RU2117746C1

RU2117746C1 - Device for erosional crushing of rock by hydraulic giant

Info

Publication number: RU2117746C1
Application number: RU95101420A
Authority: RU
Inventors: В.С. Новиков; В.Л. Загоруля
Original assignee: Дочернее открытое акционерное общество "ВолгоградНИПИнефть"
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1998-08-20
Also published as: RU95101420A

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: hydraulic giant head-piece is made for possible installing in socket of drilling bit and is provided with diffuser pipe having mixing chamber. Made in hydraulic giant head-piece is calibrating hole. Accelerating section and holes for ejection are provided in diffuser pipe. Internal edge of holes for ejection are located in plane of jet discharge from hydraulic giant head-piece. Aforesaid embodiment of device increases hydraulic power of flooded jet due to utilization of erosional crushing phenomenon by sludge of drilled rock being ejected. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Устройство относится к горному делу, а именно к способу разрушения горной породы затопленной гидромониторной струей. The device relates to mining, and in particular to a method of rock destruction by a flooded jet stream.

Известно устройство для эрозионного бурения скважин, содержащее полую насадку с осевой камерой разгона частиц абразивного материала и окнами для их эжектирования (А. с. 870705 СССР, МКИ E 21 C 37/16, E 21 B 7/18. Способ эрозионного бурения скважин и устройство для его осуществления). A device for erosive drilling of wells is known, comprising a hollow nozzle with an axial chamber for dispersing particles of abrasive material and windows for their ejection (A. p. 870705 USSR, MKI E 21 C 37/16, E 21 B 7/18. Method of erosive drilling of wells and device for its implementation).

Известен гидромониторный бур для эрозионного разрушения породы, содержащий эжектор, выполненный в виде соосных по отношению к гидромониторам конфузоров, высоконапорный сплав, гидравлически связанный с гидромонитором (А. с. 1057688 СССР, МКИ E 21 C 45/00, E 21 B 7/18. Гидромониторный бур). Known hydraulic drill for erosive rock destruction, containing an ejector made in the form of confusers coaxial with respect to hydraulic monitors, a high-pressure alloy hydraulically connected to a hydraulic monitor (A. p. 1057688 USSR, MKI E 21 C 45/00, E 21 B 7/18 Hydromonitor drill).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, повышающее эффективность гидромониторного разрушения горной породы затопленными струями путем приближения гидромониторной насадки к забою. (Эффективность долот с приближенными к забою насадками /Н.А.Жидовцев, В.И. Кириллин, Е.Н.Бородин и др. // Нефтяное хозяйство, 1990, N 2, c. 14-18). The closest technical solution to the invention is a device that increases the efficiency of hydromonitor destruction of rock by flooded jets by bringing the nozzle closer to the bottom. (Efficiency of bits with nozzles close to the bottom / N.A. Zhidovtsev, V.I. Kirillin, E.N. Borodin, etc. // Oil industry, 1990, N 2, p. 14-18).

Известные технические решения не обеспечивают возможности использования эрозионного способа разрушения пород при бурении скважин шарошечными и истирающего типа долотами из-за отсутствия в удлиненных насадках диффузорных окон и разгонной трубы, а в других - устройства, имея все необходимое для реализации этого способа, по своим габаритам и конструктивным особенностям не вписываются в ограниченные пространства шарошечных и истирающего типа долот. Known technical solutions do not provide the possibility of using the erosive method of rock destruction when drilling with cone and abrasion-type bits due to the absence of diffuser windows and an accelerating pipe in elongated nozzles, and in others, devices having everything necessary for implementing this method, in terms of size and design features do not fit into the limited spaces of cone and abrasive bits.

Задачей изобретения является повышение гидравлической мощности затопленной струи за счет использования эффекта эрозионного разрушения эжектируемым шламом выбуренной породы. The objective of the invention is to increase the hydraulic power of the flooded stream through the use of the effect of erosion destruction by ejected sludge cuttings.

Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность гидромониторного разрушения породы при бурении скважины шарошечными и истирающего типа долотами за счет реализации кинетической энергии ударяющихся о забой частиц выбуренной породы, эжектируемых из надшарошечного пространства. The proposed device allows to increase the efficiency of hydromonitor rock destruction during well drilling with cone and abrasion-type bits due to the realization of the kinetic energy of the particles of drill cut that hit the bottom, ejected from the over-conical space.

На фиг.1 изображена схема устройства. Figure 1 shows a diagram of a device.

Устройство эрозинного гидромониторного разрушения горной породы содержит калибровочное отверстие 2, насадку 1 с разгонным участком 6 и отверстиями для эжекции 4. Гидромониторная насадка 1 выполнена с возможностью установки в гнездо долота, снабжена диффузорной трубой 3 со смесительной камерой 5. Калибровочное отверстие 2 выполнено в гидромониторной насадке 1 перед смесительной камерой 5, а разгонный участок 6 и отверстия для эжекции 4 - в диффузорной трубе 3 с размещением внутренней кромки отверстий 4 для эжекции в плоскости выхода струи из насадки 1. The device erosive hydromonitor destruction of the rock contains a calibration hole 2, a nozzle 1 with a booster section 6 and holes for ejection 4. The hydraulic nozzle 1 is made with the possibility of installation in the socket bit, equipped with a diffuser pipe 3 with a mixing chamber 5. The calibration hole 2 is made in a hydraulic nozzle 1 in front of the mixing chamber 5, and the acceleration section 6 and the holes for ejection 4 in the diffuser pipe 3 with the placement of the inner edge of the holes 4 for ejection in the plane of the jet exit from cages 1.

При выходе из калибровочного отверстия 2 вокруг струи возникает вакуумное пространство, которое засасывает насыщенный выбуренной породой 7 буровой раствор 8, окружающий насадку 1. Буровой раствор 8 с выбуренной породой 7 поступает в смесительную камеру 5, где смешивается со струей и разгоняется по разгонному участку 6 до скорости струи. За счет эжекции суммарный поток раствора, падающий на забой, увеличивается на величину коэффициента эжекции в пределах 0,5-0,8 выходящего потока чрез калибровочное отверстие 2. When leaving the calibration hole 2, a vacuum space arises around the jet, which sucks in the drilling fluid 8 saturated with drill cuttings 7, surrounding the nozzle 1. The drilling fluid 8 with drill cuttings 7 enters the mixing chamber 5, where it is mixed with the jet and accelerates along the accelerating section 6 to jet speed. Due to ejection, the total flow of the solution falling to the bottom increases by the value of the ejection coefficient in the range of 0.5-0.8 of the outflow through the calibration hole 2.

Шлам, содержащий абразивные частицы выбуренной породы, разогнанный до скорости струи, с большой динамической силой ударяется о породу, разрушая ее микроударами. В результате совместного действия достигается эффективное гидромониторное разрушение породы затопленной струей. При этом разрушающая сила струи увеличивается при количестве абразива, обеспечивающем увеличение плотности раствора на 0,1 г/см³, в 2 раза, а на 0,4 г/м³ - в 10-15 раз, что в итоге приводит к росту механической скорости разрушения породы в 2-3 раза.Sludge containing abrasive particles of cuttings, dispersed to the speed of the jet, strikes the rock with great dynamic force, destroying it with micro impacts. As a result of the joint action, effective hydromonitor destruction of the rock by a flooded stream is achieved. In this case, the destructive force of the jet increases with the amount of abrasive, which provides an increase in the density of the solution by 0.1 g / cm ³ , 2 times, and by 0.4 g / m ³ - 10-15 times, which ultimately leads to an increase in mechanical rock destruction rate 2-3 times.

Claims

A device for erosive hydromonitor destruction of rock containing a calibration hole and a nozzle with an acceleration section and holes for ejection, characterized in that the hydromonitor nozzle is configured to install a bit in the socket and is equipped with a diffuser pipe with a mixing chamber, while the calibration hole is made in the hydromonitor nozzle, and the booster section and the holes for ejection in the diffuser pipe with the placement of the inner edge of the holes for ejection in the plane of the jet exit from the nozzle.