Устройство для термического бурения скважин во льду

Устройство для термического бурения скважин во льду

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ (i il750038 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.04.78 (21) 2607977/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

E 2I С 21/00

Гооударстееииый комйтет (53) УДК 622.243..94 (088.8) Опубликовано 23.07.80. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 28.07.80 по делам изобретений и открытий (72) А вторы изобретения

М. Т. Аубакиров, А. Н. Генбач и Г. В. Маслов

Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ

СКВАЖИН ВО ЛЬДУ

Изобретение относится к конструкции устройства для термического бурения сква-. жин во льду с помощью огнеструйной горелки и соединенного с ней теплообменника, контактирующего с поверхностью льда.

Известно устройство для ермического бурения скважин во льду, включающее закрепленную на буровой штанге огнеструйную горелку, сообщаемую своим сопловым отверстием с полостью теплообменника, контактирующего с поверхностью льда (1). Теплообменник имеет внутренние каналы для 1ц прохода горячих газов и покрыт с верхней стороны слоем теплоизоляции, чтобы избежать потерь тепла на нагрев воды от таяния льда и использовать энергию горячих газов в основном на плавление льда. Образующаяся вода удаляется из скважины насосом, 15 смонтированным на верхней стороне теплообменника.

Это устройство в процессе работы погружается в образуемую скважину под действием своего веса, в связи с чем требуется пос- zo тоянно удалять воду из скважины. При этом трудно избежать образования на стенках скважины ледяных наплывов, так называемых «воротников», особенно в случае ведения работ при низких температурах, что затрудняет подъем устройства из скважины или вызывает его прихват.

Более близким техническим решением из известных к изобретению является устройство для термического бурения скважин во льду, содержащее закрепленную на буровой штанге огнеструйную горелку и соединенный с ними полый теплообменник, вводимый в контакт с поверхностью льда своим днишем и имеющий примыкающие к нему каналы для прохода истекающих из горелки нагретых газов и в верхней части по всей поверхности полость (2).

Указанная полость теплообменника для лучшей его теплоизоляции заполняется сжаTblM воздухом, который постепенно Нагревается под воздействием горячих газов в теплообменнике и в подогретом состоянии поступает в камеру сгорания горелки для поддержания процесса горения. В результате такого выполнения устройства удается повысить его КПД при проходке скважин.

Однако при его использовании образование

«воротников» на стенках скважины нельзя избежать.

750()38

Формула изобретения з

Цель изобретения заключается в том, чтобы создать устройство, способное в случае необходимости разрушать образующиеся на стенках скважины наплывы льда для оеспрепятственного извлечения устройства из скважины, т. е. имеющее повышенную надежность.

Поставленная цель достигается тем, что в верхней стенке теплообменника и стенке, ограничивающей полость в его верхней части, выполнены соосно расположенные отверстия для выпуска горячих газов из тепло- 1!! обменника. перекрываемые съемными заглушками. При этом заглушки посредством тяг соединены с приводом для их извлечения из отверстий теплообменника.

На фиг. 1 схематически изображено пред1S лагаемое устройство для термического бурения скважин и его размещение в образуемой скважине; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Устройство для термического бурения скважин во льду содержит огнеструйную 1о горелку 1, соединенную с буровой штангой 2.

К горелке 1 прикреплен обтекаемой, предпочтительно сферической, формы теплообменник 3, имеющий разъемные верхнюю оболочку 4 и днище 5 полусферической формы, 1S где днище 5 служит калибратором, контактирующим с поверхностью льда на забое скважины. Верхняя оболочка 4 состоит из двух полусферических стенок 6 и 7, при этом внутренняя стенка 6 покрыта снаружи слоем теплоизолирующего материала 8. Между зо стенками 6 и 7 верхней оболочки 4 образована полость 9, сообщаемая с пространством теплообменника 3, заполняемым горячими газами, истекающими из горелки 1. В стенках 6 и 7 выполнены соосно расположенные отверстия, в которых размещены заглуш- з ки 10, соединенные посредством тяг 11 с приводом (не показан) для их извлечения из отверстий. Кроме того, в стенке 7 предусмотрены сопловые отверстия 12.

Днище 5 теплообменника 3 имеет ореб- 4< ренную поверхность 13 и развитую систему каналов 14 и 15 для прохода горячих газов, На выступах оребрений выполнены мелкие отверстия 16 для выхода горячих газов.

Обе части 4 и 5 плотно прижимаются одна к другой с помощью гайки 17.

Устройство работает следующим образом.

Теплообменник 3 своим днищем 5 прижимается к поверхности льда осевым усилием, передаваемым через буровую штангу 2.

Затем осуществляется дистанционный запуск огнеструйной горелки 1. Образующиеся

Bhlc<)l << емпературные газы истекают из горслки I и нагревают вначале днище 5 теплоооменника 3, поступая далее по каналам !

4 в пространство его верхней оболочки 4 и возвращаясь по каналам 15 для сброса через отверстия 6 в скважину. Плавление льда в скважине осуществляется главным образом теплом, передаваемым стенкам теплообменника 3 горячими газами. Газы, выбрасываемые через отверстия 16, осуществляют дополнительное плавление льда и ускоряют вынос талой воды.

При подъеме устройства из скважины н случае образования наплывов льда («воротников») на ее стенках с помощью тяг

1! заглушки 10 извлекаются из отверстий, открывая доступ горячих газов из пространства теплообменника 3 в полость 9 и далее через отверстия 12 в пространство скважины. Газы, истекаю цие B направлении стенок скважины, расплавляют образующиеся на них «вогэ<ники». В результате устройство безпрепятственно извлекается из скважины.

Придание обтекаемой формы теплообменнику 3 позволяет устройству более эффективно внедряться в лед при бурении.

1. Устройство для термического бурения скважин во льду, содержащее закрепленную на буровой штанге огнеструйную горелку и соединенный с ними полый теплообменник, вводимый в контакт с поверхностью льда своим днищем и имеющий примыкающие к нему каналы для прохода истекающих из горелки нагретых газов и в верхней части по всей поверхности полость, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности извлечения устройства из скважины путем разрушения при подъеме образующихся на ее стенках наплывов льда, в верхней стенке теплообменника и стенке, ограничивающей полость в его верхней части, выполнены соосно расположенные отверстия для выпуска горячих газов из теплообменника, пер ываемые съемными заглушками.

2. с!,р ойство по п. 1, отличающееся тем, чт;: за<лушки посредством тяг соединены с и!.«Boдом для их извлечения из отверстий тс цлообменника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 337486, кл. Е 21 С 21/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 581227, кл. E 21 < 21/00, 1976.

750038 фиа 2

Редактор Т. Зубки -.а

Заказ 4583/24

Составитель В. Макаева

Техред К. (Нуфрич Корректор В. Синицкая

Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент> г. Ужгород, ул. Проектная, 4