Электротермомеханический колонковый снаряд для бурения скважин в мерзлых породах

Электротермомеханический колонковый снаряд для бурения скважин в мерзлых породах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 и 446655

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкалнстнчсских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 13.02.73 (21) 1881859/22-3 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.10.74. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 16.07.75 (51) М. Кл. E 21с 37/18

Е 21b 25/00

Государственнмй ковтнтет

Совета Министров СССР оо делом изобретений и открытий (53) УДК 622.24.051.52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Б. Некрасов, П. А. Туулас, В. А. Хоминский и О. Б. Шонин

Ленинградский горный институт им. Г. В. Плеханова (71) Заявитель (54) ЭЛ ЕКТРОТЕРМОМЕХАН И ЧЕСКИ Й КОЛОНКОВЫЙ

СНАРЯД ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В МЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ

Изобретение касается буровых устройств и точнее электротермомеханического колонкового снаряда для бурения скважин в мерзлых породах.

Известен колонковый снаряд для электротермомеханического бурения скважин в мерзлых породах, который имеет два коаксиально расположенных цилиндрических электрода, подключенных к источнику электромагнитной энергии и служащие для ввода электромагнитной энергии в породу. Каждый электрод со стороны торца оснащен породоразрушающими резцами, являющимися одновременно излучателями электромагнитной энергии. Пространство между электродами заполнено диэлектрическим материалом так, что ему придана форма цилиндрического корпуса. Резцы жестко прикреплены к электродам и размещены в продольных пазах, имеющихся на наружной и внутренней сторонах диэлектрического корпуса.

В процессе работы снаряда резцы соприкасаются со стенками керна и скважины, в связи с чем часть электромагнитной энергии, излучаемой резцами, неизбежно передается в керн и стенки скважины, вызывая протаивание породы вокруг каждого резца. В результате увеличиваются потери энергии на бурение, нарушается естественная криогенная структура керна и снижается прочность и устойчивость стенок скважины.

Для получения керна с ненарушенной структурой предлагают электротермомеханический

5 колонковый снаряд, содержащий два подключенных к источнику электромагнитной энергии электрода, которые оснащены породоразрушающими резцами, являющимися одновременно излучателями электромагнитной энер10 гии, причем электроды расположены коаксиально и пространство между ними заполнено диэлектрическим материалом. Каждый породоразрушающий резец прикреплен к торцам обоих электродов. Резцы могут быть установ15 лены в радиальных пазах, выполненных на торцах электродов.

Благодаря такому выполнению удается получить керн с ненарушенной структурой, так как резцы, расположенные между электрода20 ми, излучают электромагнитную энергию на кольцевой забой, в результате излучение электромагнитной энергии в керн и стенки скважины исключается.

На фиг. 1 изображен предлагаемый колон25 ковый снаряд, общий вид; на фиг. 2 — тот же колонковый снаряд, вид на его рабочую часть по стрелке А.

Колонковый снаряд для электротермомеханического бурения образован двумя коакси30 альными электродами 1 и 2 и расположенным

446655 между ними корпусом 3 из диэлектрического материала. В торцовой части электродов 1 и

2 и диэлектрического корпуса 3 выполнены радиальные пазы а, в которых установлены породоразрушающие резцы 4. Каждый из них неподвижно прикреплен к электродам 1 и 2.

Торцовая рабочая часть снаряда в электрическом отношении представляет собой излучатель электромагнитной энергии, образованный открытым торцом коаксиальной линии (электроды 1 и 2) . Резцы 4, расположенные в раскрыве коаксиальной линии, являются излучающими штырями, которые обеспечивают безотражательный ввод электромагнитной энергии в породу, подвергаемую бурению.

Электроды 1 и 2 подключены к генератору (на чертеже не показан) электромагнитных волн посредством коаксиальной линии 5 со ступенчатым изменением сечения, высокочастотного разъема 6 и фидерной линии 7, проложенной в бурильных трубах 8.

Колонковый снаряд работает следующим образом.

В исходном положении колонковый снаряд устанавливают на забой. Одновременно приводят его во вращение, подают на забой и включают генератор электромагнитных волн.

Возникающее в электродах 1 и 2 бегущее электромагнитное поле излучается открытым их торцом и резцами 4 на поверхность забоя, при этом мерзлая порода, прилегающая к торцу снаряда, разупрочняется (переходит в

5 пластично-мерзлое состояние), что обеспечивает условие для его эффективного доразрушения резцами. Отделение керна от забоя и удаление продуктов бурения производится обычными способами.

Предмет изобретения

1. Электротермомеханический колонковый снаряд для бурения скважин в мерзлых породах, содержащий два подключенных к источ1З нику электромагнитной энергии электрода, которые оснащены породоразрушающими резцами, являющимися одновременно излучателями электромагнитной энергии, при этом электроды расположены коаксиально и про20 странство между ними заполнено диэлектрическим материалом, отличающийся тем, что, с целью получения керна с ненарушенной структурой, каждый породоразрушающий резец прикреплен к торцам обоих электродов.

25 2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что породоразрушающие резцы установлены в радиальных пазах, выполненных на торцах электродов.

446655

Вид А

Фиг. 2

Составитель М. Рогач

Техред М. Семенов

Редактор Н. Аносова

Корректор Т. Гревцова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1617/7 Изд. № 1466

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, K-35, Раушская

Тираж 565 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4(5