колец выполнены гильзы, а в гильзах выполнены разделяющиеся боеголовки, причем внутреннее кольцо кассеты установлено на роликах вокруг внешней поверхности центральной трубы.

Устройство для реализации способа кумулятивного бурения содержит транспортер, содержащий трос с поршнями или ковшами, выполненный вдоль центральной трубы, при этом трос протянут вдоль внешней стороны трубы и вдоль внутренней стороны трубы, причем трос соединен с двигателем и выполнен с возможностью перемещать горную породу от забоя к устью скважины.

Кассета содержит систему пуска разделяющихся боеголовок кассеты, и на кассете выполнен предохранитель системы пуска разделяющихся боеголовок кассеты, выполненный с возможностью включать систему пуска разделяющихся боеголовок кассеты после выхода кассеты за конец центральной трубы.

Кассета содержит систему пуска разделяющихся боеголовок кассеты и датчик системы пуска разделяющихся боеголовок кассеты, содержащий пьезоэлемент, электрически соединенный с усилителем, с источником питания усилителя, и с системой пуска разделяющихся боеголовок кассеты, выполненной с возможностью одновременно синхронно подавать сигнал на все разделяющиеся боеголовки кассеты.

Разделяющаяся боеголовка содержит систему наведения с гироскопом.

Кассета содержит маховик, соединенный с системой приведения маховика во вращение.

Головная часть разделяющейся боеголовки содержит взрыватель, выполненный с возможностью взрывать заряд с кумулятивной облицовкой при столкновении головной части с горной породой забоя.

Хвостовая часть разделяющейся боеголовки содержит взрыватель, выполненный с возможностью взрывать хвостовую часть при столкновении хвостовой части с горной породой забоя в конце области проникновения кумулятивной струи заряда с кумулятивной облицовкой головной части боеголовки после взрыва заряда с кумулятивной облицовкой.

Кассета содержит ствол с резьбой, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.

Кассета содержит гильзу с резьбой, снабженную механизмом самоликвидации, например, с помощью термита, выполненную с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.

Разделяющаяся боеголовка содержит боковой двигатель, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение.

Устройство для реализации способа кумулятивного бурения содержит блок, содержащий секцию центральной трубы, выполненную с возможностью соединяться с центральной трубой и наращивать центральную трубу, при этом вокруг секции центральной трубы выполнены, по крайней мере, две кассеты с разделяющимися боеголовками.

Такое техническое решение позволяет значительно увеличить скорость бурения по сравнению с прототипом за счет того, что в прототипе создается только тонкая кумулятивная струя. А в предлагаемом изобретении дополнительную взрывчатку взрывают уже внутри самой кумулятивной струи, в самом ее конце, что позволяет сразу скалывать вторым взрывом из глубины громадные куски горной породы. По аналогии с классическим взрывным делом, кумулятивная струя делает глубокий шурф, в который на дно закладывается взрывчатка по классической технологии горного дела, и взрывом скалывает горную породу.

Вводить внутрь кумулятивной струи дополнительную взрывчатку позволяет разделяющаяся боеголовка. В забое взрывом пиропатрона средней части боеголовки боеголовку разделяют. Взрывом заряда с кумулятивной выемкой головной части боеголовки вдоль оси выемки создают кумулятивную струю в горную породу, которой ее разрушают и создают своеобразный «шурф». Затем внутрь области проникновения кумулятивной струи вдоль оси выемки вворачивают хвостовую часть боеголовки либо со снарядом, либо с ракетой, либо с торпедой с взрывчаткой. При этом с помощью резьбы хвостовую часть боеголовки с взрывчаткой вворачивают в самый конец области проникновения кумулятивной струи и взрывают в конце области проникновения кумулятивной струи.

Головную часть боеголовки вворачивают в область проникновения кумулятивной струи в горную породу за счет того, что боеголовку предварительно приводят во вращение. Для этого в одном варианте при выходе боеголовки из ствола боеголовку вращают резьбой ствола и, тем самым, приводят во вращение.

Для этого кассета содержит ствол с резьбой, снабженный механизмом самоликвидации, например, с помощью термита, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.

Для приведения боеголовки во вращение в другом варианте при выходе боеголовки из гильзы боеголовку вращают резьбой гильзы и, тем самым, приводят во вращение.

Для этого кассета содержит гильзу с резьбой, снабженную механизмом самоликвидации, например, с помощью термита, выполненную с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.

Для приведения боеголовки во вращение в следующем варианте боеголовку приводят во вращение боковым двигателем.

В этом случае разделяющаяся боеголовка содержит боковой двигатель, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение.

Взрыв в конце области проникновения кумулятивной струи позволяет откалывать большие куски горной породы, что значительно ускоряет скорость бурения. Отколотую взрывами горную породу вымывают промывочной жидкостью.

Также скорость проходки значительно увеличивает отсутствие такого механического агрегата как «долото», поскольку его механическая износостойкость ограничивает скорость бурения. Также долото изнашивается со временем, и его периодически надо менять на новое долото.

Не обнаружено технических решений, выполняющих поставленную задачу аналогичными техническими средствами.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для реализации Богданова способа кумулятивного бурения, основной вид.

На фиг.2 изображен разрез А-А.

На фиг.3 изображена принципиальная схема кассеты с разделяющимися боеголовками, основной вид.

На фиг.4 изображен разрез Б-Б.

На фиг.5 изображена принципиальная схема разделяющейся боеголовки, основной вид.

На фиг.6 изображен разрез В-В.

Богданова способ кумулятивного бурения, далее просто «способ», устройством для его реализации осуществляют следующим образом.

В скважину со стенкой 1 скважины вводят (опускают) центральную трубу 2. (Вместо этого термина «центральная труба», в принципе, можно использовать термин «бурильная труба». Однако бурильную трубу обычно вращают, а в нашем случае это не нужно.) В зазор между стенкой 1 скважины и центральной трубой 2 подают поток промывочной жидкости 3, направленный в сторону забоя. В потоке промывочной жидкости 3 к забою подают кассету 4 с разделяющимися боеголовками 5, 6, снабженную механизмом самоуничтожения.

Из забоя промывочную жидкость направляют в центральную трубу 2.

Центральную трубу 2 вводят (опускают) так, чтобы между породой забоя и трубой было свободное пространство. Кассета 4 окружает центральную трубу 2, и боеголовки 5, 6 в кассете 4 окружают центральную трубу 2. Осуществляют пуск разделяющихся боеголовок 5, 6 сначала одной кассеты 4, потом другой и так далее.

В зависимости от номера кассеты 4 меняют угол наклона направления вылета боеголовки к оси центральной трубы 2. Первой кассетой выпускают боеголовки перед кассетой и перед центральной трубой под самым большим углом к оси центральной трубы и задают угол наклона направлений вылета боеголовок к оси центральной трубы близкий к нормали. Например, от 60 до 80 градусов. В других кассетах угол наклона постепенно с выбранным шагом от 10 до 30 градусов сначала уменьшают до нуля, затем направление вылета боеголовок задают направленным от оси центральной трубы и угол вылета боеголовок меняют от 0 до 90 градусов.

Центральную трубу 1 опускают на дно забоя, затем поднимают на нужное расстояние, необходимое для начала первого цикла способа.

Центральная труба имеет среднюю плотность, совпадающую с плотностью промывочной жидкости и, поэтому, центральная труба в жидкости обладает нулевой плавучестью.

Кассета 4 содержит систему 19 пуска разделяющихся боеголовок кассеты. На кассете 4 с разделяющимися боеголовками выполнен предохранитель 18 системы 19 пуска разделяющихся боеголовок кассеты содержащий штырь. Кассету подают на конец центральной трубы 1 в устье скважины и штырь предохранителя 18 при этом отодвигают в сторону путем касания конца штыря предохранителя центральной трубой 1. Этим взводят предохранитель 18 системы 19 пуска разделяющихся боеголовок кассеты. При движении кассеты вдоль центральной трубы 1 к устью скважины предохранитель прижимают к центральной трубе. На конце центральной трубы 1 штырь предохранителя пружиной опускают за конец центральной трубы и включают на боевой взвод датчик 20 системы 19 пуска. Кассету подают дальше вперед в забой. Датчиком 20 касаются края горной породы и включают систему пуска. Например, с помощью пьезоэлемента датчика 20 при касании получают электрический ток, усиливают ток усилителем с помощью источника питания усилителя, например, системы батареек или аккумулятора, и подают ток на систему 19 пуска разделяющихся боеголовок кассеты, которой синхронно запускают боеголовки 5, 6.

Системой пуска 19 одновременно подают сигнал синхронно на все разделяющиеся боеголовки 5, 6 кассеты.

Разделяющиеся боеголовки 5, 6 первой кассеты подают в направлении одной выбранной точки оси центральной трубы. Разделяющиеся боеголовки 5, 6 разделяют.

Разделяющуюся боеголовку в забое разделяют на головную часть 7 с зарядом с выемкой (с кумулятивным зарядом) и на хвостовую часть 8 либо со снарядом с взрывчаткой либо с ракетой с взрывчаткой или торпедой с взрывчаткой. Разделение боеголовки осуществляют с помощью взрыва пиропатронов средней части 9 боеголовки.

Разделяющиеся боеголовки 5, 6 направляют так, что оси выемок зарядов головной части 7 разделяющихся боеголовок 5, 6 оказываются направлены вдоль боковой поверхности конуса.

В головной части 7 каждой разделяющейся боеголовки 5, 6 синхронно взрывают заряды с выемкой и создают кумулятивные струи, направленные вдоль боковой поверхности конуса. Кумулятивные струи сталкивают в одной точке на оси центральной трубы в породе. При этом кумулятивными струями создают области взаимодействия струи и породы, а затем внутрь областей вдоль осей выемок зарядов подают снаряды, ракеты или торпеды, содержащие взрывчатку хвостовой части 8 разделяющихся боеголовок 5, 6 и вворачивают вдоль осей. Например, с помощью резьбы, выполненной на снаряде, ракете или торпеде хвостовой части 8 разделяющихся боеголовок 5, 6. Их вворачивают внутрь вещества, образовавшегося вдоль направления вылета кумулятивных струй. В конце областей проникновения кумулятивных струй в горную породу взрывчатку снарядов, ракет иди торпед хвостовой части 8 разделяющихся боеголовок 5, 6 одновременно взрывают, создают направленный взрыв, направленным взрывом создают кумулятивную струю горной породы и направляют струю внутрь центральной трубы 2. В том же направлении кумулятивной струей проталкивают промывочную жидкость и дополнительно засасывают промывочную жидкость, которой выносят введенную в центральную трубу 2 горную породу к устью скважины.

Со следующей кассетой разделяющихся боеголовок меняют угол вылета боеголовок и все повторяют. Повторяют до тех пор, пока направления вылета разделяющихся боеголовок не станут параллельны оси центральной трубы. Начиная с этого момента кумулятивную струю из горной породы перестают создавать направленным взрывом. Начиная с этого момента, взрывами разделяющихся боеголовок просто откалывают горную породу и вымывают промывочной жидкостью.

После завершения цикла скалывания породы начинают цикл укрепления стенок скважины расплавленной породой. Для этого из первой кассеты с разделяющимися боеголовкам этого цикла перпендикулярно оси центральной трубы в стенку скважины направляют разделяющиеся боеголовки, в головной части которых выполнены заряды с выемкой (кумулятивные заряды), а в хвостовой части выполнены снаряды, торпеды или ракеты горючей смесью, например, с термитом или с напалмом, выполненной с возможностью гореть без доступа воздуха с температурой горения, превышающей температуру плавления горной породы.

Эти боеголовки работают так же, как и боеголовки цикла скалывания породы с тем отличием, что хвостовую часть после вкручивания вместо проникновения кумулятивной струи в породу зажигают и теплом от горения смеси, например, термита или напалма, плавят горную породу. Охлаждают горную породу промывочной жидкостью, путем охлаждения заставляют расплав горной породы застывать, а затем застывшей горной породой укрепляют стенки скважины.

Кассету 4 перемещают в сторону забоя на роликах 10, 11. При этом ролики вращают по центральной трубе 2 так, что ролики окружают ее. Также другие ролики 12, 13, выполненные вокруг кассеты 4 время от времени прижимают к стенке 1 скважины и при этом вращают их так, чтобы определять положение центральной трубы 2 примерно вокруг оси скважины со стенкой 1. Кассету 4 перемещают в виде двух колец 14, 15, между которыми вставлены в гильзах 16, 17 разделяющиеся боеголовки 5,6. Причем внутреннее кольцо кассеты перемещают на роликах по внешней поверхности центральной трубы 2, а внешнее кольцо перемещают так, чтобы ролики либо катились по внутренней поверхности стенки 1 скважины, либо только время от времени прижимались к ней и катились по ней только тогда, когда их прижимают к ней. Ролики вращают и перемещают так, что кассета 4 фиксирует положение центральной трубы 2 вокруг оси скважины со стенкой 1 с определенной погрешностью. С определенным люфтом. При этом разделяющиеся боеголовки 5, 6 в кассете перемещают так, что они в момент перемещения находятся симметрично вокруг центральной трубы 2 так, что плоскость, проходящая через их головные части перпендикулярна оси центральной трубы.

Одновременно к забою перемещают набор кассет с разделяющимися боеголовками и при этом задают заранее угол наклона направления вылета разделяющейся боеголовки к оси центральной трубы в каждой кассете. Кассеты исполняют роль мобильных передвижных распорок, которыми задают положение центральной трубы 2 внутри скважины со стенкой 1 так, чтобы их оси примерно совпадали.

После этой кассеты то же самое осуществляют со следующей кассетой, направляющей разделяющиеся боеголовки уже под углом к нормали и так далее, пока все свободное пространство по бокам забоя не будет расплавлено и укреплено застывшей стеклообразной массой застывшего расплава породы.

Центральную трубу 2 продвигают вперед (опускают вниз). После этого центральную трубу 2 наращивают в устье скважины.

После этого все повторяют до достижения нужной глубины скважины.

Устройство для реализации Богданова способа кумулятивного бурения, далее просто «устройство», состоит из следующих элементов.

В скважине со стенкой 1 скважины выполнена центральная труба 2. (Вместо этого термина «центральная труба», в принципе, можно использовать термин «бурильная труба». Однако, бурильную трубу обычно вращают, а в нашем случае это не нужно.) Нижняя часть центральной трубы выполнена из особопрочного тугоплавкого материала. Например, она может быть выполнена из орудийного ствола.

В зазоре между стенкой 1 скважины и центральной трубой 2 и в центральной трубе 2 находится промывочная жидкость 3. В промывочной жидкости 3 выполнена кассета 4 с разделяющимися боеголовками 5, 6, снабженная механизмом самоуничтожения.

Кассета 4 окружает центральную трубу 2, и боеголовки 5, 6 в кассете 4 окружают центральную трубу 2. Устройство содержит несколько кассет 4.

В зависимости от номера кассеты 4 кассета имеет различный угол наклона направления вылета боеголовки к оси центральной трубы 2.

В первой кассете угол наклона направлений вылета боеголовок к оси центральной трубы близкий к нормали. Например, от 60 до 80 градусов. В других кассетах угол наклона постепенно с выбранным шагом от 10 до 30 градусов сначала в зависимости от номера кассеты уменьшается до нуля, затем направление вылета боеголовок задают направленным от оси центральной трубы и угол вылета боеголовок меняется от 0 до 90 градусов.

Центральная труба имеет среднюю плотность, совпадающую с плотностью промывочной жидкости и, поэтому, центральная труба в жидкости обладает нулевой плавучестью.

На кассете 4 с разделяющимися боеголовками выполнен предохранитель 18 системы 19 пуска разделяющихся боеголовок содержащий штырь, выполненный с возможностью включать систему пуска разделяющихся боеголовок кассеты после выхода кассеты за конец центральной трубы.

В передней части кассеты выполнен датчик 20 системы 19 пуска, содержащий пьезоэлемент, электрически соединенный с усилителем, с источником питания усилителя, например, выполненным в виде системы батареек или в виде аккумулятора, и с системой 19 пуска разделяющихся боеголовок 5, 6, выполненной с возможностью одновременно синхронно подавать сигнал на все разделяющиеся боеголовки кассеты.

Разделяющиеся боеголовки 5, 6 первой кассеты направлены в направлении одной выбранной точки оси центральной трубы.

Разделяющаяся боеголовка содержит головную часть 7 с зарядом с выемкой (с кумулятивным зарядом) и хвостовую часть 8 либо со снарядом с взрывчаткой либо с ракетой с взрывчаткой, либо с торпедой с взрывчаткой, соединенные с помощью средней части 9 боеголовки, содержащей пиропа-тропы.

Оси выемок зарядов головной части 7 разделяющихся боеголовок 5, 6 направлены вдоль боковой поверхности конуса.

Спереди на снаряде, ракете или торпеде хвостовой части 8 разделяющихся боеголовок 5, 6 выполнена резьба, при этом предусмотрена возможность вворачивать резьбу внутрь вещества, образовавшегося вдоль направления вылета кумулятивных струй, образованных от взрывов зарядов с выемками

Устройство содержит разделяющиеся боеголовки, в головной части которых выполнены заряды с выемкой (кумулятивные заряды), а в хвостовой части выполнены снаряды, торпеды или ракеты горючей смесью, например, с термитом или с напалмом, выполненной с возможностью гореть без доступа воздуха с температурой горения, превышающей температуру плавления горной породы.

Кассета 4 содержит ролики 10, 11. При этом ролики выполнены на центральной трубе 2 так, что ролики окружают ее с возможностью вращаться. Также другие ролики 12, 13, выполнены вокруг кассеты 4 с возможностью время от времени прижиматься к стенке 1 скважины и при этом вращаться так, чтобы определять положение центральной трубы внутри скважины примерно вокруг оси скважины со стенкой 1.

Кассета 4 содержит два соосных кольца 14, 15, внутреннее и внешнее, между которыми вставлены в гильзах 16, 17 разделяющиеся боеголовки 5,6. Причем внутреннее кольцо кассеты установлено на роликах 10, 11 вокруг внешней поверхности центральной трубы 2, а вокруг внешнего кольца выполнены ролики 12, 13. При этом предусмотрена возможность того, чтобы ролики либо катились по внутренней поверхности стенки 1 скважины, либо только время от времени прижимались к ней и катились по ней только тогда, когда их прижимают к ней.

Разделяющиеся боеголовки 5, 6 в кассете выполнены с возможностью того, чтобы они в момент перемещения по центральной трубе 2 находились симметрично вокруг центральной трубы 2 так, что плоскость, проходящая через их головные части была перпендикулярна оси центральной трубы.

Разделяющиеся боеголовки каждой кассеты выполнены с возможностью синхронного пуска, синхронного разделения и синхронного взрыва головных частей боеголовок, а затем с возможностью синхронного взрыва хвостовых частей боеголовок.

Различные варианты и дополнения.

Горную породу вместе с промывочной жидкостью перемещают от забоя к устью скважины транспортером, содержащим трос с поршнями или ковшами, выполненный вдоль центральной трубы, при этом трос протянут вдоль внешней стороны трубы и вдоль внутренней стороны трубы, причем трос соединен с двигателем и выполнен с возможностью перемещать горную породу от забоя к устью скважины. Трос подают в забой в зазоре между центральной трубой и стенкой скважины, а выводят из забоя внутри центральной трубы. В забое трос перекинут через край центральной трубы, где для этой цели специально может быть выполнен ролик. Ковши или поршни подают к забою в противофазе с кассетами с разделяющимися боеголовками в тот момент, когда в забое нет кассеты. В тот момент, когда кассету вводят в забой, один ковш или поршень уже в центральной трубе, а другой на подходе в зазоре между трубой