Устройство для термомеханического бурения скважин

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН высокотемпературными газоабразивныШ1-струяMHj в котором камера сгорания имеет сопловые каналы для истечения гэза в камеру разгона абразивных частиц, сообщающуюся с пространством скважины через боковые окна для эжектирования их из отходящего потока газа, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет улучшения циркуляции абразивных частиц, камера сгорания и камера разгона установлены коаксиально , а соединяющие их сопловые каналы выполнены во внутренней боковой стенке камеры сгорания. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопловые каналы выполнены тангенциально к оси камеры разгона.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYEiËÈÍ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф \

° «« см

15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3373919/22-03 (22) 29. 12.81 (46) 15.08.86. Бюл. ¹- 30 (71) СпеЦиальное конструкторское бюро самоходного горного оборудования (72} О.Л.Дербенева, А.В.Дугарцыренов, О.Р.Ларин и И.В.Чугунов (53) 622.243.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 188407, кл. Е 21 В 7/18, 1965.

Авторское свидетельство СССР

¹ 685825, кл. Е 21 В 7/18, 1978. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ TEPMONEХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН высоко.температурными газоабразивными струями, в котором камера сгорания имеет,.SU„„103283? А ш4 Е 21 В 7/18 Е 21 В 7/14 сопловые каналы для истечения газа в камеру разгона абразивных частиц, сообщающуюся с пространством скважины через боковые окна для эжектирования их из отходящего потока газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет улучшения циркуляции абразивных частиц, камера сгорания и камера разгона установлены коаксиально, а соединяющие их сопловые каналы выполнены во внутренней боковой стенке камеры сгорания.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что сопловые каналы выполнены тангенциально к оси 9

Ф камеры разгона.

Ф 1

Изобретение касается устройства для термомеханического бурения скважин высокотемпературными газоабразивными струями и может быть использовано для проходки, главным образом, взрывных скважин в крепких породах.

Известно устройство для термомеханического бурения скважин, имеющее камеру сгорания с сопловым отверстием для истечения на забой продуктов сгорания и смесительную камеру, где . происходит перемешивание газообразных продуктов сгорания с потоком отходящего газа, включающим абразивные твердые частицы, эжектируемые из пространства скважины через боковые окна в корпусе устройства.

При работе известного устройства абразивные частицы в процессе циркуляции по траектории смесительная камера — забой — периферийная часть скважины — смесительная камера постоянно подвергаются нагреву и по этой причине приобретают пластичность

В результате происходит неупругое столкновение абразивных частиц с забоем и эффективность его разрушения уменьшается.

Наиболее близким техническим решением из известных к изобретению является устройство для термомеханического бурения скважин высокотемпературными газоабразивными струями, в котором камера сгорания имеет сопловые каналы для истечения газа в камеру разгона абразивных частиц, сообщающуюся с пространством скважины через боковые окна для эжектирования их из отходящего потока газа.

В этом устройстве предусмотрены каналы для подачи охлаждающей воды, выходы из которых расположены в нижней части камеры разгона таким образом, что абразивные частицы, поднимающиеся в потоке газа, проходят через водную завесу и охлаждаются, теряя свои пластичные свойства.

032837 l

1О

Однако эффективность циркуляции абразивных частиц в данном устройстве недостаточно велика из-за того, что в нем разность поперечных сечений камеры сгорания и камеры разгона нез.;ачительна и не удается снизить скорость отходящего потока в должной мере в месте расположения эжектирующих окон, так как снижение скорости отходящего газового потока определяется именно разностью упомянутых сечений.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности бурения за счет улучшения циркуляции абразивных частиц.

Эта цель достигается с помощью устройства для термомеханического бурения скважин высокотемпературными газоабразивными струями, в котором камера сгорания имеет сопловые каналы для истечения газа в камеру раз гона абразивных частиц, сообщающуюся с пространством скважины через боко15 вые окна для эжектирования их из отходящего потока газа, В соответствии с изобретением камЕра сгорания и ка" мера разгона. установлены коаксиально, а соединяющие их сопловые каналы

20 выполнены во внутренней боковой стенке камеры сгорания.

Кроме того, сопловые каналы выполнены тангенциально к оси камеры разгона.

25 На чертеже показано предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для термомеханическогб бурения скважин имеет корпус 1, в котором выполнены камера 2 сгорания зо с сопловыми каналами 3 и камера 4 разгона, расположенные коаксиально, а также каналы 5 для охлаждающего агента. Газообразный окислитель (сжатый воздух) подается .в камеру 2 сгорания по магистрали 6 через завих" ритель 7. Магистраль 8 жидкого горючего (керосин) снабжена на выходе форсункой 9 для его распыливания.

Корпус 1 крепится к буровой штанге 10

40 с помощью соединительных ребер 11, между которыми расположены эжектирующие окна 12. Камера 2 сгорания вследствие размещения в ее габаритах камеры 4 разгона абразивных частиц в сечении имеет кольцеобразную форму, а Ф сопловые каналы 3 выполнены во внутренней ее стенке тангенциально к оси камеры 4 разгона.

Устройство работает следующим образом. Продукты сгорания через сопловые каналы 3 из камеры 2 сгорания истекают в камеру 4 разгона и образуют в ней вращающийся газовый поток, направленный в сторону забоя 13 скважи" ны. Порция абразивных частиц 14 предварительно засыпается на забой 13.

Под действием аэродинамической силы газового потока продуктов сгорания частицы 14 удаляются с поверхности

1032837

Техред И.Гайдош

Редактор О.Юркова

Корректор Л.Пилипенко

Эаказ 4350/! Тираж 548

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

1 °

Подписное производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 забоя 13, поднимаются по периферийной части 15 скважины и через окна 12 между соединительными ребрами 11 вводятся в камеру 4 разгона. В последней частицы 14 ускоряются до необхо-. димых для разрушения забоя. скоростей и приобретают вращательный момент,. позволяющий им отклоняться от оси скважины. Далее описанный цикл непре- !О рывно повторяется.

Выполнение камеры 4 абразивных частиц в габаритах камеры 2 сгорания позволяет уменьшить поперечное сечение устройства выше его корпуса 1, что приводит в конечном итоге к повы-, шению эффективности циркуляции твердых тел благодаря заметному уменьшению скорости отходящего газового потока в зоне окон 12.