RU2390631C1 - Facility for generating directional cavities in boreholes - Google Patents

Facility for generating directional cavities in boreholes Download PDF

Info

Publication number
RU2390631C1
RU2390631C1 RU2009103463/03A RU2009103463A RU2390631C1 RU 2390631 C1 RU2390631 C1 RU 2390631C1 RU 2009103463/03 A RU2009103463/03 A RU 2009103463/03A RU 2009103463 A RU2009103463 A RU 2009103463A RU 2390631 C1 RU2390631 C1 RU 2390631C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
collet
sleeve
housing
plug
case
Prior art date
Application number
RU2009103463/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Георгиевич Кю (RU)
Николай Георгиевич Кю
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН (ИГД 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 Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН (ИГД СО РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН (ИГД СО РАН)
Priority to RU2009103463/03A priority Critical patent/RU2390631C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2390631C1 publication Critical patent/RU2390631C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention refers to mining and is used for generating directional cavities by hydro-break of rock through borehole in order to sheet difficult- to-destroy roof, to degas coal bed, and to control deflected mode of rock massif in vicinity of mine opening. The facility consists of a hollow cylinder case, of a spacing component in form of a collet with cross fastening wedges on external surfaces of its blades and with a base facing the base of the case; further the facility consists of an elastic sealing bushing put on the collet. The case and the collet are made in form of cartridges and are engaged with their bases with a common central opening by means of a screw pair; the bushing with circular external lugs on ends passes through this opening; the first lug limits lengthwise travel of the bushing relative to the case, while the second lug does the same relative to the collet. Inside the bushing there is installed a plug destructed under pressure of working agent, while on free end of the case there is made thread for connection to a high pressure pipe string.
EFFECT: increased efficiency of facility due to lowered labour intensiveness at its installation and operation; and facilitating required force to hold down facility to bottomhole of borehole without additional equipment.
7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для образования направленных трещин гидроразрывом горной породы через скважину с целью расслоения труднообрушающейся кровли, дегазации угольного пласта, управления напряженно-деформированным состоянием породного массива в окрестности горной выработки.The invention relates to mining and can be used for the formation of directed cracks by hydraulic 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 №1222837, кл. E21C 37/1)6, E21B 43/25, опубл. в БИ №13, 1986 г., включающее полый цилиндрический корпус с торцевым каналом подвода рабочей жидкости и соосный корпусу эластичный рукав с накладками с рабочими органами в виде клиньев на наружной поверхности. Оно снабжено обжимными кольцами, связывающими накладки между собой и с эластичным рукавом, кольцевым герметизатором, установленным на корпусе со стороны канала подвода рабочей жидкости, запорным клапаном, установленным на противоположной стороне корпуса с возможностью продольного перемещения, и фиксатором положения клапана. Эластичный рукав установлен в 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 No. 1222837, class. E21C 37/1) 6, E21B 43/25, publ. in BI No. 13, 1986, which includes a hollow cylindrical body with an end channel for supplying working fluid and an elastic sleeve coaxial to the body with overlays with working bodies in the form of wedges on the outer surface. It is equipped with compression rings that connect the pads to each other and with an elastic sleeve, an annular sealant installed on the housing from the side of the working 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 installed in the housing between the annular sealant and the shutoff valve and is rigidly connected with 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.

При использовании этого устройства герметизация скважины происходит на сравнительно большом расстоянии от ее забоя. Это снижает вероятность образования трещины поперек скважины из-за растягивающих усилий, возникающих вдоль скважины в результате давления рабочей жидкости на ее стенки. Для поступления рабочей жидкости в зону разрыва необходимо, чтобы клинья внедрились в стенки скважины на заданную величину, что для горных пород с высокой прочностью не всегда выполнимо. Поэтому устройство обладает относительно низкой эффективностью.When using this device, a well is sealed at a relatively large distance from its bottom. This reduces the likelihood of cracking across the well due to tensile forces arising along the well as a result of pressure of the working fluid on its walls. For the working fluid to enter the fracture zone, it is necessary that the wedges penetrate into the well walls by a predetermined amount, which is not always feasible for rocks with high strength. Therefore, the device has a relatively low efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для образования направленных трещин в скважинах по авторскому свидетельству СССР №1555483, кл. B21C 37/06, опубл. в БИ №13, 1990 г. Оно включает 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 продольною 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. Закалывающие клинья расположены на свободных концах лепестков цанги.The closest in technical essence and the set of essential features is a device for the formation of directed cracks in wells according to the author's certificate of the USSR No. 1555483, class. B21C 37/06, publ. in BI No. 13, 1990. It includes 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 external 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 race ornogo 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 top 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 on the end of the housing from the side of the wedge point. The stabbing wedges are located on the free ends of the collet petals.

Это устройство предназначено для образования трещин в горных породах с низкой прочностью, в которые можно внедрять клинья. До внедрения клиньев в горную породу герметизация скважины не происходит. Требуется дополнительное оборудование и выполнение операций для создания нужного усилия прижатия устройства к забою скважины, что обуславливает сравнительно высокую трудоемкость и стоимость его эксплуатации. Поэтому оно имеет сравнительно низкую эффективность.This device is designed to form cracks in rocks of low strength into which wedges can be embedded. Prior to the introduction of wedges into the rock, well sealing does not occur. Additional equipment and operations are required to create the necessary effort to press the device to the bottom of the well, which leads to a relatively high complexity and the cost of its operation. Therefore, it has a relatively low efficiency.

Решаемая техническая задача заключается в повышении эффективности устройства за счет снижения трудоемкости его установки и эксплуатации без дополнительного оборудования дня создания нужного усилия прижатия устройства к забою скважины.The technical problem to be solved is to increase the efficiency of the device by reducing the complexity of its installation and operation without additional equipment of the day of creating the necessary effort to press the device to the bottom of the well.

Задача решается тем, что в устройстве для образования направленных трещин в скважинах, включающем полый цилиндрический корпус, распорный элемент в виде цанги с поперечными закалывающими клиньями на наружных поверхностях ее лепестков и основанием, обращенным к основанию корпуса, эластичную герметизирующую втулку, надетую на цангу, согласно техническому решению корпус и цанга выполнены в виде стаканов и сцеплены при помощи винтовой пары основаниями с общим центральным отверстием, через которое пропущена втулка с кольцевыми внешними выступами на концах, из которых первый ограничивает ее продольное перемещение относительно корпуса, а второй относительно цанги, при этом внутри втулки установлена заглушка, разрушаемая давлением рабочей жидкости, а на свободном конце корпуса выполнена резьба для подсоединения к колонне труб высокого давления.The problem is solved in that in the device for the formation of directed cracks in the wells, including a hollow cylindrical body, a spacer element in the form of a collet with transverse pinning wedges on the outer surfaces of its petals and a base facing the base of the body, an elastic sealing sleeve worn on the collet, according to to a technical solution, the housing and the collet are made in the form of glasses and are coupled by means of a screw pair with bases with a common central hole through which a sleeve is passed with annular external heights blunt at the ends, of which the first restricts its longitudinal movement relative to the housing, and the second relative to the collet, while a plug is installed inside the sleeve that is destroyed by the pressure of the working fluid, and a thread is made on the free end of the housing for connecting high pressure pipes to the string.

Такое техническое решение позволяет после подачи устройства в скважину до упора в ее забой формировать ориентированную трещину подачей в корпус рабочей жидкости без проведения отдельных операций по герметизации скважины и создания начальной инициирующей трещины внедрением в горную породу поперечных закалывающих клиньев. Втулка с кольцевыми внешними выступами под действием давления рабочей жидкости на ее торец перемещается в направлении поперечных закалывающих клиньев и раздвигает лепестки цанги. Благодаря этому эластичная герметизирующая втулка придавливается к стенкам скважины, герметизируя ее, а закалывающие клинья на контакте с горной породой концентрируют напряжения в заданной плоскости. Усилие, с которым втулка с кольцевыми внешними выступами раздвигает лепестки цанги, определяется диаметрами кольцевых внешних выступов на ее концах и прочностью установленной в ней заглушки. В отличие от прототипа для герметизации всего канала подвода рабочей жидкости не требуется придавливать корпус к распорному элементу дополнительным механизмом. Благодаря сцеплению корпуса и цанги винтовой парой отпадает необходимость в создании дополнительных условий для удержания корпуса от выдавливания его из скважины давлением рабочей жидкости. Устройство удерживается в скважине за счет поперечных закалывающих клиньев, которые выполняют также роль якоря. Первый и второй кольцевые внешние выступы на концах втулки, ограничивающие ее продольное перемещение относительно корпуса и цанги, после расцепления винтовой парой корпуса и цанги обеспечивают между ними механическую связь, необходимую для возврата лепестков цанги в исходное состояние и извлечения устройства из скважины. В результате снижается трудоемкость установки устройства и не требуется дополнительное оборудование для создания нужного усилия его прижатия к забою скважины. Все это обуславливает повышение эффективности устройства.This technical solution allows, after the device is fed into the well to the end in its bottom, to form an oriented crack by applying working fluid to the body of the fluid without performing separate operations to seal the well and create an initial initiating crack by introducing transverse pinch wedges into the rock. A sleeve with annular external protrusions, under the action of pressure of the working fluid on its end, moves in the direction of the transverse pinning wedges and pushes the petals of the collet apart. Due to this, an elastic sealing sleeve is pressed against the walls of the well, sealing it, and pinning wedges at the contact with the rock concentrate stresses in a given plane. The force with which the sleeve with the annular external protrusions extends the collet petals is determined by the diameters of the annular external protrusions at its ends and the strength of the plug installed in it. In contrast to the prototype, for sealing the entire channel for supplying the working fluid, it is not necessary to press the housing to the spacer element with an additional mechanism. Thanks to the coupling of the body and collet with a screw pair, there is no need to create additional conditions for holding the body from squeezing it out of the well by the pressure of the working fluid. The device is held in the borehole due to transverse pinning wedges, which also serve as anchors. The first and second annular external protrusions at the ends of the sleeve, limiting its longitudinal movement relative to the body and collet, after uncoupling by a screw pair of the body and the collet, provide the mechanical connection between them necessary to return the collet petals to their original state and remove the device from the well. As a result, the complexity of the installation of the device is reduced and additional equipment is not required to create the necessary effort to press it against the bottom of the well. All this leads to an increase in the efficiency of the device.

Целесообразно заглушку выполнить в виде пластины и установить в ступенчатом расширении центрального отверстия втулки, выполненном со стороны ее первого кольцевого внешнего выступа, при этом на боковой поверхности ступенчатого расширения выполнить канавку и в ней установить распорное кольцо для удержания заглушки от выпадения из втулки. Это облегчает установку новой заглушки после использования предыдущей, что также повышает эффективность устройства за счет снижения трудоемкости его эксплуатации.It is advisable to make the plug in the form of a plate and install in the stepwise expansion of the central hole of the sleeve made from the side of its first annular external protrusion, while on the side surface of the stepwise expansion, make a groove and install a spacer ring in it to keep the plug from falling out of the sleeve. This facilitates the installation of a new plug after using the previous one, which also increases the efficiency of the device by reducing the complexity of its operation.

Целесообразно заглушку выполнить из материала, который при разрушении распадается на мелкие частицы. Такой материал выносится из устройства в формируемую трещину и не препятствует движению рабочей жидкости.It is advisable to make the plug from a material that, when broken, breaks up into small particles. Such material is carried out of the device into the formed crack and does not impede the movement of the working fluid.

Целесообразно второй кольцевой внешний выступ выполнить в виде усеченного конуса, обращенного малым основанием к поперечным закалывающим клиньям. Из-за упругости лепестков цанги это увеличивает площадь взаимодействия втулки и цанги, уменьшая на их контакте концентрацию напряжений, что повышает эффективность устройства за счет повышения надежности его работы либо снижения требований к прочностным характеристикам используемых материалов.It is advisable that the second annular external protrusion be made in the form of a truncated cone, facing a small base to the transverse pinning wedges. Due to the elasticity of the collet petals, this increases the area of interaction between the sleeve and the collet, reducing the stress concentration at their contact, which increases the efficiency of the device by increasing the reliability of its operation or reducing the requirements for the strength characteristics of the materials used.

Целесообразно на боковой поверхности первого кольцевого внешнего выступа выполнить кольцевую канавку, в которой установить уплотнительное кольцо. Это устраняет утечку рабочей жидкости через зазор между ними без трудоемкой операции по притирке поверхностей первого кольцевого внешнего выступа и корпуса. В результате повышается эффективность устройства за счет более точного задания усилия раздвижения лепестков цанги, определяемого в этом случае при прочих равных условиях только прочностными характеристиками заглушки.It is advisable on the side surface of the first annular outer protrusion to make an annular groove in which to install a sealing ring. This eliminates the leakage of the working fluid through the gap between them without laborious grinding operations on the surfaces of the first annular external protrusion and the housing. As a result, the efficiency of the device is improved due to a more accurate setting of the effort of spreading the petals of the collet, which is determined in this case, ceteris paribus, only by the strength characteristics of the plug.

Целесообразно прорези в цанге выполнить таким образом, чтобы ее лепестки располагались внахлест. Это дает возможность раздвигать лепестки цанги с поперечными закалывающими клиньями без образования между лепестками цанги зазоров, в которые могут попадать различные частицы, например частицы разрушаемой заглушки, горной породы или подаваемого в трещину расклинивающего ее сыпучего материала, что также повышает эффективность устройства за счет повышения надежности его работы.It is advisable to cut in the collet so that its petals overlap. This makes it possible to push the collet petals with transverse pinning wedges without creating gaps between the collet petals, which can enter various particles, for example, particles of a destructible plug, rock, or bulk material wedging into the crack, which also increases the efficiency of the device by increasing its reliability work.

Целесообразно корпус и цангу сцепить винтовой парой таким образом, чтобы их расцепление происходило при вращении корпуса в направлении, совпадающем с вкручиванием корпуса в колонну труб высокого давления. Это исключает отсоединение корпуса от колонны труб высокого давления в скважине во время его расцепления с цангой, что также повышает надежность и, следовательно, эффективность работы устройства.It is advisable to couple the housing and collet with a screw pair so that their disengagement occurs when the housing rotates in the direction that coincides with the housing being screwed into the high pressure pipe string. This eliminates the disconnection of the housing from the string of high pressure pipes in the well during its uncoupling with the collet, which also increases the reliability and, therefore, the efficiency of the device.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и фиг.1-4.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific implementation and figure 1-4.

На фиг.1 показано в скважине устройство для образования направленных трещин в скважинах в исходном состоянии, продольный разрез; на фиг.2 - вид сверху на устройство на фиг.1; на фиг.3 - устройство в скважине во время формирования трещины, продольный разрез; на фиг.4 - устройство во время его извлечения из скважины, продольный разрез.Figure 1 shows in the well a device for the formation of directed cracks in the wells in the initial state, a longitudinal section; figure 2 is a top view of the device in figure 1; figure 3 - device in the well during the formation of cracks, a longitudinal section; figure 4 - the device during its extraction from the well, a longitudinal section.

Устройство (фиг.1) для образования направленных трещин в скважинах (далее - устройство) включает полый цилиндрический корпус 1 в виде стакана (далее - корпус 1) с центральным отверстием 2 (далее отверстие 2) в основании и резьбой 3 на свободном конце. Корпус 1 своим основанием при помощи винтовой пары 4 сцеплен с основанием цанги 5, выполненной в виде стакана с центральным отверстием 6 (далее отверстие 6). На наружных поверхностях лепестков 7 цанги 5 установлены поперечные закалывающие клинья 8 (далее - клинья 8). Отверстия 2 и 6 выполнены соосно и образуют общее центральное отверстие, через которое пропущена втулка 9 с первым 10 и вторым 11 кольцевыми внешними выступами (далее - первый выступ 10 и второй выступ 11) на концах. Первый выступ 10 ограничивает продольное перемещение втулки 9 относительно корпуса 1, а второй выступ 11 относительно цанги 5. Со стороны первого выступа 10 втулки 9 выполнено ступенчатое, например кольцевое, расширение 12 ее центрального отверстия. В этом расширении установлена заглушка 13 в виде пластины из материала, разрушаемого давлением рабочей жидкости на мелкие частицы. На боковой поверхности ступенчатого кольцевого расширения 12 выполнена канавка (поз. не обозначена), в которой установлено распорное кольцо 14 для удержания заглушки 13 от выпадения из втулки 9 (далее - кольцо 14). Второй выступ 11 выполнен в виде усеченного конуса, обращенного малым основанием к поперечным закалывающим клиньям 8. На боковой поверхности первого выступа 10 выполнена кольцевая канавка (поз. не обозначена), в которой установлено уплотнительное кольцо 15. Прорези 16 в цанге 5 выполнены таким образом, что ее лепестки 7 расположены внахлест (фиг.2). Достигается это тем, что прорези в цанге 5, например, находящейся в рабочем состоянии, выполнены в плоскостях, параллельных ее оси и проходящих через стороны вписанного в ее основание правильного многоугольника, в частности шестиугольника. На цангу 5 надета эластичная герметизирующая втулка 17 (далее - втулка 17), прижатая к цанге 5 обжимным кольцом 18. Корпус 1 с помощью резьбы 3 соединен с трубой 19 колонны труб высокого давления (далее - труба 19). При этом корпус 1 и цанга 5 сцеплены винтовой парой 4 таким образом, чтобы их расцепление происходило при вращении корпуса 1 в направлении, совпадающем с вкручиванием корпуса 1 в трубу 19. Из технологической необходимости сборки устройства втулка 9 выполнена составной, части которой объединены резьбовым соединением 20. Устройство подано в скважину 21, через которую сформирована трещина 22.The device (figure 1) for the formation of directed cracks in the wells (hereinafter referred to as the device) includes a hollow cylindrical body 1 in the form of a glass (hereinafter referred to as the case 1) with a central hole 2 (hereinafter referred to as hole 2) in the base and a thread 3 at the free end. The housing 1 with its base using a screw pair 4 is coupled to the base of the collet 5, made in the form of a glass with a Central hole 6 (hereinafter referred to as hole 6). On the outer surfaces of the petals 7 of the collet 5 transverse stabbing wedges 8 are installed (hereinafter - the wedges 8). Holes 2 and 6 are made coaxially and form a common central hole through which a sleeve 9 is passed with the first 10 and second 11 annular external protrusions (hereinafter, the first protrusion 10 and the second protrusion 11) at the ends. The first protrusion 10 restricts the longitudinal movement of the sleeve 9 relative to the housing 1, and the second protrusion 11 relative to the collet 5. From the side of the first protrusion 10 of the sleeve 9, a stepwise, for example annular, extension 12 of its central hole is made. In this extension, a plug 13 is installed in the form of a plate of material that is destroyed by the pressure of the working fluid on small particles. A groove is made on the lateral surface of the stepped annular extension 12 (pos. Not indicated), in which a spacer ring 14 is installed to hold the plug 13 from falling out of the sleeve 9 (hereinafter, the ring 14). The second protrusion 11 is made in the form of a truncated cone, facing a small base to the transverse pinning wedges 8. On the side surface of the first protrusion 10 there is an annular groove (pos. Not indicated), in which a sealing ring 15 is installed. The slots 16 in the collet 5 are made in such a way that its petals 7 are overlapped (figure 2). This is achieved by the fact that the slots in the collet 5, for example, in working condition, are made in planes parallel to its axis and passing through the sides of a regular polygon inscribed at its base, in particular a hexagon. An elastic sealing sleeve 17 (hereinafter referred to as sleeve 17) is put on the collet 5, pressed against the collet 5 by a compression ring 18. The housing 1 is connected to the pipe 19 of the high pressure pipe string (hereinafter, pipe 19) by means of a thread 3. In this case, the housing 1 and the collet 5 are coupled by a screw pair 4 so that their disengagement occurs when the housing 1 rotates in the direction coinciding with the screwing of the housing 1 into the pipe 19. Because of the technological necessity of assembling the device, the sleeve 9 is made integral, the parts of which are connected by a threaded connection 20 The device is fed into a well 21 through which a crack 22 is formed.

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

Устройство со стороны корпуса 1 посредством резьбы 3 навинчивают на трубу 19 и с ее помощью подают в скважину 21 до упора в забой (фиг.1). По трубе 19 подают рабочую жидкость, под действием давления которой втулка 9 перемещается в направлении клиньев 8. При этом она своим вторым выступом 11 распирает лепестки 7 цанги 5, от чего втулка 17 придавливается к стенкам скважины 21 и герметизирует ее, а клинья 8 придавливаются или внедряются в горную породу (фиг.3). Заглушка 13, когда давление рабочей жидкости достигает предела ее прочности, распадается на мелкие частицы и рабочая жидкость устремляется через втулку 9 и цангу 5 к клиньям 8 и воздействует на забой скважины 21 (фиг.3). В результате в горной породе возникают напряжения, которые концентрируются по линии ее контакта с клиньями 8. При достижении напряжений в горной породе предела ее прочности на растяжение возникает и затем развивается трещина 22 в плоскости забоя скважины 21. Размеры трещины 22 определяются при прочих равных условиях объемом поданной в нее рабочей жидкости. Подав заданный объем рабочей жидкости в формируемую трещину 22, сбрасывают ее давление до нулевого значения. Затем корпус 1 вращением в направлении раскручивания винтовой пары 4 отсоединяют от цанги 5 и перемещают вдоль скважины 21 от ее забоя (фиг.4). При этом корпус 1 вступает в контакт с первым выступом 10 и вытягивает втулку 9 из цанги 5 до ее контакта со вторым выступом 11, в результате чего лепестки 7 и втулка 17 под действием собственной упругости возвращаются в исходное состояние. После этого устройство извлекают из скважины 21. Затем цангу 5 и корпус 1 сцепляют винтовой парой 4 и устанавливают новую заглушку 13 на заданное давление разрушения.The device from the side of the housing 1 by means of a thread 3 is screwed onto the pipe 19 and with its help it is fed into the well 21 until it stops in the face (Fig. 1). A working fluid is supplied through the pipe 19, under the influence of which the sleeve 9 moves in the direction of the wedges 8. At the same time, it spreads its petals 7 with its second protrusion 11, from which the sleeve 17 is pressed against the walls of the well 21 and seals it, and the wedges 8 are pressed or are introduced into the rock (figure 3). The plug 13, when the pressure of the working fluid reaches the limit of its strength, breaks up into small particles and the working fluid rushes through the sleeve 9 and the collet 5 to the wedges 8 and acts on the bottom hole 21 (figure 3). As a result, stresses arise in the rock, which are concentrated along the line of its contact with the wedges 8. When the stresses reach the limit of its tensile strength, a crack 22 develops and then develops in the bottom face of the well 21. The dimensions of the crack 22 are determined, ceteris paribus, by volume fluid supplied to it. Having fed a predetermined volume of the working fluid into the formed crack 22, its pressure is reduced to zero. Then, the housing 1 by rotation in the direction of unwinding of the screw pair 4 is disconnected from the collet 5 and moved along the well 21 from its bottom (figure 4). In this case, the housing 1 comes into contact with the first protrusion 10 and pulls the sleeve 9 from the collet 5 until it contacts the second protrusion 11, as a result of which the petals 7 and the sleeve 17 are returned to their original state under the action of their own elasticity. After that, the device is removed from the well 21. Then the collet 5 and the housing 1 are coupled by a screw pair 4 and a new plug 13 is installed at a predetermined fracture pressure.

Claims (7)

1. Устройство для образования направленных трещин в скважинах, включающее полый цилиндрический корпус, распорный элемент в виде цанги с поперечными закалывающими клиньями на наружных поверхностях ее лепестков и основанием, обращенным к основанию корпуса, эластичную герметизирующую втулку, надетую на цангу, отличающееся тем, что корпус и цанга выполнены в виде стаканов и сцеплены при помощи винтовой пары основаниями с общим центральным отверстием, через которое пропущена втулка с кольцевыми внешними выступами на концах, из которых первый ограничивает ее продольное перемещение относительно корпуса, а второй - относительно цанги, при этом внутри втулки установлена заглушка, разрушаемая давлением рабочей жидкости, а на свободном конце корпуса выполнена резьба для подсоединения к колонне труб высокого давления.1. A device for the formation of directed cracks in wells, including a hollow cylindrical body, a spacer element in the form of a collet with transverse pinning wedges on the outer surfaces of its petals and a base facing the base of the body, an elastic sealing sleeve worn on the collet, characterized in that the body and the collet is made in the form of glasses and coupled by means of a screw pair with bases with a common central hole through which a sleeve is passed with annular external protrusions at the ends, of which the first th restricts its longitudinal movement relative to the housing, and the second relative to the collet, while a plug is installed inside the sleeve that is destroyed by the pressure of the working fluid, and a thread is made at the free end of the housing for connecting high pressure pipes to the string. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заглушка выполнена в виде пластины и установлена в ступенчатом расширении центрального отверстия втулки, выполненном со стороны ее первого кольцевого внешнего выступа, при этом на боковой поверхности ступенчатого расширения выполнена канавка и в ней установлено распорное кольцо для удержания заглушки от выпадения из втулки.2. The device according to claim 1, characterized in that the plug is made in the form of a plate and is installed in a stepped expansion of the central hole of the sleeve made from the side of its first annular external protrusion, while a groove is made on the side surface of the stepped expansion and a spacer ring is installed in it to keep the plug from falling out of the sleeve. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что заглушка выполнена из материала, который при разрушении распадается на мелкие частицы.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the plug is made of material that, when destroyed, breaks up into small particles. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй кольцевой внешний выступ выполнен в виде усеченного конуса, обращенного малым основанием к поперечным закалывающим клиньям.4. The device according to claim 1, characterized in that the second annular external protrusion is made in the form of a truncated cone, facing a small base to the transverse pinning wedges. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на боковой поверхности первого кольцевого внешнего выступа выполнена кольцевая канавка, в которой установлено уплотнительное кольцо.5. The device according to claim 1, characterized in that on the side surface of the first annular external protrusion is made of an annular groove in which a sealing ring is installed. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прорези в цанге выполнены таким образом, что ее лепестки расположены внахлест.6. The device according to claim 1, characterized in that the slots in the collet are made in such a way that its petals are overlapped. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус и цанга сцеплены винтовой парой таким образом, чтобы их расцепление происходило при вращении корпуса в направлении, совпадающем с вкручиванием корпуса в колонну труб высокого давления. 7. The device according to claim 1, characterized in that the housing and the collet are connected by a screw pair so that their disengagement occurs when the housing rotates in the direction that coincides with the housing being screwed into the high pressure pipe string.
RU2009103463/03A 2009-02-02 2009-02-02 Facility for generating directional cavities in boreholes RU2390631C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103463/03A RU2390631C1 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Facility for generating directional cavities in boreholes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103463/03A RU2390631C1 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Facility for generating directional cavities in boreholes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2390631C1 true RU2390631C1 (en) 2010-05-27

Family

ID=42680474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009103463/03A RU2390631C1 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Facility for generating directional cavities in boreholes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2390631C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014134387A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Texas Instruments Incorporated Pick-up tip assembly
RU2702041C1 (en) * 2018-11-28 2019-10-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А.Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Device for oriented rupture of rocks

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014134387A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Texas Instruments Incorporated Pick-up tip assembly
RU2702041C1 (en) * 2018-11-28 2019-10-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А.Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Device for oriented rupture of rocks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108757000B (en) A kind of quick slot orientation fracturing system in underground based on drilling machine power and method
US8833442B2 (en) Wedge deflecting device for sidetracking
CN110344805B (en) Directional fracturing device and method for underground drilling
RU2390631C1 (en) Facility for generating directional cavities in boreholes
RU2410525C1 (en) Arrangement of cutting tools of side opening in casing pipe of well and method of azimuthal orientation and attachment of wedge-diverter
EP3577279B1 (en) Injection tool and a method for injection
RU2702041C1 (en) Device for oriented rupture of rocks
RU2302525C1 (en) Device for directional crack formation in well
RU2081314C1 (en) Device for creating directed fissures in bore-holes
RU2167294C1 (en) Device for forming directed fractures in boreholes
RU2265118C2 (en) Liner suspension device
RU200767U1 (en) Mechanical collar packer
RU2641679C1 (en) Rock oriented cutting device
CN102926697B (en) Port closing device, gas drainage system and port closing method
CN102979475B (en) A kind of orifice blowout prevention Water blocking system and the technique that blocks water thereof
SU1555483A1 (en) Device for forming directional fissures in boreholes
CN112796701A (en) Soluble bridge plug suitable for high-temperature well condition
CN202249922U (en) Device for sealing high-pressure slip casting open hole deep hole with preposed expand tube
RU2224106C2 (en) Process of breaking-down monolithic objects into blocks and gears for its implementation
RU2558845C1 (en) Borehole device for formation of directed fractures
RU2379508C1 (en) Destruction method of rocks and device for its implementation
CN212656799U (en) Soluble fracturing bridge plug
RU200029U1 (en) DEVICE FOR CRUSHING ROCKS
RU2756595C1 (en) Device for formation of directional fractures in wells
RU2503812C1 (en) Rock burst method, and device for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110203