RU2225931C1 - СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И ВЫРАБОТОК В ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ И МёРЗЛЫХ ГРУНТАХ - Google Patents
СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И ВЫРАБОТОК В ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ И МёРЗЛЫХ ГРУНТАХ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225931C1 RU2225931C1 RU2002117689/03A RU2002117689A RU2225931C1 RU 2225931 C1 RU2225931 C1 RU 2225931C1 RU 2002117689/03 A RU2002117689/03 A RU 2002117689/03A RU 2002117689 A RU2002117689 A RU 2002117689A RU 2225931 C1 RU2225931 C1 RU 2225931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- rock
- stream
- compressed gas
- flow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии проходки скважин и образования выработок в осадочных горных породах и мерзлых грунтах путем разрушения минеральной среды формируемыми струями рабочего агента. Способ включает операции по разупрочнению и разрушению породы на забое струями рабочего агента под давлением, удаление бурового шлама из зоны бурения и полости скважины к ее устью, одновременно с разупрочнением и разрушением породы на забое, формирование стенок скважины путем воздействия на отходящий от забоя поток бурового шлама нормально ориентированным по отношению к этому потоку потоком рабочего агента, при этом на поток рабочего агента, ориентированный к отходящему от забоя потоку бурового шлама, накладывают акустические колебания и одновременно часть отходящих от поверхности забоя частиц породы внедряют в стенку проходимой скважины, а другую часть частиц породы, восходящих от забоя в потоке бурового шлама, подвергают воздействию восходящего потока сжатого газа, часть которого подают в призабойную зону скважины за пределами корпуса автономного бурильного аппарата, за счет подачи этого сжатого газа по коаксиальной магистрали, внутреннюю магистраль которой соединяют с источником сжатого газа, а другую часть сжатого газа периодически подают в полость скважины для создания восходящего потока к устью скважины, которым ведут продувку полости скважины без совмещения процесса продувки с процессом проходки скважины. Изобретение обеспечивает повышение надежности очистки скважины и формирование ее стенок в неустойчивых геологических структурах. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии проходки выработок и образования скважин в осадочных горных породах и мерзлых грунтах путем воздействия на разрушаемую среду энергией струй рабочего агента под давлением, формируемыми из объема газа и парогазовой смеси.
В настоящее время известны принципиальные направления развития этой технологии, где наиболее представительным и наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ образования скважин и выработок в осадочных горных породах и мерзлых грунтах, включающий разупрочнение и разрушение породы на забое струями рабочего агента под давлением, удаление бурового шлама из зоны забоя и полости скважины к ее устью, одновременно с разупрочнением и разрушением породы на забое осуществляют формирование стенки скважины путем воздействия на отходящий от забоя поток бурового шлама нормально ориентированными по отношению к этому потоку потоком рабочего агента / RU 2178506. 20.01.2002/.
При наличии определенных преимуществ перед аналогами, в частности возможности выбора операций разрушения породы на забое и возможности формирования стенки проходимой скважины, этот способ обладает также существенными и очевидными недостатками, заключающимися в том, что процесс разрушения породы на забое, процесс удаления бурового шлама из зоны забоя и из полости проходимой скважины, а также процесс формирования стенки скважины ведут при несогласованности этих технологических операций, что приводит к неполному использованию возможности отходящего от забоя потока бурового шлама и неэффективному процессу обработки и формирования стенки скважины, допуская при этом слабое упрочнение стенки, пропуски участков обработки и закрепления стенки, и не гарантирует требуемого качества поверхности стенки, что может привести к выбросам в полость скважины при проходке водонасыщенного горизонта. Эти недостатки существенно снижают эффективность способа и техническую надежность его операций.
Технической задачей изобретения и технологическим его результатом является повышение процесса надежного формирования стенок проходимой скважины (выработки) в неустойчивых геологических горизонтах при устранении непроизводительных вспомогательных операций.
Эта техническая задача и результат в изобретении достигается за счет того, что в способе образования скважин и выработок в осадочных горных породах и мерзлых грунтах, включающем разупрочнение и разрушение породы на забое струями рабочего агента под давлением, удаление бурового шлама из зоны забоя и полости скважины к ее устью, одновременно с этим осуществляют формирование стенок скважины путем воздействия на отходящий от забоя поток бурового шлама нормально ориентированными по отношению к этому потоку потоком рабочего агента, причем на поток рабочего агента, ориентированный к отходящему от забоя потоку бурового шлама, накладывают акустические колебания и одновременно часть отходящих от поверхности забоя частиц породы внедряют в стенку проходимой скважины, а другую часть частиц породы, восходящих от забоя в потоке бурового шлама, подвергают воздействию восходящего потока сжатого газа, часть которого подают в призабойную зону скважины за пределом корпуса автономного бурильного аппарата, за счет подачи этого сжатого газа по коаксиальной магистрали, внутреннюю магистраль которой соединяют с источником сжатого газа, а другую часть сжатого газа периодически подают в полость скважины для создания восходящего потока к устью скважины, которым ведут продувку полости скважины без совмещения процесса продувки с процессом проходки скважины.
Описываемый способ поясняется на примере его осуществления со ссылкой на чертеж, где отражен процесс проходки скважины, начиная от устья 1, далее - ее ствола 2 за счет разупрочнения и разрушения породы на забое 3, который плавно своей поверхностью переходит в поверхность стенки 4 скважины 2. Проходку пород и образование скважины 2 осуществляют за счет работы автономного бурильного агрегата 5, оснащенного рабочим породоразупрочняющим и разрушающим органом 6 с соплами 7, разрабатывающими породу на забое 3 и соплами 8, формирующими стенку скважины при переходе забоя в поверхность стенки 4 в непосредственной контактной части этих поверхностей забоя и стенки скважины 2, распространяющейся за пределы верхнего торца 9 аппарата 5, над которым в полости скважины 2 расплагают коаксиальную магистраль 10, имеющую наружную коаксиальную полость 11 по отношению к внутренней коаксиальной полости 12 этой магистрали. Внутренняя магистраль 12 и внешняя магистраль 11 соединены (каждая) с источником сжатого газа. Внутренняя магистраль 12 имеет в своей стенке отверстия 13, из которых газ истекает в полость магистрали 11, которая, в свою очередь, имеет в своей стенке отверстия 14, выполненные со скосом и под углом вверх (к устью 1 скважины), а на торце магистрали 11 выполнены отверстия 15, нормально ориентированные к поверхности 16 стенки скважины 2 в непосредственной контактной зоне стенки скважины в области поверхности 4, примыкающей с поверхности забоя.
Отходящий от забоя поток бурового шлама используют для формирования стенки скважины 2. Для этого часть отходящего бурового шлама подвергают воздействию струй, истекающих из сопел 8, однако в этой зоне забоя отходящие частицы породы имеют криволинейные стахостически нерасчетные траектории движения и использование их для процесса закрепления стенок скважины малоэффективно (менее 3-х %), поэтому на уже упорядоченный линейный восходящий поток бурового шлама над торцем 9 аппарата 5 воздействуют нормально ориентированными на стенку скважины струями из отверстий 15 и часть частиц породы внедряют в стенку проходимой скважины на участке поверхности 16-4, прогрессивно следующим за забоем 3 в процессе проходки скважины; это позволяет существенно повысить объем внедряемых частиц породы (по экспериментальным данным заявителя - до 12-17%) в формируемую стенку проходимой скважины 2, предупреждая ее разупрочнение и разрушение при проходке неустойчивых горизонтов, пропластков, насыщенных влагой грунтов и сыпучих несвязных пород проходимых геоструктур.
Полость скважины 2 периодически, не согласуя этот процесс с процессом ее проходки, продувают потоком сжатого газа, который подают под давлением P1 в полость магистрали 11 и под давлением Р2 в полость внутренней магистрали 12, причем эти давления могут быть или равными, или P2 выбирают на 5-10 кгс/см2, превышающим давление P1, это условие соблюдают для предупреждения обратного ухода сжатого газа вверх по магистрали 12.
Такой процесс проходки скважины с независимыми один от другого процессами образования скважины, формирования ее стенок и периодической продувки полости скважины позволяет более эффективно вести как основной процесс - проводку скважины в геоструктурах, так и два остальных процесса: закрепление стенок проходимой скважины в непосредственной близости 4-16 от забоя 3 скважины, что гарантирует более эффективное разрушение породы на забое 3 за счет организации восходящего потока работой магистрали 10 и более оперативного полного освобождения зоны забоя и полости скважины от бурового шлама, выносимого к устью 1 скважины.
При этом осуществляют эффективное закрепление стенок проходимой скважины за счет работы, как указано выше, струй, истекающих из отверстий 15 магистрали 11, и струй сопел 8 аппарата 5.
Claims (1)
- Способ образования скважин и выработок в осадочных горных породах и мерзлых грунтах, включающий разупрочнение и разрушение породы на забое струями рабочего агента под давлением, удаление бурового шлама из зоны забоя и полости скважины к ее устью, одновременно с разупрочнением и разрушением породы на забое осуществляют формирование стенок скважины путем воздействия на отходящий от забоя поток бурового шлама нормально ориентированным по отношению к этому потоку потоком рабочего агента, отличающийся тем, что на поток рабочего агента, ориентированный к отходящему от забоя потоку бурового шлама, накладывают акустические колебания и одновременно часть отходящих от поверхности забоя частиц породы внедряют в стенку проходимой скважины, а другую часть частиц породы, восходящих от забоя в потоке бурового шлама, подвергают воздействию восходящего потока сжатого газа, часть которого подают в призабойную зону скважины за пределом корпуса автономного бурильного аппарата, за счет подачи этого сжатого газа по коаксиальной магистрали, внутреннюю магистраль которой соединяют с источником сжатого газа, а другую часть сжатого газа периодически подают в полость скважины для создания восходящего потока к устью скважины, которым ведут продувку полости скважины без совмещения процесса продувки с процессом проходки скважины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002117689/03A RU2225931C1 (ru) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И ВЫРАБОТОК В ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ И МёРЗЛЫХ ГРУНТАХ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002117689/03A RU2225931C1 (ru) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И ВЫРАБОТОК В ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ И МёРЗЛЫХ ГРУНТАХ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002117689A RU2002117689A (ru) | 2004-01-20 |
RU2225931C1 true RU2225931C1 (ru) | 2004-03-20 |
Family
ID=32390527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002117689/03A RU2225931C1 (ru) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И ВЫРАБОТОК В ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ И МёРЗЛЫХ ГРУНТАХ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2225931C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455449C1 (ru) * | 2011-02-15 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Реактивное бурение" | Способ разработки месторождения полезного ископаемого |
RU2457311C1 (ru) * | 2011-02-15 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Реактивное бурение" | Способ образования скважин и выработок в горных породах |
RU2779170C1 (ru) * | 2022-03-23 | 2022-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ бурения скважин в ледниковом покрове |
-
2002
- 2002-07-30 RU RU2002117689/03A patent/RU2225931C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455449C1 (ru) * | 2011-02-15 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Реактивное бурение" | Способ разработки месторождения полезного ископаемого |
RU2457311C1 (ru) * | 2011-02-15 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Реактивное бурение" | Способ образования скважин и выработок в горных породах |
RU2779170C1 (ru) * | 2022-03-23 | 2022-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ бурения скважин в ледниковом покрове |
RU2804095C1 (ru) * | 2023-04-24 | 2023-09-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ бурения скважин в континентальном льду |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002117689A (ru) | 2004-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3405770A (en) | Drilling method and apparatus employing pressure variations in a drilling fluid | |
EA200101138A1 (ru) | Струйно-абразивная установка для бурения | |
MD970195A (ru) | Способ и устройство для бурения с использованием жидкости под давлением с пониженным содержанием твердой фазы | |
US9995126B1 (en) | Low-frequency pulsing sonic and hydraulic mining system | |
RU2001134199A (ru) | Способ и устройство для бурения, а также укомплектования | |
US9022139B2 (en) | Gas cutting borehole drilling apparatus | |
US4527836A (en) | Deep well process for slurry pick-up in hydraulic borehole mining devices | |
US4359115A (en) | Novel rotary drill bits and drilling process | |
US9995127B1 (en) | Low-frequency pulsing sonic and hydraulic mining method | |
EA004281B1 (ru) | Буровое долото | |
RU2225931C1 (ru) | СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И ВЫРАБОТОК В ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ И МёРЗЛЫХ ГРУНТАХ | |
RU2571464C1 (ru) | Способ предварительной дегазации свиты угольных пластов и выработанного пространства | |
US20130106166A1 (en) | Horizontal Borehole Mining System and Method | |
EA005687B1 (ru) | Способ работы скважинной струйной установки при очистке прискважинной зоны пласта ультразвуком и устройство для его осуществления | |
JP3663503B2 (ja) | 高圧噴射地盤改良工法 | |
RU2373366C1 (ru) | Технология образования скважин и выработок | |
US1816481A (en) | Drilling apparatus | |
SU832042A1 (ru) | Способ гидромеханического бурени СКВАжиН | |
SU1099082A1 (ru) | Скважинный земснар д | |
RU2161245C1 (ru) | Технология образования скважин в геологических структурах | |
RU2562639C1 (ru) | Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов | |
SU1559154A1 (ru) | Способ разупрочнени труднообрушаемых кровель и устройство дл его осуществлени | |
JPH02101284A (ja) | 穿孔方法とその装置 | |
RU158603U1 (ru) | Устройство для проходки выработок в горных породах | |
Wilson et al. | The development of waterjets for rock excavation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040703 |