RU123064U1 - Borehole device for the implementation of rock fracturing - Google Patents

Borehole device for the implementation of rock fracturing Download PDF

Info

Publication number
RU123064U1
RU123064U1 RU2012115989/03U RU2012115989U RU123064U1 RU 123064 U1 RU123064 U1 RU 123064U1 RU 2012115989/03 U RU2012115989/03 U RU 2012115989/03U RU 2012115989 U RU2012115989 U RU 2012115989U RU 123064 U1 RU123064 U1 RU 123064U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
spool
holes
wall
sleeve
Prior art date
Application number
RU2012115989/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Клишин
Даньяр Иванович Кокоулин
Сергей Владимирович Клишин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН)
Priority to RU2012115989/03U priority Critical patent/RU123064U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU123064U1 publication Critical patent/RU123064U1/en

Links

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

Скважинное устройство для осуществления гидроразрыва горных пород, включающее корпус, выполненный в виде стакана с отверстиями в стенке для прохода рабочей жидкости, герметизаторы с втулками, установленные с обеих сторон стакана, золотник, установленный в стакане и снабженный пружиной, прижимающей его ко дну, штуцер и наконечник, отличающееся тем, что корпус снабжен центральной трубкой, имеющей у дна стакана шлицевые прорези, золотник плунжерного типа помещен в уплотнительную втулку и удерживающую ее распорную втулку, отверстия в стенке стакана ориентированы радиально, в уплотнительной втулке выполнены отверстия, соосные отверстиям в стенке стакана, а золотник, центральная трубка и уплотнительная втулка имеют уплотнения, обеспечивающие герметичность соединений.A downhole device for hydraulic fracturing of rocks, including a body made in the form of a glass with holes in the wall for the passage of working fluid, dock seals with bushings installed on both sides of the glass, a spool installed in the glass and equipped with a spring pressing it to the bottom, a choke and a tip, characterized in that the body is equipped with a central tube having slotted slots at the bottom of the glass, the plunger-type spool is placed in the sealing sleeve and the spacer bushing holding it, the holes in the wall of the glass are oriented radially, in the sealing sleeve there are holes coaxial with the holes in the wall of the glass, and the spool, center tube, and packing sleeve are sealed to ensure tight connections.

Description

Предполагаемое изобретение относится к горному делу, в частности, к управлению горным давлением принудительным обрушением горных пород и может быть использовано для герметизации зоны инициирующей щели в скважине при проведении флюидо- или гидроразрыва горных пород.The alleged invention relates to mining, in particular, to controlling rock pressure by forced collapse of rocks and can be used to seal the zone of the initiating gap in the well during fluid or hydraulic fracturing of rocks.

Известное устройство для гидроразрыва скважин, включающее упругие оболочки, закрепленные на полых стержнях с радиальными и осевыми каналами, соединенными между собой трубой, неподвижные наружные и внутренние уплотнительные обоймы. Устройство снабжено регулируемым редукционным клапаном, установленным между оболочками, а внутренние уплотнительные обоймы закреплены на стержнях посредством конических втулок [1].A known device for hydraulic fracturing, including elastic shells mounted on hollow rods with radial and axial channels interconnected by a pipe, fixed external and internal sealing clips. The device is equipped with an adjustable pressure reducing valve installed between the shells, and the internal sealing rings are fixed to the rods by means of tapered bushings [1].

Недостатком устройства является низкая пропускная способность редукционного клапана, обусловленная наличием в его конструкции запирающих элементов (шарик, пружина), которые препятствуют проходу рабочей жидкости в загерметизированное пространство с необходимой производительностью. В связи с этим снижается эффективность работы устройства. Кроме того, применение редукционного клапана ведет к усложнению конструкции герметизирующего устройства.The disadvantage of this device is the low throughput of the pressure reducing valve, due to the presence in its design of locking elements (ball, spring), which impede the passage of the working fluid into the sealed space with the required performance. In this regard, the efficiency of the device is reduced. In addition, the use of a pressure reducing valve complicates the design of the sealing device.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности признаков является устройство для осуществления гидроразрыва пород в скважине, принятое в качестве прототипа, включающее корпус, выполненный в виде стакана с отверстиями для прохода рабочей жидкости, герметизаторы с втулками, установленные с обеих сторон стакана, золотник, установленный в стакане и снабженный пружиной, прижимающей его ко дну, штуцер и наконечник [2].The closest in technical essence and combination of features is a device for fracturing rocks in a well, adopted as a prototype, including a housing made in the form of a glass with holes for the passage of the working fluid, sealants with bushings installed on both sides of the glass, a spool installed in glass and equipped with a spring, pressing it to the bottom, fitting and tip [2].

Недостатком этого устройства является ненадежность работы уплотнительной пары, включающей в себя уплотнение, выполненное из эластичного материала и прижатого к нему с помощью пружины золотника, так как при значительных по величине знакопеременных усилиях прижатия золотника к уплотнению (при закрывании-открывании устройства) возникает, вероятность разрушения последнего.The disadvantage of this device is the unreliability of the sealing pair, which includes a seal made of an elastic material and pressed against it by means of a spool spring, since with significant alternating efforts to press the spool against the seal (when closing and opening the device), there is a probability of destruction last one.

Технической задачей предложенного решения является повышение надежности работы разрывного устройства за счет применения золотника, конструктивное исполнение которого обеспечивает эффективную герметичность устройства при достаточно высокой долговечности его работы.The technical task of the proposed solution is to increase the reliability of the explosive device due to the use of a slide valve, the design of which ensures effective tightness of the device with a sufficiently high durability of its operation.

Поставленная задача достигается тем, что в скважинном устройстве для осуществления гидроразрыва горных пород, включающем корпус, выполненный в виде стакана с отверстиями в стенке для прохода рабочей жидкости, герметизаторы с втулками, установленные с обеих сторон стакана, золотник, установленный в стакане и снабженный пружиной, прижимающей его ко дну, штуцер и наконечник, корпус снабжен центральной трубкой, имеющей у дна стакана шлицевые прорези, золотник плунжерного типа помещен в уплотнительную втулку и удерживающую ее распорную втулку, отверстия в стенке стакана ориентированы радиально, в уплотнительной втулке выполнены отверстия, соосные отверстиям в стенке стакана, а золотник, центральная трубка и уплотнительная втулка имеют уплотнения, обеспечивающие герметичность соединений.This object is achieved in that in the downhole device for hydraulic fracturing of rocks, including a housing made in the form of a glass with holes in the wall for the passage of the working fluid, sealants with bushings mounted on both sides of the glass, a spool installed in the glass and equipped with a spring, pressing it to the bottom, the fitting and the tip, the housing is equipped with a central tube having slotted slots at the bottom of the glass, the plunger-type spool is placed in the sealing sleeve and holding its spacer sleeve ku, the holes in the glass wall are oriented radially, the holes are made in the sealing sleeve, are aligned with the holes in the glass wall, and the spool, the central tube and the sealing sleeve have seals that ensure tight joints.

Указанная совокупность признаков позволяет существенно повысить надежность работы устройства, так как использование золотника плунжерного типа обеспечивает качественную герметизацию при достаточно высокой долговечности работы устройства.The specified set of features can significantly improve the reliability of the device, since the use of a slide valve of the plunger type provides high-quality sealing with a sufficiently high durability of the device.

Сущность предложенного технического решения поясняется описанием конструкции скважинного устройства для осуществления гидроразрыва горных пород и чертежом, на котором представлен его продольный разрез.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the description of the design of the downhole device for hydraulic fracturing of rocks and the drawing, which shows a longitudinal section thereof.

Скважинное устройство для осуществления гидроразрыва горных пород состоит из полого корпуса, выполненного в виде стакана 1 с отверстиями 2 для прохода рабочей жидкости, соединенного открытой частью с полой втулкой 3 посредством резьбы. В дне стакана 1 выполнено сквозное центральное отверстие. На концах корпуса (во втулке 3 и на дне стакана 1) герметично закреплены герметизаторы 4 и 5 (далее уплотнительные элементы 4 и 5), способные деформироваться под действием давления рабочей жидкости. Со стороны свободных торцов уплотнительные элементы 4, 5 герметично соединены с наконечником 6 и штуцером 7, соответственно. В полости корпуса у дна стакана закреплена посредством распорной втулки 8 уплотнительная втулка 9, в которой размещен золотник 10 плунжерного типа, в центральное отверстие которого входит пустотелый патрубок 11, установленный между дном стакана 1 и торцом углубления во втулке 3. В стенках уплотнительной втулки 9 имеются радиальные отверстия 12, оси которых совпадают с осями отверстий 2 в стенках стакана 1. Прижатие золотника 10 к торцу уплотнительной втулки 9 осуществляется пружиной 13, установленной между золотником 10 и дном втулки 3. На торце пустотелого патрубка 11 со стороны дна стакана 1 выполнены шлицевые прорези 14. Уплотнения 15 во втулке 3, 16 в золотнике 10 и 17 в уплотнительной втулке 9 обеспечивают герметичность всех соединений устройства. Поверхность отверстия уплотнительной втулки 9 притерта по наружному диаметру золотника 10, что также обеспечивает достаточную герметичность соединения.The downhole device for hydraulic fracturing of rocks consists of a hollow body made in the form of a glass 1 with openings 2 for the passage of the working fluid connected by the open part to the hollow sleeve 3 by means of a thread. In the bottom of the glass 1, a through central hole is made. At the ends of the housing (in the sleeve 3 and at the bottom of the glass 1), the sealants 4 and 5 (hereinafter sealing elements 4 and 5) are tightly fixed, which are able to deform under the action of the pressure of the working fluid. From the side of the free ends, the sealing elements 4, 5 are hermetically connected to the tip 6 and the fitting 7, respectively. In the cavity of the housing at the bottom of the cup, a sealing sleeve 9 is fixed by means of a spacer sleeve 8, in which a plunger-type spool 10 is placed, in the central opening of which there is a hollow pipe 11 installed between the bottom of the cup 1 and the end face of the recess in the sleeve 3. The walls of the sealing sleeve 9 have radial holes 12, the axes of which coincide with the axes of the holes 2 in the walls of the glass 1. The spool 10 is pressed against the end of the sealing sleeve 9 by a spring 13 installed between the spool 10 and the bottom of the sleeve 3. At the end of the of the whole pipe 11, slotted slots 14 are made from the bottom of the glass 1. Seals 15 in the sleeve 3, 16 in the spool 10 and 17 in the sealing sleeve 9 ensure the tightness of all connections of the device. The surface of the opening of the sealing sleeve 9 is ground on the outer diameter of the spool 10, which also provides sufficient tightness of the connection.

При управлении горным давлением принудительным обрушением пород кровли скважинное устройство для осуществления гидроразрыва горных пород располагают в заранее пробуренной скважине с нарезанной инициирующей щелью. Через штуцер 7 подают рабочую жидкость под давлением - уплотнительные элементы 4 и 5, увеличиваясь в диаметре, прижимаются к стенкам скважины, герметизируют участок скважины, на котором расположена инициирующая щель. При превышении давления, на которое настроена пружина 13, золотник 10 начинает перемещаться в сторону втулки 3, открывая тем самым доступ рабочей жидкости к радиальным отверстиям 12 и 2 в стенках уплотнительной втулки 9 и стакана 1 - рабочая жидкость поступает в загерметизированное пространство скважины и производит разрыв горных пород. В результате осуществления гидроразрыва давление рабочей жидкости резко падает, золотник 10 под действием пружины 13 возвращается в исходное положение, а уплотнительные элементы 4 и 5 принимают исходную форму.When controlling rock pressure by forced collapse of roof rocks, a downhole device for rock fracturing is located in a pre-drilled well with a cut initiating slot. Through the nozzle 7 serves the working fluid under pressure - the sealing elements 4 and 5, increasing in diameter, are pressed against the walls of the well, seal the section of the well on which the initiating gap is located. When the pressure exerted by the spring 13 is exceeded, the spool 10 starts moving towards the sleeve 3, thereby opening the access of the working fluid to the radial holes 12 and 2 in the walls of the sealing sleeve 9 and the cup 1 - the working fluid enters the sealed space of the well and produces a gap rocks. As a result of hydraulic fracturing, the pressure of the working fluid drops sharply, the spool 10 under the action of the spring 13 returns to its original position, and the sealing elements 4 and 5 take their original shape.

Использование золотника плунжерного типа обеспечивает качественную герметизацию подвижных соединений устройства, что существенно повышает надежность и долговечность работы всего разрывного устройства, то есть достижение поставленной технической задачи.The use of a slide valve of the plunger type provides high-quality sealing of the movable joints of the device, which significantly increases the reliability and durability of the entire explosive device, that is, the achievement of the technical task.

Источники информацииInformation sources

1. Устройство для гидроразрыва скважин / а.с. СССР №877006, E21C 39/00, опубл. 20.10.1981, бюл. №40 (аналог);1. Device for hydraulic fracturing / a.s. USSR No. 877006, E21C 39/00, publ. 10/20/1981, bull. No. 40 (analogue);

2. Устройство для гидроразрыва пород в скважине / патент №2367791 РФ, E21C 39/00, опубл. 20.09.2009 (прототип).2. A device for hydraulic fracturing of rocks in a well / RF patent No. 2367791, E21C 39/00, publ. 09/20/2009 (prototype).

Claims (1)

Скважинное устройство для осуществления гидроразрыва горных пород, включающее корпус, выполненный в виде стакана с отверстиями в стенке для прохода рабочей жидкости, герметизаторы с втулками, установленные с обеих сторон стакана, золотник, установленный в стакане и снабженный пружиной, прижимающей его ко дну, штуцер и наконечник, отличающееся тем, что корпус снабжен центральной трубкой, имеющей у дна стакана шлицевые прорези, золотник плунжерного типа помещен в уплотнительную втулку и удерживающую ее распорную втулку, отверстия в стенке стакана ориентированы радиально, в уплотнительной втулке выполнены отверстия, соосные отверстиям в стенке стакана, а золотник, центральная трубка и уплотнительная втулка имеют уплотнения, обеспечивающие герметичность соединений.
Figure 00000001
Downhole device for hydraulic fracturing of rocks, including a housing made in the form of a glass with holes in the wall for the passage of working fluid, sealants with sleeves mounted on both sides of the glass, a spool installed in the glass and equipped with a spring pressing it to the bottom, a fitting and a tip, characterized in that the casing is provided with a central tube having slotted slots at the bottom of the glass; glasses are oriented radially in grommet openings coaxial holes in the cup wall and the spool, the central tube and the sealing sleeve are of seal-tight connections.
Figure 00000001
RU2012115989/03U 2012-04-19 2012-04-19 Borehole device for the implementation of rock fracturing RU123064U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115989/03U RU123064U1 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Borehole device for the implementation of rock fracturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115989/03U RU123064U1 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Borehole device for the implementation of rock fracturing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU123064U1 true RU123064U1 (en) 2012-12-20

Family

ID=49256928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012115989/03U RU123064U1 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Borehole device for the implementation of rock fracturing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU123064U1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2579040C1 (en) * 2015-01-12 2016-03-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Device for breaking rocks plastic material
RU2730091C1 (en) * 2020-02-12 2020-08-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) Downhole device for implementation of hydraulic fracturing of rocks
RU2760271C1 (en) * 2021-04-06 2021-11-23 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) Borehole device for hydraulic fracturing of rocks
RU208210U1 (en) * 2021-06-21 2021-12-08 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) BOREHOLE DEVICE FOR HYDRAULIC FACING OF ROCKS
RU226465U1 (en) * 2024-03-06 2024-06-05 Артем Анатольевич Курочкин Downhole device for hydraulic fracturing of rocks

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2579040C1 (en) * 2015-01-12 2016-03-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Device for breaking rocks plastic material
RU2730091C1 (en) * 2020-02-12 2020-08-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) Downhole device for implementation of hydraulic fracturing of rocks
RU2760271C1 (en) * 2021-04-06 2021-11-23 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) Borehole device for hydraulic fracturing of rocks
RU208210U1 (en) * 2021-06-21 2021-12-08 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) BOREHOLE DEVICE FOR HYDRAULIC FACING OF ROCKS
RU226465U1 (en) * 2024-03-06 2024-06-05 Артем Анатольевич Курочкин Downhole device for hydraulic fracturing of rocks
RU227343U1 (en) * 2024-03-18 2024-07-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" Downhole device for hydraulic fracturing of rocks
RU2827113C1 (en) * 2024-03-18 2024-09-23 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" Method of hydraulic fracturing of coal bed and downhole device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU123064U1 (en) Borehole device for the implementation of rock fracturing
RU2013141473A (en) DEVICE FOR USE IN UNDERGROUND WELLS, CONTAINING EXTRACTING WORKING BODIES, AND METHOD OF ITS OPERATION
CN106609659B (en) Hydraulic buckling type remote control diameter variable stabilizer
EA202192844A1 (en) PUNCHING AND INJECTION TOOL FOR DOWNHOLE CASING AND METHOD OF ITS APPLICATION
CN105705728A (en) Improved mandrel-less launch toe initiation sleeve
MX2018009366A (en) Downhole device and downhole system.
CN108386157A (en) Piston pressure opening type sliding sleeve switch and hydraulic fracturing construction method
RU2730091C1 (en) Downhole device for implementation of hydraulic fracturing of rocks
CN201934055U (en) Self-setting type tubing plug
CN106223914B (en) Steam injection device for steam huff-puff snubbing operation
CN203685145U (en) Gun throwing device for perforating gun
RU103378U1 (en) CIRCULATION VALVE (OPTIONS)
RU155716U1 (en) DEVICE FOR DRIVING PACKING EQUIPMENT
RU2457315C1 (en) Continuous hydraulic packer
RU2533466C1 (en) Packer setting tool
RU165205U1 (en) PACKER LATERAL HYDROMECHANICAL WITH BATTERY VALVE
RU124725U1 (en) DEVICE FOR INSULATION OF LAYERS IN A WELL
RU98041U1 (en) PACKER HYDRAULIC PASSING WITH A SMALL VALVE ASSEMBLY
RU2599397C1 (en) Device for actuation a packer in the working position
RU208210U1 (en) BOREHOLE DEVICE FOR HYDRAULIC FACING OF ROCKS
RU76972U1 (en) WELL HYDRAULIC DEVICE
RU130341U1 (en) DEVICE FOR INSULATION OF LAYERS IN A WELL
RU2760271C1 (en) Borehole device for hydraulic fracturing of rocks
RU2652407C1 (en) Device for hydraulic fracturing of rocks in well
CN107939334B (en) Plunger type expansion packer

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20121002

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20131220