PL182186B1

PL182186B1 - Sposób i uklad do wiercenia strumieniem cieczy PL PL

Info

Publication number: PL182186B1
Application number: PL96327309A
Authority: PL
Inventors: Robert Trueman; Timothy G H Meyer; Matthew Stockwell
Original assignee: Bhp Coal Pty Ltd; Commw Scient Ind Res Org; Univ Queensland
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 2001-11-30
Also published as: AUPN703195A0; US6866106B2; GB9809266D0; US20020011357A1; IN191561B; AU700032B2; RU2224080C2; GB2322889B; WO1997021900A1; AU7686996A; CA2239734A1; PL327309A1; CN1204378A; CA2239734C; GB2322889A; US20030164253A1; US6470978B2; ZA9610255B; CN1079879C

Abstract

1. Sposób wiercenia strumieniem cie- czy, znamienny tym, ze wprowadza sie samoprzesuwajacy sie uklad do wiercenia skladajacy sie z urzadzenia wiercacego, wyposazonego w co najmniej jedna prowa- dzaca dysze do ciecia strumieniem cieczy, srodki zapewniajace ruch do przodu urza- dzenia wiercacego umieszczone na tym urzadzeniu oraz w zestaw wiertniczy utwo- rzony z elastycznego weza, w poklad wegla w celu wyciecia otworu wiertniczego, na- stepnie usuwa sie samoprzesuwajacy sie uklad do wiercenia z pokladu wegla oraz usuwa sie metan przez wyciety otwór wiertniczy. Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do wiercenia strumieniem cieczy a w szczególności samoprzesuwający się układ do wiercenia strumieniem cieczy, który można wykorzystać w różnoraki sposób w górnictwie, łącznie z wierceniem w cienkich pokładach węgla w celu odprowadzenia gazu metanu lecz nie tylko.

Układy do wiercenia strumieniem cieczy są już znane i wykorzystują one wodę pod wysokim ciśnieniem do cięcia ciał stałych takich jak: miękka skała, węgiel i tym podobne.

Owe układy do wiercenia strumieniem wody spotykają się z większą aprobatą w przemyśle górniczym i mogąbyć wykorzystane zamiast tradycyjnych mechanicznych głowic do cięcia.

Wszystkie znane układy do wiercenia strumieniem wody posiadają urządzenie do cięcia przesuwające się dzięki siłom przenoszonym przez sztywny ciąg wiertniczy, na przykład poprzez ciśnienie cieczy wywierane na układ typu tłokowego. Urządzenie do cięcia posiada jedną lub więcej dysz do cięcia strumieniem cieczy w części prowadzącej urządzenia.

Konwencjonalnie, aby wyciąć okrągły otwór, sztywny ciąg wiertniczy jest obracany, dzięki czemu przednie dysze wylotowe do cięcia wykonują ruch zamiatający wzdłuż okrągłej trajektorii.

Ostatnio został opracowany bardziej udany układ, gdzie obracają się same wylotowe dysze do cięcia, przy pomocy głowicy skrętnej napędzanej ciągiem z tnących dysz wylotowych, przy czym wszystkie pozostałe części przedłużacza wiertła prowadzące do głowicy tnącej są nieruchome. Urządzenie przesuwa się w skutek popychania sztywnego ciągu wiertniczego z obracającą się głowicą tnącą strumieniem cieczy, która wycina otwór w ciele stałym.

Niedawno został opracowany układ do wiercenia strumieniem cieczy, który jest skuteczny przy wierceniu otworów wiertniczych w pokładach o długości do 300 m lub więcej ze sztywnym zestawem wiertniczym. Głównymi cechami takiej dyszy do wiercenia są:

- dostępna na rynku samoobracająca się dysza strumienia wody o pełnej mocy Woma FR47 jako główny tnący element składowy,

- bezstopniowa osłona klatkowa nie dopuszczająca do utknięcia (zaprzestania wirowania) dyszy typu Woma FR47,

- pomocniczy element wygięty do sterowania trajektorią otworu wiertniczego,

182 186

- pomocniczy element wsteczny dla zapewnienia wystarczającego przepływu do wypłukania dużej ilości wrębowin z otworu,

- rurowa kształtka obejściowa dyszy do podłączenia dyszy Woma FR47 do pomocniczego elementu wstecznego oraz pomocniczego elementu wstecznego do ciągu wiertniczego.

W celu przesuwania urządzenia do cięcia oraz w celu dostarczenia strumienia cieczy tnącej do dyszy, zastosowano pręty wiertnicze o długości 3 m, skonstruowane tak aby wytrzymały ciśnienia wewnętrzne aż do 1000 barów. Pręty te zostały wykorzystane jako przewód do wymaganego dostarczania wody pod wysokim ciśnieniem do dysz wiercących. (Pręty zostały również wykorzystane jako przewód do wymaganego dostarczania wody pod wysokim ciśnieniem do dysz wiercących). Pręty zostały również wykorzystane wspólnie z wiertnicą do wpychania lub posuwania dyszy do otworu wiertniczego. Aby ułatwić usuwanie naciętego gruzu skalnego z otworu wiertniczego zastosowano dysze płuczące skierowane do tyłu (lub wsteczne dysze strumieniowe). Do wykonania tej pracy zastosowano wysokociśnieniową pompę wodną która jest w stanie wytworzyć maksymalne ciśnienie wynoszące 650 barów przy szybkości przepływu wynoszącym 160 litrów na minutę.

W tym ostatnim układzie, z techniką wiercenia związane są następujące kroki:

- ustawienie wiertnicy do żądanego kierunku otworu wiertniczego,

- przyłączenie dyszy Woma FR47 do wysokociśnieniowych prętów wiertniczych (pierwsze 10 metrów otworu wiertniczego wiercono bez pomocniczego elementu wygiętego i zespołu wstecznego. Robi się tak w celu uniknięcia niepotrzebnego rozprysku z płuczących dysz strumieniowych na pomocniczy element wsteczny),

- po wywierceniu 10 metrów otworu wiertniczego zestaw wiertniczy zostaje wyciągnięty z otworu i za dyszą Woma FR47 przyłącza się pod-elementy wygięty i zespół wsteczny,

- zespół dyszy i zestaw wiertniczy są ponownie umieszczane na dnie otworu (NDO) i kontynuuje się wiercenie, przy czym zespół dyszy przesuwa się popychając zestaw wiertniczy przy pomocy wiertnicy.

Uznaną zaletą układów do wiercenia strumieniem cieczy jest ich przydatność do wiercenia kątowego lub wiercenia promieniowego przy bardzo małym promieniu. Sposoby te, zazwyczaj wymagają wiercenia poziomych otworów rozchodzących się promieniowo na zewnątrz od pionowego szybu. W celu umożliwienia wiercenia kątowego znany jest sposób wykonania rurowego zestawu wiertniczego ze stalowych segmentów o długości 45 cm każdy i umocowanych zawiasowo powierzchni. Łańcuch napędowy jest przyspawany na całej długości zestawu. W miarę schodzenia segmentów w dół pionowego szybu są one odłączane od spodu oraz mogą obracać się wokół napędowego koła zębatego na dnie pionowego szybu. W ten sposób, zestaw wiertniczy mógłby być wprowadzany w dół pionowego szybu jak i również wprowadzany do poziomego otworu jako sztywny zespół.

Wodna dysza tnąca była napędzana wodą pod ciśnieniem, która była doprowadzana wysokociśnieniowym wężem. Wąż ten albo ciągnął się wzdłuż sztywnego zestawu wiertniczego albo był doprowadzony do jednego końca zestawu wiertniczego.

Jeden ze sposobów wiercenia promieniowego przy bardzo małym promieniu wymaga zastosowania urządzenia do wiercenia strumieniem cieczy, które jest przymocowane na długości rurowania z segmentów. Urządzenie do wiercenia strumieniem cieczy oraz rurowanie z segmentów są wprowadzane za pomocą zespołu nastawnej oprawy do wierteł, która nagina rurę do bardzo małego wygięcia promienia (promień 0,3 m). Dzięki temu rurowanie jest odchylane ukośnie od pionowego szybu wskutek plastycznego odkształcania się rurowania przy zastosowaniu szeregu prowadnic i rolek. Rurowanie z segmentów jest wykorzystywane do dostarczania tnącej cieczy obróbkowej o wysokim ciśnieniu do urządzenia wiertniczego. Urządzenie do wiercenia strumieniem cieczy jest wciskane w formację, która ma być wiercona za pomocą skomplikowanego układu tłokowego, który wykorzystuje wysokie ciśnienie cieczy tnącej.

Trudnością w przypadku wodnych układów tnących jest zapewnienie aby zespól dyszy pozostawał na żądanym poziomie w miarę przesuwania się urządzenia za pomocą sztywnego

182 186 zestawu wiertniczego. W układach konwencjonalnych obserwuje się tendencję urządzenia tnącego do opadania w stosunku do poziomu, w miarę jego przesuwania się.

Nie zagłębiając się w teorię, wygląda na to, iż opadanie jest spowodowane przez zestaw wiertniczy, który jest sztywny lub innymi słowy przez zestaw wiertniczy, który jest dominujący w przesuwaniu się zespołu dyszy.

W celu sterowania tymi urządzeniami stosowany jest pomocniczy element wygięty, przy czym sztywny ciąg wiertniczy jest obracany w celu zmiany położenia pomocniczego elementu wygiętego, co zapewnia odpowiedni stopień sterowności układu.

Znane są zestawy wiertnicze utworzone z rur w kręgach. Rury w kręgach pozwalają na pewien stopień elastyczności zestawu wiertniczego. Jednakże, rury w kręgach pozwalają jedynie na ograniczoną wielkość wygięcia i stwierdzono, iż jeśli rury w kręgach są w sposób wymuszony zwinięte wokół nastawnej oprawy do wierteł, rury przekraczają swoją granicę sprężystości, co oznacza, że trudno jest uzyskać ich poprzedni kształt. Rury muszą być odcinane metodą elektrochemiczną lub przy zastosowaniu pewnych innych sposobów i tym samym nie działająjak przewód elastyczny.

Międzynarodowe zgłoszenie patentowe nr: WO 95/09963 opisuje układ do wiercenia. W układzie tym pierwszy zestaw wiertniczy jest wpychany w dół otworu wiertniczego i odchylany poziomo dzięki zastosowaniu kolana. Pierwszy zestaw wiertniczy posiada mechaniczną wrębiarkę kulową, przy czym zestaw wiertniczy obraca się w celu obracania wrębiarki kulowej. Następnie ten zestaw wiertniczy jest wyjmowany i przez kolano, w dole otworu wiertniczego umieszcza się drugi elastyczny zestaw wiertniczy.

Drugi zestaw wiertniczy nie obraca się i jest zakończony wrębiarką cieczową o stosunkowo niskim ciśnieniu roboczym wynoszącym około 3000 - 4000 psi (funta na cal kwadratowy). Wrębiarka cieczowa powoli wystrzeliwuje otwór w otaczającej warstwie. Wydąje się, iż nie ma innego sposobu na przesuwanie zestawu wiertniczego w poziomy otwór wiertniczy, niż tego jak poprzez obciążanie zestawu wiertniczego w pionie lub konwencjonalne popychanie zestawu wiertniczego. Wrębiarka posiada mniej więcej tradycyjny niskociśnieniowy zespół wstecznej dyszy wylotowej (około 3000 - 4000 psi), którego zadaniem jest wypłukiwanie wrębin. Przedstawiony kąt wylotowych dysz wstecznych (45°) jest odpowiedni do czynności płukania lecz przy takim kącie dyszy wylotowe nie działają w taki sposób aby zapewnić jakikolwiek znaczący ciąg do przodu. Faktycznie, wydaje się, iż tylko dysze wylotowe mogą posiadać dodatkową funkcję zrównoważenia szybkiego ruchu powrotnego spowodowanego przez przednie nie obracające się dysze, tak aby przesuwanie się było spowodowane obciążeniem zestawu wiertniczego.

Ponieważ nie ma innego mechanizmu do przesuwania za wyjątkiem obciążenia ciągu wiertniczego, wrębiarka cieczowa przesuwa się bardzo powoli z określoną szybkością cięcia wynoszącą 60 m na 6 -10 godzin, nawet w miękkiej skale.

Ponieważ wygląda na to, że zestaw wiertniczy oddziaływuje na ruch do przodu wrębiarki, może wciąż występować problem opadania kąta cięcia tj. problem stwierdzony przy sztywnych zestawach wiertniczych.

Bez wykorzystania innych środków przesuwania niż obciążenie zestawu wiertniczego, co jest oczywiste, istnieje duże prawdopodobieństwo, że idące poziomo wiercenie spowoduje dopasowanie się elastycznego ciągu wiertniczego, co jest znane jako zjawisko śrubowego zakleszczenia się, co następuje wtedy gdy nawet przy popychaniu zestawu wiertniczego nie można dalej przesuwać go. To właśnie prawdopodobnie dlatego, długość poziomego otworu w podanych przykładach była ograniczona do około 60 m.

W podanych przykładach, zestaw wiertniczy jest stalowym rurowaniem z segmentów o średnicy zazwyczaj mniejszej niż 12,5 mm w celu zapewnienia mu wystarczającej elastyczności. Przy małej średnicy rury, do wrębiarki cieczowej można doprowadzić tylko małe ilości wody o niskim ciśnieniu.

Przy odprowadzaniu metanu z cienkiego pokładu węgla, jest niezmiernie ważne, żeby ze względu na wydajność nie zmieniać przepuszczalności węgla. Jakiekolwiek obniżenie przepuszczalności wpłynie niekorzystnie na odprowadzanie metanu w wycinanym otworze wiertniczym z otaczającego węgla. Wiadomo jest, że środki powierzchniowo czynne obniżają

182 186 przepuszczalność węgla i dlatego, też do wiercenia otworów odprowadzających w pokładach węgla, przedstawiony powyżej układ do wiercenia nie byłby odpowiedni, ponieważ trzeba stosować środki powierzchniowo czynne.

Celem wynalazku jest dostarczenie układu do wiercenia, który może przezwyciężyć wyżej wymienione niedogodności lub pozwoli społeczeństwu na dokonanie wyboru pod względem przydatności lub handlowym.

Sposób według wynalazku usuwania metanu z pokładu węgla polega na tym, że wprowadza się samoprzesuwający się układ do wiercenia składający się z urządzenia do wiercenia, wyposażonego w co najmniej jedną prowadzącą dyszę do cięcia strumieniem cieczy, środki zapewniające ruch do przodu urządzenia do wiercenia umieszczone na tym urządzeniu oraz w zestaw wiertniczy utworzony z elastycznego węża, w pokład węgla w celu wycięcia otworu wiertniczego, następnie usuwa się samoprzesuwający się układ do wiercenia z pokładu węgla oraz usuwa się metan przez wycięty otwór wiertniczy.

Sposób według wynalazku usuwania metanu z podziemnego pokładu węgla polega również na tym, że wierci się otwór wiertniczy przez powierzchnię gruntu w pokładzie węgla, tworzy się wydrążenie w otworze wiertniczym przylegające do pokładu węgla, następnie przesuwa się nastawną oprawę do wierteł w dół otworu wiertniczego i dalej do wydrążenia oraz ustawia się samoprzesuwający się układ do wiercenia strumieniem cieczy w żądanym kierunku ustawienia w wydrążeniu, gdzie układ do wiercenia posiada przynajmniej jedną prowadzącą dyszę do cięcia strumieniem cieczy, środki na urządzeniu do wiercenia w celu zapewnienia jego przesuwania się do przodu oraz elastyczny ciąg wiertniczy powodujący samoprzesuwanie się systemu w celu wycięcia otworu w pokładzie węgla oraz usunięcia metanu z otworu wiertniczego.

Wspomniana nastawna oprawa do wierteł posiada korzystnie wznoszone ramię.

Wspomniane wznoszone ramię może posiadać przynajmniej jedną dyszę do cięcia strumieniem cieczy, opisaną powyżej, do wycięcia szczeliny w otworze wiertniczym podczas wznoszenia ramienia.

W korzystnym wykonaniu, wspomniany samo-przesuwający się układ do wiercenia strumieniem cieczy zawiera urządzenie do wiercenia, które jest początkowo umieszczone we wspomnianym ramieniu i które odtąd może przesuwać się w celu wycięcia otworu.

Wspomniany powyżej samoprzesuwający się układ do wiercenia składa się z urządzenia do wiercenia wyposażonego w co najmniej jedną prowadzącą dyszę do cięcia strumieniem cieczy, środki zapewniające ruch do przodu urządzenia do wiercenia umieszczone na tym urządzeniu oraz w zestaw wiertniczy utworzony z elastycznego węża.

Środki zapewniające ruch do przodu układu według wynalazku mogą zawierać przynajmniej jedną wsteczną dyszę wylotową wprowadzającą w ruch do przodu urządzenie do wiercenia.

W układzie według wynalazku wąż elastyczny może korzystnie być przewodem dla cieczy do napędzania dyszy tnącej oraz przynajmniej jednej wstecznej dyszy wylotowej, przy czym wąż elastyczny nie jest wykorzystywany do celowego przesuwania dyszy tnącej.

Urządzenie do wiercenia może składać się z wielu łączonych ze sobą elementów pomocniczych.

We wspomnianym układzie część prowadząca urządzenia do wiercenia może zawierać obrotową wysokociśnieniową dyszę, posiadającą przynajmniej jedną przednią dyszę wylotową do cięcia i przynajmniej jedną boczną dyszę wylotową do rozwiercania.

Wspomniany układ może korzystnie posiadać wirującą dyszę osadzoną wewnątrz klatki ochronnej aby ją chronić i zmniejszyć ryzyko uderzania dyszy o ścianę otworu wiertniczego podczas jej wirowania.

W korzystnym wykonaniu wspomniana klatka posiada stopień, przy czym znajduje się on bezpośrednio za, przynajmniej jedną dyszą wylotową do rozwiercania a funkcją stopnia jest skierowanie dysz wylotowych do rozwiercania na występy w ścianie otworu wiertniczego, które chwytają stopień i nie dopuszczają do przesuwania się dyszy.

Urządzenie do wycinania według wynalazku może być sterowane za pomocą środków do sterowania.

182 186

Wspomniane środki do sterowania mogą zawierać ciecz przechodzącą przez przynajmniej jedną wsteczną dyszę wylotową strumienia, który może być wybiórczo odchylany poprzez zespół odchylający.

Wspomniany zespół odchylający może składać się z członu odchylającego, który może być wybiórczo przesuwany w i poza strumień cieczy dyszy wylotowej w celu odchylenia strumienia, gdzie człon odchylający zawiera występ na pierścieniu, a pierścień rozciąga się wokół wstecznego elementów pomocniczych, przez co obrót pierścienia powoduje, iż człon odchylający przechodzi wybiórczo przez i poza strumień cieczy dyszy wylotowej.

Wąż elastyczny wchodzący w skład układu do wiercenia może korzystnie składać się z plastikowego wewnętrznego rdzenia, wzmocnienia ze stalowego drutu i zewnętrznej plastikowej pokrywy.

W korzystnym wykonaniu urządzenia według wynalazku przynajmniej jedna wsteczna dysza wylotowa wyrzuca wodę pod wysokim ciśnieniem i pod kątem od 0° - 30° (stopni) do wzdłużnej osi urządzenia do wiercenia. Aby działać skutecznie jako dysze wylotowe ciągu, korzystnie jest gdy dysze strumienia znajdują się pod małym kątem do osi wzdłużnej urządzenia. Korzystne są kąty o wartości od 0° do 30°, przy czym kąt o wartości 5° jest w szczególności korzystny, ponieważ powoduje on, iż ciąg wody czyści przyłączony wąż elastyczny (i nie przecina go), jednocześnie wciąż posiadając akceptowalny kąt ciągu do tyłu.

Przedmiotem wynalazku jest samoprzesuwający się układ do wiercenia składający się z urządzenia do wiercenia wyposażonego w co najmniej jedną prowadzącą dyszę do cięcia strumieniem cieczy, środki zapewniające ruch do przodu urządzenia do wiercenia umieszczone na tym urządzeniu oraz w zestaw wiertniczy utworzony z elastycznego węża.

W niniejszym wynalazku, został opracowany układ gdzie sztywny zestaw wiertniczy został zastąpiony elastycznym zestawem wiertniczym, który nie jest przeznaczony do przesuwania zespołu dyszy. Uważamy, że przy elastycznym zestawie wiertniczym urządzenie do cięcia pozostaje na tym samym poziomie. Ten elastyczny zestaw wiertniczy jest przystosowany do cieczy o wysokim ciśnieniu (10000 - 20000 psi) i posiada on zmniejszoną zdolność, lub nie posiada jej wcale, do pchania lub przesuwania urządzenia do cięcia. Dlatego, też niniejszy wynalazek obejmuje również samoprzesuwający się układ, który wjednej ze swoich postaci może być w formie wstecznych dysz wylotowych posiadających odpowiednią budowę i wystarczający ciąg, aby zapewnić przesuwanie się urządzenia do cięcia.

Główną zaletą stosowania wysokociśnieniowego węża elastycznego jako zestawu wiertniczego jest to, iż może on być stale podawany z bębna a następnie zwijany. Eliminuje to potrzebę ciągłego dokładania i odejmowania sztywnych prętów wiertniczych. Dlatego, też przy zastosowaniu takiej techniki możliwe są znaczące zyski wydajności. Chociaż stalowe rurowanie z segmentów, co jest znaną techniką, może być wykorzystane w podobny sposób, koszty materiałowe rurowania i wciągarek są w tym przypadku znacznie większe niż dla niniejszego wynalazku.

Dodatkowo, do przesuwania zestawu wiertniczego w otworze wiertniczym, wymagane są skomplikowane i drogie metody. Przy pomocy tego wynalazku, zespół do cięcia i elastyczny zestaw wiertniczy mogąbyć przesuwane stosunkowo prosto i tanio.

Elastyczność zestawu wiertniczego umożliwia również zastosowanie wynalazku do wiercenia kierunkowego. Wiercenie kierunkowe odnosi się do sytuacji, gdzie istnieją korzyści ze zmiany kierunku wierconego otworu w kontrolowany sposób. W szczególności wysokociśnieniowy wąż posiada możliwość stosunkowo łatwego zakręcania go przez bardzo mały promień, który określa się jako 0,6 m lub mniej. Jedyną inną znaną techniką zdolną do osiągnięcia tego jest ponownie rurowanie z segmentów, które posiada znacznie większe towarzyszące mu koszty materiałowe, jak zostało to wspomniane wcześniej. Oprócz tego rury w kręgach mogą zakręcić przez bardzo mały promień jedynie poprzez wymuszenie na rurach stalowych przejścia poza granicę sprężystości materiału. Powstałe odkształcenia poważnie obniżajątrwałość użytkową rurowania, co zazwyczaj oznacza, iz odcinek rurowania przechodzący przez bardzo mały promień nie jest wciągany oraz w celu oderwania go trzeba zastosować skomplikowane metody, łącznie z mechanicznymi i elektrochemicznymi urządzeniami do odcinania. Powiększa to znacznie koszty. Przy zastosowaniu tego wynalazku elastyczny ciąg

182 186 wiertniczy może być wciągany i ponownie wykorzystany bez zbytniego wpływu na trwałość użytkową wysokociśnieniowego węża. Kolejną wadą rur w kręgach do wiercenia kierunkowego w węglu jest to, iż bez wciągnięcia ich, rurowanie może stanowić zagrożenie bezpieczeństwa podczas późniejszego wydobywania węgla sposobami podziemnymi. Środki chemiczne stosowane do odcięcia rurowania mogą również wpływać niekorzystnie na przepuszczalność pokładu węgla.

W ten sposób, przez pozbycie się sztywnego ciągu wiertniczego i zapewnienie samoprzesuwającego się mechanizmu, korzystnie w formie jednej lub więcej wstecznych dysz wylotowych, uzyskuje się wydajny układ do wiercenia.

Elastyczny wąż może funkcjonować jedynie jako ciąg wiertniczy lecz korzystniej jest, gdy może on również pełnić rolę przewodu dla cieczy do napędzania dyszy tnącej oraz wstecznych dysz wylotowych. Przewiduje się, iż można dołączyć kolejne oddzielne węże jako przewody dla cieczy, jednak na tym etapie korzystniej jest, gdy sam ciąg wiertniczy również funkcjonuje jako wąż z cieczą. Wąż powinien wytrzymywać wysokie ciśnienia wynoszące od 10000 - 20000 psi.

Część prowadząca urządzenia do wiercenia może zawierać obrotową wysokociśnieniową dyszę. Odpowiednią dyszą jest dysza typu Woma FR47, która jest dostępna na rynku. Dysza ta zawiera przednie tnące dysze wylotowe oraz boczne rozwiercające dysze wylotowe i mogą być stosowane przy ciśnieniach dyszy wynoszących 10000 - 20000 psi, zazwyczaj 10000-15000 psi.

Obrotowa dysza może być osadzona wewnątrz osłony ochronnej. Osłona ochronna może składać się z tylnej części cylindrycznej oraz z otwartej przedniej części klatkowej. Część klatkowa chroni dyszę i zmniejsza ryzyko uderzenia dyszy w bryłę w czasie jej obracania się.

Klatka może być stopniowana, przy czym stopień znajduje się bezpośrednio za rozwiercającymi dyszami wylotowymi. Stopień może skierować rozwiercające dysze wylotowe na występy w ścianie otworu wiertniczego, które chwytają stopień i nie dopuszczają do przesuwania się dyszy. Wtedy rozwiercające dysze wylotowe mogą być w stanie usunąć występy i tym samym umożliwić dalsze przesuwanie się urządzenia do cięcia.

Wąż elastyczny, który jest przyłączony do urządzenia do cięcia, jest wysokociśnieniowym wężem elastycznym, który jest wystarczająco giętki aby można było go wyciągnąć z otworu wiertniczego. Wąż ten jest również wystarczająco giętki aby mógł on być odchylany przez nastawną oprawę do wierteł. Wąż elastyczny nie jest przeznaczony do pełnienia roli popychacza urządzenia do cięcia, ponieważ urządzenie do cięcia jest samoprzesuwne dzięki wstecznym dyszom wylotowym. Tak więc, wąż elastyczny różni się od rur w kręgach, które mogą być gięte poza granicę swojej sprężystości (na przykład przez nastawną oprawę do wierteł) lecz, które nie może być odzyskiwane bezproblemowo i zazwyczaj jest odcinane metodą elektrochemiczną. W odmianie, wąż jest utworzony z wewnętrznego rdzenia wykonanego z poliformaldehydu i żywicy poliamidowej. Cztery spiralne warstwy drutu stalowego o dużej wytrzymałości na rozciąganie są nawijane wokół wewnętrznego rdzenia w celu zapewnienia wytrzymałości na ciśnienie. Rdzeń zewnętrzny jest wykonany z żywicy poliamidowej. Jest on dostępny na rynku pod nazwą Wysokociśnieniowy wąż elastyczny .

Urządzenie nie musi posiadać pomocniczego elementu wygiętego, ponieważ wąż elastyczny może nie być odpowiedni do kontrolowania kierunku ustawienia pomocniczego elementu wygiętego.

Korzystnie jest, gdy zapewni się przynajmniej jedną wsteczną dyszę wylotową, która może stanowić część pomocniczego elementu wstecznej dyszy wylotowej. Pomocniczy element wstecznej dyszy wylotowej może przylegać do tylnej części urządzenia do cięcia. Ten element pomocniczy może posiadać cztery wsteczne dysze wylotowe, składające się z dysz skierowanych do tyłu a wsteczne dysze wylotowe mogą być równo rozmieszczone dookoła elementu pomocniczego. Wsteczne dysze wylotowe zapewniają ciąg w przód a zatem samoprzesuwanie się urządzenia do wiercenia. Dysze wylotowe zazwyczaj działają przy ciśnieniu 10000 - 20000 psi a ilość i wielkość dysz wylotowych może różnić się tak, aby zapewnić urządzeniu ciąg użyteczny w przód.

182 186

Urządzenie do cięcia może być sterowane za pomocą środków do sterowania. Jedną z form środka do sterowania stanowi ciecz przechodząca przez dysze strumienia wstecznego, która może być wybiórczo odchylana przy zastosowaniu zespołu odchylającego. Zespół odchylający może tym samym pomóc w sterowaniu urządzeniem do cięcia. Zespół odchylający składa się z członu odchylającego, który może być wybiórczo wprowadzany i wyprowadzany ze strumienia cieczy dyszy wylotowej w celu odchylenia strumienia. Odpowiednio, człon odchylający zawiera występ lub coś w rodzaju członu na pierścieniu, przy czym pierścień ciągnie się wokół wstecznego pod-elementu. Obrót pierścienia może spowodować, iz człon odchylający wybiórczo wchodzi i wychodzi ze strumienia cieczy dyszy wylotowej. Pierścień może być obracany przez siłownik, umieszczony w obrębie urządzenia do cięcia.

W kolejnej postaci, mechanizm sterujący wykorzystuje boczne dysze wylotowe ciągu, w celu zmiany kierunku wiercenia otworu wiertniczego. Dysze te są pobudzane przez sterowane elektromagnetycznie wysokociśnieniowe zawory.

Zespół odchylający może stanowić część układu prowadzenia w celu sterowania urządzeniem do cięcia przez ciało stałe takie jak pokład węgla. Układ prowadzenia może być tak skonstruowany aby zapewniał ciągłe wskazania wysokości urządzenia do cięcia w czasie rzeczywistym i aby mógł umożliwić operatorowi na powierzchni, komputerowe sterowanie urządzeniem. Układ prowadzenia może składać się z następujących elementów składowych:

(a) czujnika, który określa położenie urządzenia do cięcia w przestrzeni trójwymiarowej, (b) jednożyłowej linii przewodowej do przesyłania informacji pomiędzy urządzeniem do cięcia a powierzchnią (gdzie znajduje się operator), (c) komputera do obliczania i wyświetlania informacji dotyczących trajektorii urządzenia do cięcia, oraz (d) mechanizmu sterowniczego, który może składać się z zespołu odchylającego opisanego powyżej.

Przedmiot wynalazkujest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie:

Figura 1 przedstawia ogólny widok z boku urządzenia do cięcia według odmiany wynalazku;

Figura 2 przedstawia powiększony widok prowadzącej osłony ochronnej;

Figury 3A i 3B przedstawiają widok główny i boczny prowadzącej osłony ochronnej z małym stopniowaniem;

Figura 4 przedstawia przednie dysze do cięcia strumieniem cieczy;

Figura 5 przedstawia tylny zespół wstecznej dyszy strumieniowej urządzenia do cięcia;

Figura 6 przedstawia urządzenie z fig. 1 posiadające mechanizm odchylający w celu odchylenia wstecznego strumienia wody;

Figura 7 przedstawia część przedniej dyszy do cięcia strumieniem cieczy;

Figura 8 przedstawia urządzenie do cięcia według drugiej odmiany;

Figura 9 przedstawia, w sposób ogólny, układ do wiercenia strumieniem cieczy w użyciu.

Patrząc na rysunki, zaczynając od fig. 9, przedstawiony jest na nim, w sposób schematyczny, układ do wycinania zasadniczo poziomego korytarza w pokładzie węgla 100. Rysunek 9 przedstawia pionowy otwór wiertniczy 101 ciągnący się wzdłuż pokładu węgla. Nastawna oprawa do wierteł 104 jest umieszczona w otworze wiertniczym oraz w przygotowanym wcześniej wydrążeniu 105. Nastawna oprawa do wierteł, może być tą opisaną w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym, będącym jednocześnie przedmiotem postępowania patentowego. Treść owego patentu jest tu zawarta poprzez odpowiedni odsyłacz. Nastawna oprawa do wierteł 104 posiada korpus główny 106 o tak dobranym wymiarze, aby możliwe było jej umieszczenie w otworze wiertniczym. Przedłużane ramię 107 jest przymocowane do części głównej korpusu, a ramię może być wznoszone hydraulicznie w celu dostosowania kierunku ustawienia w poziomie (możliwe są również inne kąty).

Urządzenie do wiercenia strumieniem cieczy 108, które jest przedmiotem obecnego zgłoszenia może być umieszczone w ramieniu 107, w taki sposób, że gdy ramię wznosi się, urządzenie może rozpocząć wycinanie otworu w pokładzie węgla. Wąż elastyczny 109 jest cały czas ciągnięty przez urządzenie, przy czym wąż przechodzi przez nastawną oprawę do wierteł, w górę otworu i, który może być rozwijany z bębna 110 znajdującego się na po

182 186 wierzchni. Elastyczność węża 109 pozwala na jego przejście przez całkiem ciasny promień, co z kolei pozwala na zastosowane nastawnej oprawy do wierteł o małych wymiarach.

Po wycięciu żądanej długości otworu przez urządzenie do wiercenia strumieniem cieczy, może ono być z powrotem zwinięte w ramię 107, ramię może zostać schowane a nastawna oprawa do wierteł zawierająca urządzenie do wiercenia może być wyniesiona na powierzchnię. Układ znajduje szczególne zastosowanie przy wierceniu długich otworów do odprowadzania metanu w pokładach węgla.

Należy docenić to, że zastosowanie układu do wiercenia strumieniem cieczy nie jest ograniczone tylko do stosowania z nastawną oprawą do wierteł ale może też być stosowane samodzielnie lub z innymi urządzeniami.

Na fig. 1 przedstawione jest urządzenie do cięcia strumieniem cieczy 10.

Urządzenie 10 jest zbudowane z wielu oddzielnych, lecz możliwych do łączenia ze sobą, elementów pomocniczych. Pomocniczy element prowadzący 11 zawiera obudowę ochronną. Obudowa ochronna posiada tylną, zasadniczo pustą w środku część cylindryczną 12 oraz przednią część klatkową 13. Wewnątrz osłony 11 umieszczony jest samo-obrotowy wysokociśnieniowy zespół dyszy 40 Woma FR47 lub podobnego typu, który jest dostępny na rynku (patrz rysunek 4 i 7). Zespół dyszy jest przymocowany do nadlewu 40A i zawiera trzpień obrotowy 40B, na którym osadzona jest wirująca dysza 40C. Dysza 40C składa się z idących do przodu wylotowych dysz tnących 41 oraz bocznych rozwiercających dysz wylotowych 42. Dysze wylotowe 41 i 42 pracują przy ciśnieniu o wartości w granicach 10000 - 15000 psi. Dysza 40C jest przymocowana do trzpienia obrotowego za pomocą kołka 40D, który jest ustalany w pozycji w rowku pierścieniowym 40E na trzpieniu obrotowym.

Część klatkowa 13 umożliwia, aby wylotowe dysze tnące oraz dysze wylotowe rozwiercające wycinały korytarz w jednolitym materiale (takim jak pokład węgla), przy czym chroni ona dyszę przed uszkodzeniem i utknięciem.

Na fig. 3, część klatkowa 13 posiada stopień 14, który jest umieszczony bezpośrednio za dyszami rozwiercającymi agregatu Woma. Stopień 14 kieruje rozwiercające dysze wylotowe na występy w ścianie otworu wiertniczego, które chwytają stopień i nie dopuszczają do przesuwania się dyszy. W tym czasie dysze rozwiercające są w stanie usunąć występy i w związku z tym umożliwią dalsze przesuwanie się urządzenia do wiercenia 10.

Figura 2 przestawia inny typ części klatkowej 13A bez stopnia.

Bezpośrednio za osłoną 11 znajduje się pomocniczy element pośredni 16, który jest zasadniczo pusty w środku i może zawierać wewnątrz czujniki pomiarowe, układy prowadzące i tym podobne. Dodatkowo, element pomocniczy posiada kształt cylindryczny, tym samym zapewniając dyszom symetrię, która pomaga w wierceniu prostoliniowych otworów. Cylindryczny kształt również skutecznie zmniejsza pierścień pomiędzy dyszą a ścianą otworu wiertniczego, przez które muszą przejść woda i wrębiny węgla. Woda o wysokim ciśnieniu przepływa przez wewnętrzną rurę 43 i dochodzi do dyszy Woma FR47. Jeśli średnica otworu wiertniczego staje się zbyt mała, wtedy woda i wrębiny nie mogą wystarczająco szybko wydostać się przez dyszę. Prowadzi to do wzrostu ciśnienia przed dyszą, do takiego poziomu, przy którym dysza cofa się do tyłu względem siły z wstecznych dysz wylotowych. Stwarza to kolejną okazję aby tnące i rozwiercające dysze wylotowe mogły skutecznie wycinać otwór wiertniczy i zwiększyć jego średnicę. W ten sposób uzyskuje się bardziej spójną średnicę otworu wiertniczego.

Do elementu 16 podłączony jest tylny pomocniczy element wstecznej dyszy wylotowej 19, który jest wyraźniej przedstawiony na rysunku 5. Pomocniczy element wstecznej dyszy wylotowej 19 posiada cztery wsteczne dysze wylotowe 20, 21, 22 i 23 rozmieszczone równomiernie dookoła tylnego końca elementu. Każda z wstecznej dyszy wylotowej zawiera kanał w elemencie pomocniczym 19, wykonany obróbką skrawaniem lub ukształtowany w inny sposób. Dysza (nie pokazana) jest umieszczona w odpowiednim gnieździe 24 wewnątrz podelementu wstecznej dyszy wylotowej 19 i przylegającym do kanału. Gniazdo a zatem i dysza znajduje się w kontakcie z cieczą z wnętrzem pod-elementu wstecznej dyszy wylotowej 19 poprzez kanały 25. Dysze są nachylone pod optymalnym kątem 5° do poziomu aby oczyszczać wleczony elastyczny wąż oraz aby zapewnić odpowiedni ciąg do przodu urządzenia.

182 186

Woda przechodzi przez dysze pod ciśnieniem 10000 - 20000 psi. Dlatego też część cieczy o wysokim ciśnieniu przechodząca przez pomocniczy element wstecznej dyszy wylotowej 19 przejdzie przez dysze 24 tak, aby zapewnić urządzeniu do wiercenia 10 ciąg do przodu. Elastyczny ciąg wiertniczy (nie pokazany) jest przyłączony do tylnej części 26 pomocniczego elementu wstecznej dyszy wylotowej 19. Ciecz o wysokim ciśnieniu może przechodzić przez elastyczny ciąg wiertniczy oraz wzdłuż całego urządzenia do cięcia 10. Ciąg wiertniczy pełni rolę przewodu dla cieczy o wysokim ciśnieniu lecz jest zbyt giętki aby zapewnić wrębiarce cieczowej jakikolwiek znaczący ciąg do przodu. Elastyczność ciągu wiertniczego sprawia, iż jest on idealny w przypadku przechodzenia przez krzywizny, na przykład za pomocą nastawnej oprawy do wierteł, i nie wymaga to stosowania środków powierzchniowo czynnych.

W praktyce, ciecz o wysokim ciśnieniu taka jak woda, przechodzi przez elastyczny zestaw wiertniczy jak również dostaje się i przechodzi przez urządzenie 10. Ciecz o wysokim ciśnieniu napędza samo obrotową dyszę typu Woma jak również wsteczne dysze wylotowe.

W innym układzie, układ prowadzenia do sterowania dyszą przez pokład węgla, może być włączony do urządzenia. Układ prowadzenia jest tak skonstruowany aby zapewnić ciągłe wskazanie wysokości i położenia dyszy w czasie rzeczywistym, co umożliwia operatorowi na powierzchni, komputerowe sterowanie dyszą. Układ prowadzenia składa się z następujących elementów składowych:

- przyrządu pomiarowego, który określa położenie urządzenia do cięcia w przestrzeni trójwymiarowej,

- jednożyłowej linii przewodowej do przesyłania informacji pomiędzy urządzeniem do cięcia a powierzchnią (gdzie znajduje się operator),

- komputera i wyświetlacza monitora, który oblicza i wyświetla informacje dotyczące trajektorii dyszy, oraz

- mechanizmu sterowniczego, umieszczonego na dyszy, który kontroluje kierunek przesuwania się i w związku z tym zachowuje żądaną trajektorię.

Oprzyrządowanie pomiarowe może składać się ze strumieniowych magnetometrów i urządzeń do pomiaru przyspieszeń w trójwymiarowym układzie współrzędnych. Magnetometry są wykorzystywane do określania położenia w biegunowym układzie współrzędnych, gdzie skierowana jest dysza w stosunku do północnego bieguna magnetycznego. Urządzenia do pomiaru przyspieszeń są stosowane do określenia nachylenia dyszy wzdłuż jej osi wzdłużnej oraz kierunku ustawienia dyszy względem kierunku ruchu wskazówek zegara.

Sygnał wyjściowy z magnetometrów i urządzenia do pomiaru przyspieszeń jest zbierany i przetwarzany przez układ scalony umieszczony w korpusie dyszy. Następnie informacja ta jest przesyłana na powierzchnię w formie binarnej jednożyłową linią przewodową. Linia przewodowa może być albo wbudowana w oplot wysokociśnieniowego węża przymocowany na zewnątrz węża lub może być przeciągnięta przez środek węża.

Na powierzchni linia przewodowa jest podłączona do komputera, który zbiera sygnał z dyszy, przetwarza informacje oraz ustala położenie w biegunowym układzie współrzędnych, nachylenie i kierunek ustawienia dyszy względem kierunku ruchu wskazówek zegara w czasie rzeczywistym. Następnie informacje te są wyświetlane na monitorze komputera, umożliwiając operatorowi obserwację trajektorii dyszy i porównanie jej z trajektorią żądaną.

Jeśli dysza odchyla się od żądanej trajektorii o znaczącą wielkość, wtedy operator jest w stanie uruchomić mechanizm sterujący dyszy z klawiatury komputera. Operator może wprowadzić potrzebne zmiany kierunku. Komputer określa jak najlepiej dokonać zmian w kierunku i przesyła sygnał po linii przewodowej do układu scalonego w dyszy. Układ scalony uruchamia mechanizm sterujący i następuje zmiana trajektorii otworu wiertniczego.

Mechanizm sterujący składa się z pierścienia ślizgowego 30 (patrz fig. 6), który jest osadzony na obwodowym rowku znajdującym się za wstecznymi dyszami wylotowymi. Występ w formie płytki 31 zaprojektowany w celu odchylania strumienia dyszy wstecznej w kierunku ściany otworu wiertniczego, jest osadzony na pierścieniu ślizgowym. Silnik krokowy siłownika wewnątrz zespołu jest wykorzystywany do obracania pierścienia ślizgowego, w taki sposób, że płytka deflektora jest umieszczana za odpowiednią dyszą wylotową dla uzy

182 186 skania żądanej zmiany kierunku. Siły wytworzone poprzez odchylanie odpowiednich wstecznych dysz wylotowych, naprowadzają dyszę na żądany kierunek.

Na fig. 8, przedstawiona jest odmiana zespołu do cięcia. Zespół do cięcia 50, jak poprzednio, składa się z przedniej części klatkowej 51, korpusu pośredniego 52 oraz jednostki dyszy wstecznej 53, przy czym jednostka dyszy wstecznej 53 i przednia część klatkowa 51 są zasadniczo takie same jak te opisane powyżej.

Korpus pośredni 52 zawiera cztery wewnętrzne pręty rozporowe 54, 55, 56 i 57, które ciągną się wzdłuż wnętrza korpusu pośredniego 52. Pręty rozporowe tworzą podporę dla dodatkowych elementów składowych takich jak elektroniczne oprzyrządowanie pomiarowe. Oprzyrządowanie to w celu jego ochrony jest wtopione w żywicę epoksydową i szczelnie zamknięte w pojemniku. Pakiet przyrządów jest montowany w taki sposób, iż wsuwa się go wzdłuż czterech prętów rozporowych. Nadlew głowicy do wiercenia 59 stanowi pokrywę pojemnika oraz umożliwia przyłączenie do zespołu dyszy typu FR47 lub podobnej. Cały układ jest napinany za pomocą nakrętek, które są nakręcone na pręty rozporowe. Naciąg ponadto uszczelnia całość zespołu przy wykorzystaniu nylonowych lub podobnych tulejek. Następnie na dyszy typu FR47 można umieścić stopniowaną klatkę 51. W tym układzie, wewnętrzna rura wodna 60 jest umieszczona po jednej stronie wzdłuż wewnętrznego korpusu 52, aby zapewnić przestrzeń dla pakietu oprzyrządowania.

W trakcie prób, wykorzystując wysokociśnieniowe dysze strumienia wodnego, według wynalazku, wywiercono pięćdziesiąt cztery otwory bez odchylenia i siedem otworów gdzie zestaw wiertniczy był odchylany przy promieniu równym 0,3 m. W celu określenia optymalnych parametrów pracy dyszy, przetestowano różne ciśnienia pompowania, rodzaje klatek oraz rozmiary otworu dyszy.

Na podstawie wyników prób, optymalną kombinacją parametrów wiercenia jest ciśnienie pompy wynoszące 115 MPa, szybkość przepływu cieczy 234 litry/minutę, średnica dysz wylotowych tnących i rozwiercających na samoobrotowej dyszy typu Woma FR47 o wielkości 1,0 mm lub 1,2 mm oraz otwór o średnicy 1,2 mm dla wstecznych dysz wylotowych. Zastosowanie stopniowanej osłony klatkowej dyszy FR47 pozwana na uzyskanie bardziej gładkiego otworu wiertniczego i jego bardziej jednolitej średnicy.

Przykładem zastosowania tej kombinacji dyszy był otwór wiertniczy, wywiercony na sto dziewięćdziesiąt cztery metry w głąb w łącznym czasie 42 minut, podczas wiercenia otworu wiertniczego bez odchylenia. Kolejnym przykładem był otwór wiertniczy, wywiercony na sto dziewięćdziesiąt dwa metry w głąb w łącznym czasie 97 minut, przy zestawie wiertniczym pokonującym zakręt o bardzo małym promieniu wynoszącym 0,3 m. Należy zauważyć, że w przypadku tego układu nie ma potrzeby przerywania wiercenia w celu łączenia zestawów wiertniczych. W obu powyższych przypadkach, zaprzestano wiercenia ze względu na ograniczenie dostępności zestawu wiertniczego w tym czasie. Średnica otworu wynosiła około 110 mm. Oczywiste jest, iż szybkości wiercenia tego układu są dziesięciokrotnie większe niż znanego układu, który do przesuwania wrębiarki cieczowej wykorzystuje obciążenie zestawu wiertniczego.

Jest rzeczą oczywistą, iż w opisanej odmianie można dokonać wielu innych zmian i modyfikacji, bez odstępowania od idei lub zakresu wynalazku.

OPIS RYSUNKÓW

Rys.l 1.(10) 2.(11) 3.(12) 4.(13) 5.(16) 6.(19) 7. (20) 8.(21) 9.(22)

- Urządzenie do cięcia strumieniem cieczy

- Pomocniczy element prowadzący

- Tylna pusta część cylindryczna

- Część przednia klatki

- Pomocniczy element pośredni

- Tylny, pomocniczy element wstecznej dyszy wylotowej

- Wsteczna dysza wylotowa

182 186

10. (25) 11. (40) 12.(41) 13.(43)	- Kanały - Zespół wysokociśnieniowej dyszy - Dysza do cięcia - Rura wewnętrzna
Rys. 2. 2. (13A)	- Przednia część klatkowa w powiększeniu
Rys. 3A. 2-(12) 3.(13) 4. (14)	- Tylna pusta część cylindryczna - Przednia część klatkowa - Stopień
Rys. 3B 2.(12)	- Tylna pusta część cylindryczna
Rys. 4 1-(40) 2. (40A) 3. (40B) 4. (40D) 5. (40E) 6.(41) 7. (42)	- Dysza typu Woma FR47 - Nadlew - Trzpień obrotowy - Kołek - Rowek pierścieniowy - Dysze wylotowe do cięcia - Boczna dysza wylotowa rozwiercająca
Rys. 5 1.(19) 2.(20), (21), (22) 3- (24) 4. (25) 5- (26)	- Tylny, pomocniczy element wstecznej dyszy wylotowej - Wsteczna dysza wsteczna - Gniazdo - Kanał - Tylna część pomocniczego elementu wstecznej dyszy wylotowej
Rys. 6. 1.(11) 2.(19) 3. (30) 4.(31)	- Pomocniczy element prowadzący - Tylny, pomocniczy element wstecznej dyszy wylotowej - Pierścień ślizgowy - Występ w formie płytki
Rys. 7. l.(40B) 2. (40E)	- Trzpień obrotowy - Rowek pierścieniowy
Rys. 8 1-(50) 2- (51) 3.(52) 4- (53) 5.(54),(55), (56), (57) 6- (59) 7. (60)	- Zespół do cięcia - Przednia część klatkowa - Korpus pośredni - Zespół dyszy wstecznej - Pręt rozporowy - Nadlew głowicy do wiercenia - Wewnętrzna rura wodna
Rys. 9. 1. (100) 2.(101)	- Pokład węgła - Pionowy otwór wiertniczy

14	182 186
3. (104) 4. (105) 5. (106) 6. (107) 7. (108) 8. (109) 9.(110)	- Nastawna oprawa do wierteł - Gotowe wydrążenie - Główny korpus - Przedłużane ramię - Urządzenie do wiercenia strumieniem cieczy - Wąż elastyczny - Bęben

182 186

Fig. 7

182 186

Fig.^

182 186

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wiercenia strumieniem cieczy, znamienny tym, że wprowadza się samoprzesuwający się układ do wiercenia składający się z urządzenia wiercącego, wyposażonego w co najmniej jedną prowadzącą dyszę do cięcia strumieniem cieczy, środki zapewniające ruch do przodu urządzenia wiercącego umieszczone na tym urządzeniu oraz w zestaw wiertniczy utworzony z elastycznego węża, w pokład węgla w celu wycięcia otworu wiertniczego, następnie usuwa się samoprzesuwający się układ do wiercenia z pokładu węgla oraz usuwa się metan przez wycięty otwór wiertniczy.
2. Sposób wiercenia strumieniem cieczy, znamienny tym, że wierci się otwór wiertniczy przez powierzchnię gruntu w pokładzie węgla, tworzy się wydrążenie w otworze wiertniczym przylegające do pokładu węgla, następnie przesuwa się nastawną oprawę do wierteł w dół otworu wiertniczego i dalej do wydrążenia oraz ustawia się samo przesuwający się układ do wiercenia strumieniem cieczy w żądanym kierunku ustawienia w wydrążeniu, gdzie układ do wiercenia posiada przynajmniej jedną prowadzącą dyszę do cięcia strumieniem cieczy, środki na urządzeniu wiercącym w celu zapewnienia jego przesuwania się do przodu oraz elastyczny ciąg wiertniczy powodujący samoprzesuwanie się systemu w celu wycięcia otworu w pokładzie węgla oraz usunięcia metanu z otworu wiertniczego.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się samoprzesuwający się układ składający się z urządzenia wiercącego, wyposażonego w co najmniej jedną prowadzącą dyszę do cięcia strumieniem cieczy, środki zapewniające ruch do przodu urządzenia wiercącego umieszczone na tym urządzeniu oraz w zestaw wiertniczy utworzony z elastycznego węża.
4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że nastawna oprawa do wierteł posiada wznoszone ramię.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wznoszone ramię posiada przynajmniej jedną dyszę do cięcia strumieniem cieczy, opisaną powyżej, do wycięcia szczeliny w otworze wiertniczym podczas wznoszenia ramienia.
6. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że samoprzesuwający się układ do wiercenia strumieniem cieczy zawiera urządzenie wiercące, które jest początkowo umieszczone w ramieniu i które odtąd może przesuwać się w celu wycięcia otworu.
7. Układ do wiercenia strumieniem cieczy, znamienny tym, że zawiera urządzenie wiercące (108), wyposażone w co najmniej jedną prowadzącą dyszę tnącą strumieniem cieczy (40), środki przemieszczania do przodu (19) urządzenia wiercącego umieszczone na tym urządzeniu oraz w zestaw wiertniczy utworzony z elastycznego węża (109).
8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że środki przemieszczania do przodu (19) zawierają przynajmniej jedną wsteczną dyszę wylotową (20) wprowadzającą w ruch do przodu urządzenie wiercące (108).
9. Układ według zastrz. 8, znamienny tym. że wąż elastyczny (109) jest przewodem dla cieczy do napędzania dyszy tnącej strumieniem cieczy (40) oraz przynajmniej jednej wstecznej dyszy wylotowej (20), przy czym wąż elastyczny (109) nie jest wykorzystywany do celowego przesuwania dyszy tnącej strumieniem cieczy (40).
10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że urządzenie wiercące (108) składa się z wielu łączonych ze sobą elementów pomocniczych.
11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że część prowadząca urządzenia wiercącego (108) zawiera obrotową wysokociśnieniową dyszę tnącą strumieniem cieczy (40). posiadającą przynajmniej jedną przednią dyszę wylotową do cięcia i przynajmniej jedną boczną dyszę wylotową do rozwiercania.
12. Układ według zastrz. 11, znamienny tym, że dysza tnąca strumieniem cieczy zawiera wirującą dyszę (40C) osadzoną wewnątrz klatki ochronnej (13).

182 186
13. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że klatka (13), posiada stopień (14), przy czym znajduje się on bezpośrednio za, przynajmniej jedną, dyszą wylotową do rozwiercania a funkcją stopnia jest skierowanie dysz wylotowych do rozwiercania na występy w ścianie otworu wiertniczego, które chwytają stopień i nie dopuszczają do przesuwania się dyszy.
14. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że urządzenie wiercące jest wyposażone w środki sterowania.
15. Układ według zastrz. 14, znamienny tym, że środki sterowania zawierają ciecz przechodzącą przez przynajmniej jedną wsteczną dyszę wylotową strumienia (20), który może być wybiórczo odchylany poprzez zespół odchylający.
16. Układ według zastrz. 15, znamienny tym, że zespół odchylający składa się z członu odchylającego, który może być wybiórczo przesuwany w i poza strumień cieczy dyszy wylotowej w celu odchylenia strumienia, gdzie człon odchylający zawiera występ (31) na pierścieniu (30), a pierścień rozciąga się wokół zespołu środków przemieszczania do przodu (19), przez co obrót pierścienia powoduje, iż człon odchylający przechodzi wybiórczo przez i poza strumień cieczy dyszy wylotowej.
17. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że wąż elastyczny (109) składa się z plastikowego wewnętrznego rdzenia, wzmocnienia ze stalowego drutu i zewnętrznej plastikowej powłoki.
18. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że przynajmniej jedna wsteczna dysza wylotowa (20) wyrzuca wodę pod wysokim ciśnieniem i pod kątem od 0° - 30° (stopni) do wzdłużnej osi urządzenia wiercącego.

♦ * *