RU2167294C1

RU2167294C1 - Device for forming directed fractures in boreholes

Info

Publication number: RU2167294C1
Application number: RU2000101250/03A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Кю; А.М. Фрейдин; О.И. Чернов
Original assignee: Институт горного дела-Научно-исследовательское учреждение СО РАН
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2001-05-20

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: device may be used in formation of oriented fractures by fluid fracturing of rock through borehole to separate into layers of difficult-to-cave roofs, coal seam degassing, control of stressed-deformed state of rock mass in surroundings of mine working. The device includes hollow cylindrical body with circular protrusion on external surface, end channel for supply of working fluid and hole for its discharge, sealer in the form of tube coaxial to body and having circular stop on end and sealing sleeve made of monolithic material which is transformed into loose state under action of external load. Tabs of disc spring, fitted on tube between its circular stop and sealing sleeve are used as movable apart members with transverse pin-up wedges. Tube with end free from stop is installed into cavity of cylindrical body whose circular protrusion is made on end and comes in contact with sealing sleeve. EFFECT: higher efficiency of device operation. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для образования ориентированной трещины флюидоразрывом горной породы через скважину с целью расслоения труднообрушаемой кровли, дегазации угольного пласта, управления напряженно-деформированным состоянием породного массива в окрестности горной выработки. The invention relates to mining and can be used to form an oriented fracture by rock fracturing of a rock through a well with the aim of delaminating a hard-to-collapse roof, degassing a coal seam, and controlling the stress-strain state of a rock mass in the vicinity of a mine working.

Известно устройство для образования направленных трещин в скважинах по авторскому свидетельству СССР N 1222837, кл. E 21 C 37/06, E 21 B 43/25, опубл. в БИ N 13, 1986 г. Оно включает полый цилиндрический корпус с торцевым каналом подвода рабочей жидкости; соосный корпусу эластичный рукав с накладками с рабочими органами в виде клиньев на наружной поверхности; обжимные кольца, связывающие накладки между собой и с эластичным рукавом; кольцевой герметизатор, установленный на корпусе со стороны канала подвода рабочей жидкости; запорный клапан, установленный на противоположной стороне корпуса с возможностью продольного перемещения, и фиксатор положения клапана. Эластичный рукав установлен на корпусе между кольцевым герметизатором и запорным клапаном и жестко связан с ним своими торцами. В стенках корпуса выполнены отверстия, сообщающие его полость с пространством под эластичным рукавом и запорным клапаном. Фиксатор положения клапана выполнен в виде зацепов, связанных с накладками жестко, а с клапаном - с возможностью расцепления при раздвигании накладок. A device for the formation of directed cracks in wells according to the author's certificate of the USSR N 1222837, class. E 21 C 37/06, E 21 B 43/25, publ. in BI N 13, 1986. It includes a hollow cylindrical body with an end channel for supplying a working fluid; an elastic sleeve coaxial to the body with overlays with working bodies in the form of wedges on the outer surface; crimp rings connecting the pads between themselves and with an elastic sleeve; an annular sealant mounted on the housing from the side of the fluid supply channel; a shut-off valve mounted on the opposite side of the housing with the possibility of longitudinal movement, and a valve position lock. An elastic sleeve is mounted on the housing between the annular sealant and the shutoff valve and is rigidly connected to it by its ends. Holes are made in the walls of the body, communicating its cavity with a space under the elastic sleeve and a shutoff valve. The valve position lock is made in the form of hooks connected rigidly to the plates, and with the valve, with the possibility of disengagement when the plates are spread apart.

Это устройство имеет относительно сложную конструкцию, не предназначено для образования трещины непосредственно у забоя скважины. На ориентацию трещины оказывает влияние находящийся под высоким давлением жидкости сравнительно большой участок скважины между ее забоем и кольцевым герметизатором. До внедрения в горную породу клиньев подача жидкости в герметизируемое пространство не представляется возможной. Совокупность отмеченных недостатков обуславливает сравнительно узкую область применения и низкую эффективность работы устройства. This device has a relatively complex structure, not intended to form a crack directly at the bottom of the well. The orientation of the fracture is influenced by a relatively large portion of the well under high fluid pressure between its bottom and the annular seal. Before wedges are introduced into the rock, it is not possible to supply fluid to the space to be sealed. The totality of these shortcomings leads to a relatively narrow scope and low efficiency of the device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования направленных трещин в скважинах по авторскому свидетельству СССР N 1555483, кл. E 21 C 37/06, опубл. в БИ N 13, 1990 г. , включающее полый цилиндрический корпус с торцевым каналом подвода и отверстием для выхода рабочей жидкости, раздвижные элементы с поперечными закалывающими клиньями на наружных поверхностях, продольно установленные на корпусе, герметизатор в виде соосных корпусу кольцевого распорного элемента с конусной наружной поверхностью и основанием, обращенным к торцу корпуса с каналом подвода рабочей жидкости, и эластичного трубчатого элемента, установленного с возможностью надвигания на коническую поверхность кольцевого распорного элемента. Кольцевой распорный элемент установлен с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно корпуса. Раздвижные элементы выполнены в виде цанг, связанных концами лепестков с вершиной кольцевого распорного элемента. Корпус у торца, оппозитного торцевому каналу подвода рабочей жидкости, выполнен с конусным заострением, прилегающим к внутренним поверхностям лепестков цанг. Выходное отверстие расположено на торце корпуса со стороны клинового заострения. Закрывающие клинья расположены на свободных концах лепестков цанги. The closest in technical essence and the achieved result is a device for the formation of directed cracks in wells according to the author's certificate of the USSR N 1555483, class. E 21 C 37/06, publ. in BI N 13, 1990, including a hollow cylindrical body with an end supply channel and an opening for the outlet of the working fluid, sliding elements with transverse pinning wedges on the outer surfaces, longitudinally mounted on the body, a sealant in the form of an annular spacer element coaxial to the body with a conical outer surface and base facing the end of the housing with a channel for supplying a working fluid, and an elastic tubular element mounted with the possibility of pushing on the conical surface of the annular distribution molecular element. The annular spacer element is mounted with the possibility of limited longitudinal movement relative to the housing. The sliding elements are made in the form of collets connected by the ends of the petals with the apex of the annular spacer element. The case at the end opposite the end channel for supplying the working fluid is made with a conical point adjacent to the inner surfaces of the grip petals. The outlet is located at the end of the housing from the side of the wedge point. Closing wedges are located at the free ends of the collet petals.

Это устройство предназначено для образования трещин в горных породах с низкой прочностью и предполагает внедрение в стенки скважины клиньев. Оно имеет сложную конструкцию. Все это обуславливает его относительно низкую эффективность работы при стремлении образования трещины через скважину в горной породе с высокой прочностью. This device is intended for the formation of cracks in rocks with low strength and involves the introduction of wedges into the walls of the well. It has a complex structure. All this leads to its relatively low efficiency when the tendency to form cracks through the borehole in the rock with high strength.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности работы устройства за счет возможности образования направленных трещин в скважинах, пробуренных в горных породах любой прочности. The technical problem solved by the invention is to increase the efficiency of the device due to the possibility of the formation of directed cracks in wells drilled in rocks of any strength.

Задача решается тем, что в устройстве для образования направленных трещин в скважинах, включающем полый цилиндрический корпус с кольцевым выступом на наружной поверхности, торцевым каналом подвода и отверстием для выхода рабочей жидкости, раздвижные элементы с поперечными закалывающими клиньями, герметизатор в виде соосных корпусу трубки с кольцевым упором на торце, установленной с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно корпуса, и герметизирующей втулки, надетой на трубку с возможностью продольного перемещения по ее поверхности, согласно предлагаемому техническому решению, на трубку между ее кольцевым упором и герметизирующей втулкой надета тарельчатая пружина с лепестками, которая основанием примыкает к кольцевому упору, при этом герметизирующая втулка изготовлена из монолитного материала, который под действием внешней нагрузки переходит в сыпучее состояние, в качестве раздвижных элементов с поперечными закалывающими клиньями использованы лепестки тарельчатой пружины, а трубка свободным от кольцевого упора концом вставлена в полость цилиндрического корпуса, кольцевой выступ которого выполнен на торце и контактирует с герметизирующей втулкой. The problem is solved in that in the device for the formation of directional cracks in the wells, including a hollow cylindrical body with an annular protrusion on the outer surface, an end supply channel and an opening for the outlet of the working fluid, sliding elements with transverse pinning wedges, a sealant in the form of an annular tube coaxial to the body focusing on the end face mounted with the possibility of limited longitudinal movement relative to the housing, and the sealing sleeve worn on the tube with the possibility of longitudinal movement on its surface, according to the proposed technical solution, a disk spring with petals is put on the tube between its annular stop and the sealing sleeve, which base is adjacent to the ring stop, while the sealing sleeve is made of a monolithic material, which under the influence of an external load becomes loose , the disk spring petals are used as sliding elements with transverse pinning wedges, and the tube is inserted into the cavity with the end free from the ring stop l cylindrical body, an annular protrusion of which is made at the end and is in contact with the sealing sleeve.

Использование тарельчатой пружины позволяет герметизировать скважину и концентрировать напряжения по линии контакта ее лепестков со стенками скважины без внедрения в горную породу клиньев. Это обеспечивает возможность образовать направленные трещины в массиве горных пород практически любой прочности. Кроме этого, тарельчатая пружина является якорем, снижающим способность рабочей жидкости, которую подают в герметизированный участок под большим давлением, выдавливать устройство из скважины. The use of a Belleville spring makes it possible to seal a well and concentrate stresses along the line of contact of its petals with the walls of the well without introducing wedges into the rock. This provides the ability to form directional cracks in the rock mass of almost any strength. In addition, the Belleville spring is an anchor that reduces the ability of the working fluid, which is fed into the sealed area under high pressure, to squeeze the device out of the well.

Выполнение герметизирующей втулки из монолитного материала, переходящего под действием внешней нагрузки в сыпучее состояние, обеспечивает совпадение внешней поверхности герметизатора и поверхности стенки скважины, что обуславливает высокое сцепление между ними. Сцепление герметизатора с горной породой, выполненного по технологии холодной штамповки, где матрицей является участок скважины, ограниченный тарельчатой пружиной и кольцевым выступом корпуса, не ниже, чем у герметизатора, сформированного путем подачи в скважину твердеющей массы, например, бетона. Поэтому после герметизации скважины герметизатор и породный массив можно рассматривать как единое целое. В этом случае давление рабочей жидкости не передается стенкам скважины, как это имеет место при использовании эластичных герметизирующих элементов. В результате в зоне инициирования разрыва горной породы не возникают дополнительные напряжения, способные изменить направление развития создаваемой трещины. The implementation of the sealing sleeve from a monolithic material, passing under the action of an external load into a loose state, ensures the coincidence of the outer surface of the sealant and the surface of the well wall, which leads to high adhesion between them. The adhesion of the sealant to the rock, made by cold stamping technology, where the matrix is the portion of the well bounded by a Belleville spring and an annular protrusion of the housing, is not lower than that of the sealant formed by supplying a hardening mass, for example, concrete to the well. Therefore, after sealing the well, the sealant and rock mass can be considered as a single whole. In this case, the pressure of the working fluid is not transmitted to the walls of the well, as is the case when using elastic sealing elements. As a result, no additional stresses appear in the zone of initiation of the rock fracture, which can change the direction of development of the created crack.

Благодаря контакту тарельчатой пружины и герметизирующей втулки удается герметизировать скважину непосредственно у линии концентрации напряжений, т. е. уменьшить длину участка герметизации. Это позволяет не только сформировать поле напряжений, обеспечивающее разрыв горной породы в нужной плоскости, но и снизить вероятность развития естественной трещины со случайной ориентацией, в которую может проникнуть рабочая жидкость. Due to the contact of the Belleville spring and the sealing sleeve, it is possible to seal the well directly at the stress concentration line, i.e., to reduce the length of the sealing section. This allows not only to form a stress field that ensures the rock is broken in the desired plane, but also to reduce the likelihood of a natural crack developing with a random orientation into which the working fluid can penetrate.

Таким образом, совокупность отмеченных признаков, обеспечивающих возможность образовывать направленные трещины в горных породах любой прочности и снижающих влияние естественных трещин на плоскость разрыва породного массива, в сравнении с выбранным прототипом позволяет существенно повысить эффективность работы устройства. Thus, the totality of the marked features that provide the ability to form directional cracks in rocks of any strength and reduce the effect of natural cracks on the plane of fracture of the rock mass, in comparison with the selected prototype, can significantly increase the efficiency of the device.

Целесообразно между тарельчатой пружиной и герметизирующей втулкой устанавливать кольцо. Благодаря кольцу герметизирующая втулка не мешает тарельчатой пружине деформироваться. Поэтому внешний диаметр тарельчатой пружины можно делать большим, чем у скважины. Это имеет существенное значение для образования направленных трещин в массивах непрочных горных пород (например, угольных пластах). Лепестки тарельчатой пружины способны внедряться в непрочную горную породу и образовывать в ней начальную трещину. Размер начальной трещины определяется внешним диаметром тарельчатой пружины. С увеличением размеров начальной трещины снижается требование к давлению на питательной установки и повышается вероятность разрыва горной породы в нужной плоскости. It is advisable to install a ring between the cup spring and the sealing sleeve. Thanks to the ring, the sealing sleeve does not prevent the Belleville spring from deforming. Therefore, the outer diameter of the cup spring can be made larger than that of the well. This is essential for the formation of directed cracks in massifs of fragile rocks (for example, coal seams). Belleville spring petals are able to penetrate into fragile rock and form an initial crack in it. The size of the initial crack is determined by the outer diameter of the cup spring. With an increase in the size of the initial crack, the pressure requirement on the feed unit decreases and the likelihood of rock breaking in the desired plane increases.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами. The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and drawings.

На фиг. 1 показано устройство для образования направленных трещин в скважинах в исходном состоянии, продольный разрез; на фиг. 2 - то же в момент образования трещины, продольный разрез; на фиг. 3 - тарельчатая пружина, вид в плане. In FIG. 1 shows a device for the formation of directed cracks in wells in the initial state, a longitudinal section; in FIG. 2 - the same at the time of crack formation, a longitudinal section; in FIG. 3 - Belleville spring, plan view.

Устройство для образования направленных трещин в скважинах (фиг. 1, 2) состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с кольцевым выступом 2 на наружной поверхности, торцевым каналом подвода и отверстием для выхода рабочей жидкости (поз. не обозначены). В полости цилиндрического корпуса 1 с возможностью ограниченного продольного перемещения установлена трубка 3 с кольцевым упором 4 на торце. На трубку 3 надета тарельчатая пружина 5 таким образом, что своим основанием примыкает к кольцевому упору 4. Между тарельчатой пружиной 5 и кольцевым выступом 2 корпуса 1 на трубке 3 установлена с возможностью продольного перемещения герметизирующая втулка 6 из материала, который под действием внешней нагрузки из монолитного переходит в сыпучее состояние. При этом герметизирующая втулка 6 контактирует с кольцевым выступом 2 корпуса 1. На торце трубки 3 со стороны кольцевого упора 4 выполнены радиальные прорези 7. Устройство с помощью колонны труб 8 установлено в скважине 9, через которую образована трещина 10. A device for the formation of directed cracks in the wells (Fig. 1, 2) consists of a hollow cylindrical body 1 with an annular protrusion 2 on the outer surface, an end supply channel and an opening for the outlet of the working fluid (not indicated). In the cavity of the cylindrical body 1 with the possibility of limited longitudinal movement, a tube 3 is installed with an annular stop 4 at the end. A disk spring 5 is put on the tube 3 in such a way that its base is adjacent to the annular stop 4. Between the disk spring 5 and the annular protrusion 2 of the housing 1, the sealing sleeve 6 is made with the possibility of longitudinal movement of the sealing sleeve 6 from a material which, under the action of an external load, is made of a monolithic becomes loose. In this case, the sealing sleeve 6 is in contact with the annular protrusion 2 of the housing 1. At the end of the tube 3 from the side of the annular stop 4, radial slots 7 are made. The device is installed in the well 9 through a pipe string 8 through which a crack 10 is formed.

Тарельчатую пружину 5 изготавливают из плоской круглой шайбы с отверстием 11 (фиг. 3) под диаметр трубки 3 путем выполнения радиальных надрезов 12 с образованием лепестков 13 и сгибанием их под прессом таким образом, чтобы лепестки 13 нахлестывались друг на друга. The cup spring 5 is made of a flat round washer with a hole 11 (Fig. 3) for the diameter of the tube 3 by making radial cuts 12 with the formation of petals 13 and bending them under a press so that the petals 13 overlap each other.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Устройство со стороны торцевого канала подвода рабочей жидкости (фиг. 1) навинчивают на колонну труб 8 высокого давления и с ее помощью подают в скважину 9 до упора в забой. Со стороны устья скважины 9 колонну труб 8 поджимают в сторону забоя, например (для условий шахт), гидростойкой от механизированной крепи. При этом кольцевой выступ 2 корпуса 1 сближается с кольцевым упором 4 трубки 3, от чего втулка 6 раздавливается. Материал герметизирующей втулки 6 вначале становится сыпучим, а затем спрессовывается (фиг. 2), вновь образуя между стенками скважины 9 и трубкой 3 герметичную втулку 6 (пробку). В процессе прессования сыпучий материал давит на тарельчатую пружину 5, которая, стремясь выпрямиться, пытается внедриться в стенки скважины 9. От этого на контакте тарельчатой пружины 5 и горной породы возникают напряжения. В результате пространство между забоем скважины 9 и герметизирующей втулкой (пробкой) 6 оказывается герметизированным, а по линии контакта тарельчатой пружины 5 со стенками скважины 9 концентрируются напряжения. Затем по колонне труб 8 через полость корпуса 1, трубку 3 и радиальные прорези 7 в герметизированный участок скважины 9 подают рабочую жидкость под давлением. Давление рабочей жидкости передается тарельчатой пружине 5, которая с еще большим усилием стремится внедриться в горную породу. Когда напряжение по линии контакта тарельчатой пружины 5 со стенкой скважины 9 достигает предела прочности горной породы, возникает трещина 10. В трещину 10 поступает рабочая жидкость и развивает ее. Рост трещины 10 продолжается до тех пор, пока в нее нагнетают рабочую жидкость. Создав трещину 10 нужных размеров, подачу рабочей жидкости прекращают. После этого колонну труб 8 вместе с корпусом 1 извлекают из скважины 9. Трубку 3 с тарельчатой пружиной 5 и герметизирующей втулкой 6 оставляют в скважине 9 и в дальнейшем не используют. The device from the side of the end channel for supplying the working fluid (Fig. 1) is screwed onto the string of high pressure pipes 8 and with its help is fed into the well 9 until it stops in the bottom hole. From the side of the wellhead 9, the pipe string 8 is pressed toward the bottom, for example (for mine conditions), water-resistant from the powered roof support. In this case, the annular protrusion 2 of the housing 1 is brought closer to the annular stop 4 of the tube 3, from which the sleeve 6 is crushed. The material of the sealing sleeve 6 first becomes loose, and then compressed (Fig. 2), again forming between the walls of the borehole 9 and the tube 3 an airtight sleeve 6 (tube). In the process of pressing, the bulk material presses on the Belleville spring 5, which, trying to straighten, tries to penetrate into the walls of the well 9. From this, stresses arise at the contact of the Belleville spring 5 and rock. As a result, the space between the bottom of the well 9 and the sealing sleeve (plug) 6 is sealed, and stresses are concentrated along the contact line of the disk spring 5 with the walls of the well 9. Then, through the string of pipes 8 through the cavity of the housing 1, the tube 3 and the radial slots 7, the working fluid is supplied under pressure to the sealed section of the well 9. The pressure of the working fluid is transmitted to a Belleville spring 5, which tends to penetrate the rock with even greater force. When the stress along the contact line of the Belleville spring 5 with the wall of the well 9 reaches the rock strength, a crack 10 occurs. A working fluid enters the crack 10 and develops it. The growth of the crack 10 continues until the working fluid is injected into it. Having created a crack 10 of the required size, the flow of the working fluid is stopped. After that, the pipe string 8 together with the housing 1 is removed from the well 9. The tube 3 with a Belleville spring 5 and a sealing sleeve 6 is left in the well 9 and is not used further.

Стоимость трубки 3, тарельчатой пружины 5 и герметизирующей втулки 6 в расходах по созданию трещины 10 несущественна. Поэтому одноразовое использование отмеченных деталей, при котором удается повысить вероятность образования трещины в заданной плоскости, как показал опыт по расслоению труднообрушаемых кровель на шахтах Кузбасса, экономически и технологически оправдано. The cost of the tube 3, the Belleville spring 5 and the sealing sleeve 6 in the costs of creating a crack 10 is negligible. Therefore, the one-time use of the marked parts, in which it is possible to increase the likelihood of cracking in a given plane, as experience has shown in the delamination of hard-to-collapse roofs in the Kuzbass mines, is economically and technologically justified.

Параметры тарельчатой пружины 5 задаются из условий возможности ее перемещения по скважине 9 в направлении забоя и создания требуемой концентрации напряжения по линии ее контакта с горной породой в момент возникновения трещины 10. Рассмотрим два возможных варианта выполнения тарельчатой пружины 5, удовлетворяющей отмеченным условиям. Первый вариант представлен на фиг. 1, где внешний диаметр тарельчатой пружины 5 в исходном состоянии меньше диаметра скважины 9. В этом случае устройство, не задевая горную породу тарельчатой пружиной 5, беспрепятственно перемещается по скважине 9 до упора в забой. Этот вариант предназначен для разрыва горной породы высокой прочности (крепкого песчаника, гранита), когда внедрение тарельчатой пружины 5 в стенки скважины 9 не предусматривается. Тарельчатая пружина 5 имеет относительно большую толщину. При контакте со стенками скважины 9 угол между ее основанием и наклонными (боковыми) поверхностями близок к 90^o. Из-за этого напряжения на контакте тарельчатой пружины 5 и горной породы ограничиваются только их деформационными способностями и могут достигать предельных значений при сравнительно низком давлении рабочей жидкости.The parameters of the Belleville spring 5 are set from the conditions of the possibility of its movement along the borehole 9 in the direction of the bottom and the creation of the required stress concentration along the line of its contact with the rock at the time of the crack 10. We consider two possible options for the implementation of the Belleville spring 5 that satisfies the noted conditions. The first embodiment is shown in FIG. 1, where the outer diameter of the Belleville spring 5 in the initial state is smaller than the diameter of the well 9. In this case, the device, without touching the rock with the Belleville spring 5, freely moves along the well 9 to the end in the face. This option is designed to break the rock of high strength (strong sandstone, granite), when the introduction of a Belleville spring 5 into the walls of the well 9 is not provided. Belleville spring 5 has a relatively large thickness. In contact with the walls of the well 9, the angle between its base and inclined (side) surfaces is close to 90 ^o . Because of this stress at the contact of the Belleville spring 5 and the rock is limited only by their deformation abilities and can reach limit values at a relatively low pressure of the working fluid.

Второй вариант предполагает внедрение тарельчатой пружины 5 в стенки скважины 9 с образованием начальной трещины. Он предназначен для образования направленных трещин в горной породе с низкой прочностью (угле, алевролите), например, с целью проведения работ по дегазации угольных пластов. В этом случае тарельчатую пружину 5 делают тонкой, но с внешним диаметром, большим, чем у скважины 9 (не показано). Упругие свойства материала для изготовления тарельчатой пружины 5 выбирают таким образом, чтобы она сравнительно легко сжималась, не разрушала стенки скважины 9 и не оказывала большого сопротивления движению устройства в направлении забоя. Чтобы герметизирующая втулка 6 не мешала тарельчатой пружине 5 сжиматься в момент вхождения в скважину 9, между ними устанавливают дополнительное кольцо (на фиг. не показано). The second option involves the introduction of a Belleville spring 5 into the walls of the well 9 with the formation of the initial crack. It is intended for the formation of directed cracks in rocks with low strength (coal, siltstone), for example, with the aim of carrying out work on the degassing of coal seams. In this case, the cup spring 5 is made thin, but with an external diameter larger than that of the well 9 (not shown). The elastic properties of the material for the manufacture of the Belleville spring 5 are selected so that it is relatively easily compressed, does not destroy the walls of the well 9 and does not provide much resistance to the movement of the device in the direction of the bottom. So that the sealing sleeve 6 does not interfere with the Belleville spring 5 to compress at the time of entry into the well 9, an additional ring is installed between them (not shown in Fig.).

Герметизирующую втулку 6 изготавливают в специальной форме из смеси песка и связующего его вещества. При сближении кольцевого выступа 2 корпуса 1 и кольцевого упора 4 трубки 3, что обусловлено поджатием устройства к забою скважины 9 гидростойкой через колонну труб 8, герметизирующая втулка 6 рассыпается на составляющие ее частицы. Частицы песка, обладая высокой прочностью, внедряются в стенки скважины 9, а частицы связующего песок вещества заполняют пространство между частицами песка. В результате между трубкой 3 и стенками скважины 9 образуется кольцевая пробка, которая с одной стороны вместе с тарельчатой пружиной 5 надежно удерживает устройство от продольного перемещения, ибо имеет сильное сцепление с горной породой, а с другой - не пропускает рабочую жидкость, так как пространство между частицами песка забито непроницаемым веществом. The sealing sleeve 6 is made in a special form from a mixture of sand and its binder. When approaching the annular protrusion 2 of the housing 1 and the annular stop 4 of the tube 3, which is due to the device being pressed to the bottom of the well 9 with a water-resistant through the pipe string 8, the sealing sleeve 6 is scattered into its constituent particles. Particles of sand, having high strength, are embedded in the walls of the borehole 9, and particles of a binder sand substance fill the space between the particles of sand. As a result, an annular plug is formed between the tube 3 and the walls of the borehole 9, which, on the one hand, together with the Belleville spring 5 reliably keeps the device from longitudinal movement, because it has strong adhesion to the rock, and on the other hand, it does not pass the working fluid, since the space between particles of sand clogged with an impenetrable substance.

Устройство предназначено для образования направленных трещин в скважинах, пробуренных из выработок в массив горных пород с любой прочностью. The device is intended for the formation of directed cracks in the wells drilled from the workings into the rock mass with any strength.

Claims

1. A device for the formation of directional cracks in the wells, including a hollow cylindrical body with an annular protrusion on the outer surface, an end channel for supplying and an outlet for the outlet of the working fluid, sliding elements with transverse pinning wedges, a sealant in the form of a tube aligned with an annular stop at the end, installed with the possibility of limited longitudinal movement relative to the housing, and a sealing sleeve worn on the tube with the possibility of longitudinal movement along its surface, about characterized by the fact that a disk spring with petals is put on the tube between its annular stop and the sealing sleeve, which is adjacent to the ring stop with the base, while the sealing sleeve is made of a monolithic material, which under the influence of an external load becomes loose, as sliding elements with the transverse pinning wedges used the disk spring petals, the tube with the end free from the ring stop is inserted into the cavity of the cylindrical body, the ring protrusion of which first end and configured to contact the sealing sleeve, and on the tube end by annular abutment formed radial slits.

2. The device according to claim 1, characterized in that a ring is installed between the cup spring and the sealing sleeve.