RU2084610C1

RU2084610C1 - Layout of drill string bottom part

Info

Publication number: RU2084610C1
Application number: RU94043417A
Authority: RU
Inventors: Ю.Р. Иоанесян; Б.В. Кузин; В.С. Лапавок; В.А. Казарян; В.И. Смирнов; В.В. Вологин; А.И. Игошин
Original assignee: Индивидуальное частное предприятие "ГЕОИНСТРУМЕНТС"
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1997-07-20
Also published as: RU94043417A

Abstract

FIELD: drilling equipment for mining industry. SUBSTANCE: proposed layout of drill string bottom part is intended for intensive solution of deeply laid masses of rock salt with subsequent delivery of highly concentrated solution of salt to day surface and possible utilization in future of cavities thus created in Earth's crust. Attached to lower end of turbo-drill shaft is bracket with pivotally fastened blades in the form of second order levers with their centers of gravity displaced relative to axis of turbo-drill. With rotation of turbo-drill shaft, centrifugal force gradually raises blades to working (horizontal) position and after that they begin operate as centrifugal pump creating vortex which intensively crushes and dissolves salt which surrounds bore-hole. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области буровой техники. Конкретная задача, решить которую должно предлагаемое устройство, добыча каменной соли из глубокозалегающих массивов путем интенсивного растворения стенок скважины и выноса высококонцентрированного раствора на поверхность. The present invention relates to the field of drilling equipment. The specific problem that the proposed device should solve is the extraction of rock salt from deep-seated arrays by intensive dissolution of the walls of the well and the removal of a highly concentrated solution to the surface.

Общеизвестная компоновка низа бурильной колонны, включающая турбобур, корпус которого присоединен к бурильным трубам, и породоразрушающий наконечник долото, закрепленное на валу турбобура. Такая компоновка широко используется при бурении скважин на нефть и газ, в разведочном бурении на эти и другие полевые ископаемые. Однако для вышеуказанной цели она непригодна, поскольку в исходящем потоке промывочной жидкости растворяется ничтожное количество каменной соли. A well-known layout of the bottom of the drill string, including a turbodrill, the body of which is attached to the drill pipe, and a rock cutting tip bit, mounted on the shaft of the turbodrill. This arrangement is widely used in drilling oil and gas wells, in exploratory drilling for these and other field minerals. However, for the above purpose, it is unsuitable, since an insignificant amount of rock salt dissolves in the effluent of the washing liquid.

Изобретение позволяет многократно интенсифицировать процесс растворения каменной соли. Для этого в названной компоновке породоразрушающий наконечник выполняется как вихреобразователь лопастная мешалка с переменным размахом шарнирно подвешенных лопастей, осуществляемым за счет центробежной силы. The invention allows to intensify repeatedly the process of dissolving rock salt. To do this, in the above arrangement, the rock cutting tip is performed as a vortex generator with a paddle mixer with a variable span of articulated suspended blades, due to centrifugal force.

Изобретение иллюстрируется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

К колонне бурильных труб 1 привинчен корпус турбобура 2. К нижнему концу вала 3 турбобура крепится кронштейн 4. В кронштейне, на оси 5 шарнирно установлены две лопасти 6, представляющие собой рычаги второго рода, центры тяжести которых смещены с оси турбобура. Лопасти могут быть плоскими либо пространственными, изогнутыми; их периферийные поверхности армированы износостойким материалом. На чертеже лопасти показаны в нерабочем положении, соответствующем спуско-подъему (сплошной линией) и в крайнем рабочем положении (штрихпунктиром). В кронштейне 4 имеется центральное отверстие, являющееся продолжением центрального канала, выполненного, как обычно, в нижней части вала 3 турбобура. The turbo-drill body 2 is screwed to the drill pipe string 1. The bracket 4 is attached to the lower end of the turbo-drill shaft 3. In the bracket, two blades 6 are pivotally mounted on the axis 5, which are levers of the second kind, the centers of gravity of which are offset from the axis of the turbo-drill. The blades can be flat or spatial, curved; their peripheral surfaces are reinforced with wear-resistant material. In the drawing, the blades are shown in the inoperative position corresponding to the lowering-lifting (solid line) and in the extreme working position (dash-dotted line). In the bracket 4 there is a Central hole, which is a continuation of the Central channel, made, as usual, in the lower part of the shaft 3 of the turbodrill.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Колонна бурильных труб спускается в предварительно пробуренную скважину так, чтобы лопастной вихреобразователь остановился против интересующего нас пласта каменной соли. По бурильным трубам от буровых насосов (на чертеже не показаны) подается необходимое количество пресной или слабо минерализованной воды, которая приводит во вращение вал 3 турбобура, после чего через центральные отверстия в валу 3 и кронштейне 4 поступает в скважину. Благодаря смещенному центру тяжести, под действием центробежной силы лопасти 6, стремясь развернуться в рабочее положение, начинают скоблить соляной пласт, способствуя его быстрому разрушению и растворению; после того, как лопасти развернулись максимально (штрихпунктир на чертеже), они начинают работать как центробежный насос, закручивая жидкость вокруг оси вала 3 и создавая тем самым плоский вихрь, интенсивно разрушающий и растворяющий за счет местной турбулизации потока соль, слагающую стенки скважины. The drill pipe string is lowered into a pre-drilled well so that the blade vortex generator stops against the rock salt layer of interest to us. The required amount of fresh or slightly mineralized water is supplied through the drill pipes from the mud pumps (not shown in the drawing), which drives the shaft 3 of the turbodrill, and then through the central holes in the shaft 3 and the bracket 4 enters the well. Due to the shifted center of gravity, under the action of the centrifugal force of the blade 6, trying to turn around in the working position, they begin to scrape the salt layer, contributing to its rapid destruction and dissolution; after the blades are maximally turned (dash-dot in the drawing), they begin to work as a centrifugal pump, twisting the fluid around the axis of the shaft 3 and thereby creating a flat vortex, which intensively destroys and dissolves the salt composing the walls of the well due to local turbulization of the flow.

Расчет показывает, что лопасти длиной 500-700 мм позволяют реализовывать мощность 200-300 кВт и, если необходимо, много большую. The calculation shows that the blades with a length of 500-700 mm make it possible to realize a power of 200-300 kW and, if necessary, a lot more.

При описанном процессе в толще земной коры на значительной глубине образуются полости размером несколько десятков метров в поперечнике, которые могут использоваться, например, для захоронения токсичных веществ. Образование таких полостей может быть в известных случаях основной целью использования данного изобретения. With the described process, cavities several tens of meters in diameter are formed in the thickness of the earth's crust at a considerable depth, which can be used, for example, for the burial of toxic substances. The formation of such cavities may be, in known cases, the main purpose of the use of this invention.

Claims

The layout of the bottom of the drill string, including a turbodrill, the body of which is attached to the drill pipe, and a rock cutting tip to the lower end of its shaft, characterized in that the rock cutting tip is made in the form of blades connected to the lower end of the turbo drill shaft by a hinge, the axis of which intersects with the longitudinal axis turbodrill at right angles, while the centers of gravity of the blades are offset relative to the axis of the turbodrill.