RU2491402C1 - Bogdanov's method of shaped charge drilling and device for its realisation - Google Patents
Bogdanov's method of shaped charge drilling and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491402C1 RU2491402C1 RU2012116642/03A RU2012116642A RU2491402C1 RU 2491402 C1 RU2491402 C1 RU 2491402C1 RU 2012116642/03 A RU2012116642/03 A RU 2012116642/03A RU 2012116642 A RU2012116642 A RU 2012116642A RU 2491402 C1 RU2491402 C1 RU 2491402C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumulative
- warheads
- cartridge
- drilling method
- central pipe
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области способов кумулятивного бурения и к области устройств для кумулятивного бурения. Может быть использовано при добыче нефти, газа и других полезных ископаемых. Также может быть использовано для бурения рекордной сверхглубокой скважины. Также может быть использовано для установления рекордов по скорости бурения. Также может быть использовано для бурения сверхглубоких скважин глубиной 20 км вокруг Йеллоустонского супервулкана для выпуска из его кальдеры избыточной магмы, чтобы уменьшить ее давление и предотвратить извержение, после которого может погибнуть свыше 80 процентов населения США, и на всей Земле может наступить ядерная зима.The invention relates to the field of cumulative drilling methods and to the field of cumulative drilling devices. It can be used in the extraction of oil, gas and other minerals. It can also be used for drilling a record ultra-deep well. It can also be used to set records for drilling speed. It can also be used to drill
Известен способ бурения и устройство для его реализации [1], при котором приводом устройства вращают бурильную трубу с буровой головкой.A known method of drilling and a device for its implementation [1], in which the drive device rotate the drill pipe with a drill head.
При этом бурильную трубу с буровой головкой вращают известным способом приводом устройства, например, буровым ключом, постепенно наращивают бурильную трубу дополнительными секциями, делают скважину и бетонируют скважину.In this case, the drill pipe with a drill head is rotated in a known manner by a device drive, for example, with a drill key, the drill pipe is gradually expanded with additional sections, a well is made and the well is concreted.
Недостатком такого устройства является малая скорость бурения, которая составляет 20-30 сантиметров в час.The disadvantage of this device is the low drilling speed, which is 20-30 centimeters per hour.
Известен способ кумулятивного бурения [2].A known method of cumulative drilling [2].
Способ бурения включает создание скважины с помощью кумуляции. При этом внутри камеры сгорания, находящейся в долоте, перед воспламенением горючей или взрывчатой смеси образуют свободное от горючей или взрывчатой смеси пространство, циклически либо непрерывно впрыскивая топливо и окислитель или компоненты взрывчатого вещества под углом к оси камеры сгорания или подавая и поджигая поочередно заряды взрывчатых веществ, при этом заряды взрывчатых веществ выполнены с выемками.A drilling method includes creating a well by cumulation. In this case, inside the combustion chamber located in the bit, before ignition of the combustible or explosive mixture, they form a space free of the combustible or explosive mixture by cyclically or continuously injecting fuel and an oxidizing agent or components of the explosive at an angle to the axis of the combustion chamber or by supplying and igniting alternately explosive charges while the explosive charges are made with recesses.
Недостатком способа является износ долота во время работы, из-за которого долото надо периодически поднимать и заменять.The disadvantage of this method is the wear of the bit during operation, because of which the bit must be periodically lifted and replaced.
Следующим недостатком способа является малая скорость бурения, обусловленное тем, что для бурения используют механический элемент долото, механические свойства которого имеют ограничения по прочности и износостойкости, которые накладывают ограничения на скорость бурения.Another disadvantage of this method is the low drilling speed, due to the fact that a mechanical element is used for drilling, the mechanical properties of which have limitations in strength and wear resistance, which impose restrictions on the drilling speed.
Известно устройство для кумулятивного бурения скважин [3].A device for cumulative well drilling [3].
Устройство для кумулятивного бурения скважин содержит долото, имеющее корпус, внутри которого установлена камера сгорания. В камеру сгорания подается выполненный с кумулятивной выемкой заряд с взрывчатым веществом. Взрывчатые вещества в зарядах расположены внутри хрупких, легко разрушаемых или легко сгораемых оболочек. Оболочки взрывчатых веществ в зарядах могут быть выполнены с рифлением поверхностей. Также заряды могут быть выполнены с кумулятивными выемками под различными углами к оси самого заряда. Внутренняя поверхность камеры сгорания может быть выполнена ребристой. Камера сгорания выполнена поворачивающейся под углом к оси долота или внутри долота выполнены, по меньшей мере, две камеры сгорания, соединенные с вращающимся распределителем зарядов, или ось камеры сгорания совпадает с осью долота, или под углом к оси долота, или смещена параллельно оси долота, или расположена с некоторым смещением и под углом к оси долота. Изобретение обеспечивает увеличение скорости бурения, упрощение и удешевление процесса бурения, возможность подачи зарядов под разными углами к оси долота и надежный подрыв (поджигание) зарядов.A device for cumulative drilling of wells comprises a bit having a body, inside which a combustion chamber is installed. An explosive charge made with a cumulative recess is fed into the combustion chamber. Explosives in charges are located inside fragile, easily destructible or easily combustible shells. Shell explosives in charges can be performed with corrugation of surfaces. Also, charges can be made with cumulative recesses at various angles to the axis of the charge itself. The inner surface of the combustion chamber may be ribbed. The combustion chamber is made rotating at an angle to the axis of the bit or inside the bit there are at least two combustion chambers connected to a rotating charge distributor, or the axis of the combustion chamber coincides with the axis of the bit, or at an angle to the axis of the bit, or is offset parallel to the axis of the bit, or located at some offset and at an angle to the axis of the bit. The invention provides an increase in drilling speed, simplification and cheapening of the drilling process, the ability to supply charges at different angles to the axis of the bit and reliable undermining (ignition) of charges.
Недостатком устройства является износ долота во время работы, из-за которого долото надо периодически поднимать и заменять.The disadvantage of this device is the wear of the bit during operation, because of which the bit must be periodically lifted and replaced.
Следующим недостатком устройства является малая скорость бурения, обусловленное тем, что для бурения используют механический элемент долото, механические свойства которого имеют ограничения по прочности и износостойкости, которые накладывают ограничения на скорость бурения.Another disadvantage of the device is the low drilling speed, due to the fact that a mechanical element is used for drilling, the mechanical properties of which have limitations in strength and wear resistance, which impose restrictions on the drilling speed.
Задачей, стоящей перед изобретением, является обеспечение возможности увеличения скорости бурения.The challenge facing the invention is the ability to increase the speed of drilling.
Указанная задача решается тем, что в способе бурения, включающем создание скважины с помощью кумуляции, при котором поочередно в скважину подают заряды взрывчатых веществ и взрывают заряды, при этом заряды взрывчатых веществ выполнены с кумулятивными выемками,This problem is solved by the fact that in the drilling method, which includes the creation of a well by means of cumulation, in which explosive charges are supplied to the well and blast charges, while explosive charges are made with cumulative recesses,
дополнительно предварительно на оси выемки заряда с выемкой сзади заряда устанавливают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду, содержащие взрывчатку, затем в направлении перед выемкой вдоль оси выемки подают заряд с выемкой и взрывают заряд с выемкой, а затем в том же направлении подают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду и взрывают дальше места взрыва заряда с выемкой, при этом снаряд, ракета или торпеда содержит взрывчатку.additionally, on the axis of the recess of the charge with a recess in the back of the charge, either a projectile or a rocket or a torpedo containing explosives are installed, then a charge with a recess is fed in front of the recess along the axis of the recess and the charge is blown with a recess, and then either or a rocket or a torpedo and explode further than the place of the explosion of the charge with a recess, while the shell, rocket or torpedo contains explosives.
Взрывом заряда с выемкой в направлении выемки вдоль оси выемки создают кумулятивную струю, сталкивают струю с породой и при этом проникают струей в породу, причем кумулятивной струей создают область взаимодействия струи и породы, а затем в направлении вдоль оси выемки внутрь области подают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду, содержащие взрывчатку, при этом снаряд, ракету или торпеду перемещают в направлении от выемки и взрывают, причем взрывом разрушают породу.An explosion of a charge with a recess in the direction of the recess along the axis of the recess creates a cumulative jet, collides the jet with the rock and at the same time penetrates the rock into the rock, with the cumulative stream creating a region of interaction between the jet and rock, and then either a projectile or a rocket or torpedo containing explosives, while a projectile, rocket or torpedo is moved away from the recess and exploded, and the rock is destroyed by an explosion.
В скважину подают промывочную жидкость, и вымывают остатки разрушенной взрывом породы.Flushing fluid is fed into the well, and the remains of the rock destroyed by the explosion are washed out.
Снаряд, ракету или торпеду приводят во вращение и вворачивают в направлении оси выемки.A shell, rocket or torpedo is rotated and screwed in the direction of the axis of the recess.
Снаряд, ракету или торпеду приводят во вращение с помощью винтовой резьбы, выполненной в головной части снаряда, ракеты или торпеды.A projectile, rocket or torpedo is brought into rotation by means of a screw thread made in the head of a projectile, missile or torpedo.
В скважину вводят центральную трубу, при этом в скважине между стенкой скважины и трубой промывочную жидкость подают в одном направлении, а внутри трубы в другом, при этом в одном из потоков в направлении забоя перемещают снаряд, ракету или торпеду, а в другом разрушенную горную породу в направлении устья скважины.A central pipe is introduced into the well, while in the well between the wall of the well and the pipe, the flushing fluid is supplied in one direction, and inside the pipe in the other, while in one of the flows in the direction of the bottom, a projectile, rocket or torpedo is moved, and in the other, destroyed rock towards the wellhead.
В скважину вводят центральную трубу, при этом в сторону забоя снаружи трубы подают кассету с разделяющейся боеголовкой, при этом из кассеты в сторону забоя направляют, по крайней мере, одну разделяющуюся боеголовку, при этом боеголовку разделяют, сталкивают головную часть с породой и взрывают заряд с выемкой, создают кумулятивную струю, разрушают кумулятивной струей породу и в направлении выемки вдоль оси выемки в качестве хвостовой части боеголовки подают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду, содержащие взрывчатку, при этом снаряд, ракету или торпеду перемещают в направлении от выемки и взрывают, причем взрывом разрушают породу, при этом в скважину подают промывочную жидкость, и вымывают остатки разрушенной взрывом породы.A central tube is introduced into the well, while a cassette with a separable warhead is fed to the bottom side of the tube, while at least one separable warhead is sent from the cassette to the bottom side, while the warhead is separated, the warhead is pushed against the rock and the charge is detonated with they create a cumulative jet, destroy the rock with a cumulative jet, and either a shell, or a rocket, or a torpedo containing explosives, with a shell, a cancer, are served as the tail of the warhead along the axis of the recess or the torpedo is moved in a direction away from the recess and blast, explosion and destroy rock, wherein a borehole is supplied washing liquid and flushed residues shattered rock explosion.
По крайней мере, две боеголовки под углом направляют под углом к оси трубы в направлении выбранной точки оси трубы перед трубой, разделяют боеголовки и взрывают головные части с зарядами с выемкой, при этом создают кумулятивные струи, причем струи создают так, чтобы их оси лежали вдоль боковой поверхности конуса, затем в направлении струй направляют хвостовые части боеголовок, вворачивают их в породу, взрывают так, что в породе образуется выемка и породу из выемки энергией взрывов направляют внутрь центральной трубы.At least two warheads at an angle are directed at an angle to the axis of the pipe in the direction of the selected point of the pipe axis in front of the pipe, the warheads are separated and the warheads are detonated with charges with a recess, while creating cumulative jets, and the jets are created so that their axes lie along the lateral surface of the cone, then the tail parts of the warheads are directed in the direction of the jets, screwed into the rock, exploded so that a recess is formed in the rock and the rock from the recess is blown with energy from the explosions into the central pipe.
В скважину вводят центральную трубу, при этом в сторону забоя снаружи трубы подают кассету, окружающую трубу, при этом кассета содержит, по крайней мере, одну разделяющуюся боеголовку, при этом в головной части боеголовки выполнен заряд с выемкой, а в хвостовой части боеголовки либо выполнен снаряд, либо выполнена ракета или торпеда, при этом предусмотрена возможность поочередного подрыва сначала заряда с выемкой, а затем взрывчатки снаряда, ракеты или торпеды.A central tube is introduced into the well, while the cassette surrounding the tube is fed to the bottom side of the tube, the cartridge contains at least one separable warhead, with a recess in the warhead’s head, and either made in the tail of the warhead a shell, or a rocket or torpedo is made, while it is possible to alternately undermine first a charge with a recess, and then explosives of a shell, rocket or torpedo.
В скважину вводят центральную трубу, при этом в зазор между стенкой скважины и центральной трубой подают поток промывочной жидкости, причем поток направляют в сторону забоя, при этом в потоке промывочной жидкости к забою подают кассету с разделяющимися боеголовками, снабженную механизмом самоуничтожения, причем из забоя промывочную жидкость направляют в центральную трубу.A central pipe is introduced into the well, while a flow of flushing liquid is supplied into the gap between the wall of the well and the central pipe, the flow being directed towards the bottom, while in the stream of washing liquid, a cartridge with separable warheads is supplied equipped with a self-destruction mechanism, and the flushing from the bottom the fluid is sent to the central pipe.
Центральную трубу вводят так, чтобы между породой забоя и трубой было свободное пространство.The central pipe is introduced so that there is free space between the face rock and the pipe.
Кассету перемещают так, что кассета окружают центральную трубу, и боеголовки в кассете окружают центральную трубу, при этом подают кассету до конца трубы и после выхода за конец трубы осуществляют пуск разделяющихся боеголовок.The cartridge is moved so that the cartridge surrounds the central tube, and the warheads in the cartridge surround the central pipe, while the cartridge is fed to the end of the pipe and, after exiting the pipe end, the separation of warheads is started.
Разделяющуюся боеголовку в забое разделяют на головную часть с зарядом с выемкой и на хвостовую часть либо со снарядом с взрывчаткой либо с ракетой с взрывчаткой или торпедой с взрывчаткой, при этом разделение боеголовки осуществляют с помощью взрыва пиропатрона средней части боеголовки.A separable warhead in the face is divided into a warhead with a recess and a tail, either with a shell with an explosive or a rocket with an explosive or a torpedo with explosives, while the separation of the warhead is carried out using an explosion of the pyro cartridge of the middle part of the warhead.
Оси выемок зарядов головной части разделяющихся боеголовок направляют вдоль боковой поверхности конуса.The axis of the recesses of the charges of the head of the separable warheads are directed along the lateral surface of the cone.
В головной части каждой разделяющейся боеголовки синхронно взрывают заряды с выемкой и создают кумулятивные струи, направленные вдоль боковой поверхности конуса, при этом кумулятивные струи сталкивают в одной точке на оси центральной трубы в породе, причем кумулятивными струями создают области взаимодействия струи и породы, а затем внутрь областей вдоль осей выемок зарядов подают снаряды, ракеты или торпеды, содержащие взрывчатку хвостовой части разделяющихся боеголовок и вворачивают вдоль осей, а затем взрывчатку снарядов, ракет иди торпед хвостовой части разделяющихся боеголовок одновременно взрывают, создают направленный взрыв, направленным взрывом создают кумулятивную струю горной породы и направляют струю внутрь центральной трубы, при этом в том же направлении кумулятивной струей проталкивают промывочную жидкость и дополнительно засасывают промывочную жидкость и промывочной жидкостью выносят введенную в центральную трубу горную породу к устью скважины.In the head of each separable warhead, simultaneously explode charges with a recess and create cumulative jets directed along the lateral surface of the cone, while the cumulative jets are pushed at one point on the axis of the central pipe in the rock, and cumulative jets create areas of interaction between the jet and rock, and then inward areas along the axes of the recesses of the charges serves shells, missiles or torpedoes containing explosives of the tail of multiple warheads and screw along the axes, and then the explosives of shells, missiles go torpedoes of the tail part of the separating warheads simultaneously explode, create a directed explosion, create a cumulative rock stream with a directed explosion and direct the jet inside the central pipe, while in the same direction the washing liquid is pushed with a cumulative jet and the washing liquid is additionally sucked in and the washing liquid introduced into the central pipe rock to the wellhead.
Взрывами разделяющихся боеголовок откалывают горную породу и вымывают промывочной жидкостью.Explosions of separating warheads break off the rock and wash it with flushing fluid.
Создают скважину с помощью кумуляции, при котором поочередно в скважину подают заряды взрывчатых веществ и взрывают заряды, при этом заряды взрывчатых веществ выполнены с кумулятивными выемками, причем предварительно на оси выемки заряда с выемкой сзади заряда устанавливают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду, затем в направлении перед выемкой вдоль оси выемки подают заряд с выемкой и взрывают заряд с выемкой, а затем в том же направлении подают либо снаряд, либо ракету, либо торпеду с горючей смесью, выполненной с возможностью гореть без доступа воздуха с температурой горения, превышающей температуру плавления горной породы и поджигают смесь дальше места взрыва заряда с выемкой.A well is created by cumulation, in which explosive charges are blown into the well and the charges are detonated, while explosive charges are made with cumulative recesses, and then either a projectile, a rocket, or a torpedo are installed on the axis of the recess of the charge with a recess in the back of the charge, then in the direction before the recess along the axis of the recess, a charge with a recess is fed and a charge with a recess is blown up, and then either a projectile or a rocket or a torpedo with a combustible mixture made with the ability to burn Without access of air with a combustion temperature exceeding the melting temperature of the rock and set fire to the mixture beyond the place of the explosion of the charge with a notch.
Кассету перемещают в сторону забоя на роликах, при этом ролики вращают по центральной трубе так, что ролики окружают центральную трубу, причем другие ролики, выполненные вокруг кассеты время от времени прижимают к стенке скважины и при этом вращают так, чтобы определять положение центральной трубы вокруг оси скважины.The cassette is moved to the bottom side on the rollers, while the rollers are rotated along the central pipe so that the rollers surround the central pipe, and other rollers made around the cartridge are pressed from time to time against the borehole wall and rotated so as to determine the position of the central pipe around the axis wells.
Кассету перемещают в виде двух колец, при этом между кольцами вставлены в гильзах разделяющиеся боеголовки, причем внутреннее кольцо кассеты перемещают на роликах по внешней поверхности центральной трубы, а внешнее кольцо перемещают так, чтобы ролики либо катились по внутренней поверхности стенки скважины, либо только время от времени прижимались к стенке.The cartridge is moved in the form of two rings, while separating warheads are inserted between the rings in the sleeves, the inner ring of the cartridge being moved on rollers along the outer surface of the central pipe, and the outer ring being moved so that the rollers either rolled along the inner surface of the borehole wall or only time pressed against the wall.
Одновременно к забою перемещают набор кассет с разделяющимися боеголовками и при этом задают заранее угол наклона направления вылета разделяющейся боеголовки к оси центральной трубы в каждой кассете.At the same time, a set of cartridges with separable warheads is moved to the bottom, and the angle of inclination of the direction of departure of the separable warhead to the axis of the central tube in each cartridge is set in advance.
К забою перемещают дополнительную торпеду, а в забое торпеду вводят внутрь центральной трубы и перемещают в сторону устья скважины, при этом с помощью работы двигателя торпеды к устью скважины проталкивают промывочную жидкость с кусками горной породы.An additional torpedo is moved to the bottom, and in the bottom, a torpedo is inserted inside the central pipe and moved towards the wellhead, while using the torpedo engine, the flushing fluid with pieces of rock is pushed to the wellhead.
К забою перемещают дополнительную торпеду с кумулятивным зарядом, при этом в забое торпеду вводят внутрь центральной трубы и перемещают в сторону устья скважины, причем с помощью работы двигателя торпеды к устью скважины проталкивают промывочную жидкость с кусками горной породы, а в случае возникновения затора в трубе торпеду взрывают, создают кумулятивную струю и кумулятивной струей затор разрушают.An additional torpedo with a cumulative charge is moved to the bottom, while in the bottom, a torpedo is inserted inside the central pipe and moved to the side of the wellhead; moreover, using the torpedo engine to the wellhead, the flushing fluid with pieces of rock is pushed, and in case of congestion in the pipe, the torpedo they explode, create a cumulative jet and destroy the jam with a cumulative jet.
Указанная задача решается тем, что устройство для реализации способа бурения, содержащее заряды с взрывчатыми веществами и с кумулятивными выемками, дополнительно содержит разделяющиеся боеголовки и при этом заряды с кумулятивными выемками выполнены в головных частях боеголовок, а в хвостовых частях боеголовок выполнены либо снаряды, либо ракеты, либо торпеды, причем снаряд, ракета или торпеда содержит взрывчатку и ось снаряда, ракеты или торпеды совпадает с осью выемки, при этом предусмотрена возможность в направлении перед выемкой вдоль оси выемки подавать заряд с выемкой и взрывать заряд с выемкой, а затем в том же направлении подавать либо снаряд, либо ракету, либо торпеду и взрывать дальше места взрыва заряда с выемкой, причем устройство содержит центральную трубу, выполненную в скважине, и предусмотрена возможность подачи в забой промывочной жидкости вместе с разделяющейся боеголовкой и предусмотрена возможность осуществления взрыва разделяющейся боеголовки в забое, при этом между стенкой скважины и центральной трубой выполнен зазор.This problem is solved in that the device for implementing the drilling method, containing charges with explosives and with cumulative recesses, further comprises separable warheads, while the charges with cumulative recesses are made in the warheads, and in the tail parts of the warheads either shells or missiles are made or torpedoes, moreover, the projectile, missile or torpedo contains explosives and the axis of the projectile, missiles or torpedoes coincides with the axis of the recess, while it is possible to move in front of the recess Along the axis of the recess, deliver a recessed charge and detonate a recessed charge, and then either deliver a projectile, or a rocket, or a torpedo in the same direction and detonate further than a recessed charge explosion site, the device containing a central pipe made in the well, and it is possible the supply of flushing liquid to the bottom together with a separable warhead, and it is possible to explode a separable warhead in the bottom, while a gap is made between the wall of the well and the central pipe.
Между стенкой скважины и центральной трубой находится промывочная жидкость, при этом в промывочной жидкости выполнена кассета с разделяющимися боеголовками, снабженная механизмом самоуничтожения.Between the wall of the borehole and the central pipe there is a flushing fluid, while in the flushing fluid there is a cartridge with separable warheads equipped with a self-destruction mechanism.
Устройство содержит кассету с разделяющимися боеголовками.The device contains a cartridge with multiple warheads.
Кассета окружает центральную трубу, и боеголовки в кассете окружают центральную трубу.The cassette surrounds the center tube, and the warheads in the cassette surround the center tube.
Устройство содержит, по крайней мере, две кассеты.The device contains at least two cassettes.
Устройство содержит, по крайней мере, две кассеты с различными углами наклона направления вылета боеголовки к оси центральной трубы.The device contains at least two cartridges with different angles of inclination of the direction of departure of the warhead to the axis of the central pipe.
Разделяющиеся боеголовки кассеты направлены в направлении одной выбранной точки оси центральной трубы.Separate warheads of the cartridge are directed in the direction of one selected point of the axis of the Central tube.
Между головной частью и хвостовой частью боеголовки выполнен пиропатрон.A squib is made between the warhead and the tail of the warhead.
Разделяющиеся боеголовки установлнены в кассетке так, что оси выемок зарядов головной части разделяющихся боеголовок направлены вдоль боковой поверхности конуса, при этом ось конуса совпадает с осью центральной трубы.Separate warheads are mounted in the cassette so that the axis of the recesses of the charges of the head of the separating warheads are directed along the side surface of the cone, while the axis of the cone coincides with the axis of the central tube.
Спереди на снаряде, ракете или торпеде хвостовой части разделяющейся боеголовки выполнена резьба, при этом предусмотрена возможность вворачивать резьбу внутрь вещества, образовавшегося вдоль направления вылета кумулятивной струи, образованной от взрыва заряда с кумулятивной выемкой.A thread is made on the front of a projectile, rocket or torpedo of the tail of a separable warhead, and it is possible to screw the thread into the substance formed along the direction of departure of the cumulative jet formed from the explosion of a charge with a cumulative recess.
Устройство содержит разделяющиеся боеголовки, при этом в головных частях боеголовок выполнены заряды с кумулятивной выемкой, а в хвостовых частях выполнены либо снаряды, либо торпеды, либо ракеты с горючей смесью, выполненной с возможностью гореть без доступа воздуха с температурой горения, превышающей температуру плавления горной породы, при этом предусмотрена возможность в направлении перед выемкой вдоль оси выемки подавать заряд с выемкой и взрывать заряд с выемкой, а затем в том же направлении подавать либо снаряд, либо ракету, либо торпеду и поджигать смесь дальше места взрыва заряда с выемкой.The device contains separable warheads, while in the warhead warheads charges are made with a cumulative recess, and in the rear parts there are either shells or torpedoes or rockets with a combustible mixture capable of burning without access to air with a combustion temperature exceeding the rock melting temperature In this case, it is possible to supply a charge with a notch in the direction before the notch along the axis of the notch and detonate the charge with the notch, and then either deliver a projectile, or a rocket, or torpedo and set fire to the mixture beyond the place of the explosion of the charge with a recess.
Кассета содержит ролики, при этом ролики касаются центральной трубы, причем ролики окружают трубу с возможностью вращаться.The cassette contains rollers, while the rollers touch the central pipe, and the rollers surround the pipe with the ability to rotate.
Кассета содержит ролики, при этом ролики выполнены вокруг кассеты с возможностью время от времени прижиматься к стенке скважины и при этом вращаться так, чтобы определять положение центральной трубы внутри скважины.The cartridge contains rollers, while the rollers are made around the cartridge with the ability from time to time to press against the wall of the well and at the same time rotate so as to determine the position of the central pipe inside the well.
Либо кассета содержит систему дистанционного управления, либо кассета выполнена с программным обеспечением с возможностью управлять пуском разделяющихся боеголовок.Either the cartridge contains a remote control system, or the cartridge is made with software with the ability to control the launch of multiple warheads.
Кассета содержит два кольца, при этом между колец выполнены гильзы, а в гильзах выполнены разделяющиеся боеголовки, причем внутреннее кольцо кассеты установлено на роликах вокруг внешней поверхности центральной трубы.The cartridge contains two rings, while the rings are made between the rings, and multiple warheads are made in the shells, the inner ring of the cartridge being mounted on rollers around the outer surface of the central pipe.
Устройство для реализации способа кумулятивного бурения содержит транспортер, содержащий трос с поршнями или ковшами, выполненный вдоль центральной трубы, при этом трос протянут вдоль внешней стороны трубы и вдоль внутренней стороны трубы, причем трос соединен с двигателем и выполнен с возможностью перемещать горную породу от забоя к устью скважины.A device for implementing the cumulative drilling method comprises a conveyor comprising a cable with pistons or buckets made along the central pipe, the cable being extended along the outside of the pipe and along the inside of the pipe, the cable being connected to the engine and configured to move the rock from the bottom to wellhead.
Кассета содержит систему пуска разделяющихся боеголовок кассеты, и на кассете выполнен предохранитель системы пуска разделяющихся боеголовок кассеты, выполненный с возможностью включать систему пуска разделяющихся боеголовок кассеты после выхода кассеты за конец центральной трубы.The cartridge contains a launch system for multiple warheads of the cartridge, and the cartridge has a fuse for launching the multiple warheads of the cartridge, configured to turn on the launch system for the multiple warheads of the cartridge after the cartridge exits the end of the central pipe.
Кассета содержит систему пуска разделяющихся боеголовок кассеты и датчик системы пуска разделяющихся боеголовок кассеты, содержащий пьезоэлемент, электрически соединенный с усилителем, с источником питания усилителя, и с системой пуска разделяющихся боеголовок кассеты, выполненной с возможностью одновременно синхронно подавать сигнал на все разделяющиеся боеголовки кассеты.The cartridge contains a system for launching multiple warheads of a cartridge and a sensor for launching a system for separation of warheads of a cartridge, comprising a piezoelectric element electrically connected to an amplifier, an amplifier power supply, and a system for launching multiple warheads of a cartridge, capable of simultaneously supplying a signal to all of the multiple warheads of a cartridge.
Разделяющаяся боеголовка содержит систему наведения с гироскопом.A divisible warhead contains a guidance system with a gyroscope.
Кассета содержит маховик, соединенный с системой приведения маховика во вращение.The cartridge contains a flywheel connected to a system for bringing the flywheel into rotation.
Головная часть разделяющейся боеголовки содержит взрыватель, выполненный с возможностью взрывать заряд с кумулятивной облицовкой при столкновении головной части с горной породой забоя.The warhead of a separable warhead contains a fuse configured to detonate a charge with cumulative lining in a collision of the warhead with a rock of the face.
Хвостовая часть разделяющейся боеголовки содержит взрыватель, выполненный с возможностью взрывать хвостовую часть при столкновении хвостовой части с горной породой забоя в конце области проникновения кумулятивной струи заряда с кумулятивной облицовкой головной части боеголовки после взрыва заряда с кумулятивной облицовкой.The tail part of the separable warhead contains a fuse configured to detonate the tail part when the tail part collides with the face rock at the end of the penetration region of the cumulative charge stream with the cumulative lining of the warhead head after the charge explosion with the cumulative lining.
Кассета содержит ствол с резьбой, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.The cartridge contains a threaded barrel configured to bring the warhead into rotation when the warhead exits the cartridge.
Кассета содержит гильзу с резьбой, снабженную механизмом самоликвидации, например, с помощью термита, выполненную с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.The cartridge contains a threaded sleeve equipped with a self-destruction mechanism, for example, using a termite, configured to bring the warhead into rotation when the warhead exits the cartridge.
Разделяющаяся боеголовка содержит боковой двигатель, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение.The separable warhead comprises a lateral engine configured to rotate the warhead.
Устройство для реализации способа кумулятивного бурения содержит блок, содержащий секцию центральной трубы, выполненную с возможностью соединяться с центральной трубой и наращивать центральную трубу, при этом вокруг секции центральной трубы выполнены, по крайней мере, две кассеты с разделяющимися боеголовками.A device for implementing the cumulative drilling method comprises a block comprising a central pipe section configured to connect to the central pipe and extend the central pipe, with at least two cartridges with separable warheads around the central pipe section.
Такое техническое решение позволяет значительно увеличить скорость бурения по сравнению с прототипом за счет того, что в прототипе создается только тонкая кумулятивная струя. А в предлагаемом изобретении дополнительную взрывчатку взрывают уже внутри самой кумулятивной струи, в самом ее конце, что позволяет сразу скалывать вторым взрывом из глубины громадные куски горной породы. По аналогии с классическим взрывным делом, кумулятивная струя делает глубокий шурф, в который на дно закладывается взрывчатка по классической технологии горного дела, и взрывом скалывает горную породу.This technical solution allows to significantly increase the drilling speed compared to the prototype due to the fact that only a thin cumulative stream is created in the prototype. And in the present invention, additional explosives are already blown up inside the cumulative jet itself, at the very end of it, which allows you to immediately chip away huge pieces of rock from the depths with a second explosion. By analogy with the classic explosive business, the cumulative jet makes a deep pit, into which explosives are laid on the bottom according to the classic mining technology, and blast the rock off with an explosion.
Вводить внутрь кумулятивной струи дополнительную взрывчатку позволяет разделяющаяся боеголовка. В забое взрывом пиропатрона средней части боеголовки боеголовку разделяют. Взрывом заряда с кумулятивной выемкой головной части боеголовки вдоль оси выемки создают кумулятивную струю в горную породу, которой ее разрушают и создают своеобразный «шурф». Затем внутрь области проникновения кумулятивной струи вдоль оси выемки вворачивают хвостовую часть боеголовки либо со снарядом, либо с ракетой, либо с торпедой с взрывчаткой. При этом с помощью резьбы хвостовую часть боеголовки с взрывчаткой вворачивают в самый конец области проникновения кумулятивной струи и взрывают в конце области проникновения кумулятивной струи.Introducing an additional explosive into the cumulative stream allows a separable warhead. In the face, the explosion of the pyro cartridge of the middle part of the warhead, the warhead is separated. An explosion of a charge with a cumulative recess of the warhead’s head along the axis of the recess creates a cumulative stream into the rock, which destroys it and creates a kind of “pit”. Then, the tail of the warhead is either screwed into the area of penetration of the cumulative jet along the axis of the recess, either with a shell, or with a rocket, or with a torpedo with explosives. In this case, using the thread, the tail of the warhead with explosives is screwed to the very end of the penetration region of the cumulative jet and detonated at the end of the penetration region of the cumulative jet.
Головную часть боеголовки вворачивают в область проникновения кумулятивной струи в горную породу за счет того, что боеголовку предварительно приводят во вращение. Для этого в одном варианте при выходе боеголовки из ствола боеголовку вращают резьбой ствола и, тем самым, приводят во вращение.The warhead head is screwed into the area of penetration of the cumulative jet into the rock due to the fact that the warhead is previously rotated. To do this, in one embodiment, when the warhead exits the barrel, the warhead is rotated by the barrel thread and, thus, is rotated.
Для этого кассета содержит ствол с резьбой, снабженный механизмом самоликвидации, например, с помощью термита, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.To this end, the cartridge contains a threaded barrel equipped with a self-liquidation mechanism, for example, using a termite, configured to bring the warhead into rotation when the warhead leaves the cartridge.
Для приведения боеголовки во вращение в другом варианте при выходе боеголовки из гильзы боеголовку вращают резьбой гильзы и, тем самым, приводят во вращение.To bring the warhead into rotation, in another embodiment, when the warhead leaves the cartridge case, the warhead is rotated by the thread of the cartridge case and, thus, is rotated.
Для этого кассета содержит гильзу с резьбой, снабженную механизмом самоликвидации, например, с помощью термита, выполненную с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.To this end, the cartridge contains a threaded sleeve equipped with a self-destruction mechanism, for example, using a termite, configured to bring the warhead into rotation when the warhead exits the cartridge.
Для приведения боеголовки во вращение в следующем варианте боеголовку приводят во вращение боковым двигателем.To bring the warhead into rotation in the next embodiment, the warhead is brought into rotation by a side engine.
В этом случае разделяющаяся боеголовка содержит боковой двигатель, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение.In this case, the separable warhead comprises a lateral engine configured to rotate the warhead.
Взрыв в конце области проникновения кумулятивной струи позволяет откалывать большие куски горной породы, что значительно ускоряет скорость бурения. Отколотую взрывами горную породу вымывают промывочной жидкостью.An explosion at the end of the penetration zone of the cumulative jet allows you to chip large pieces of rock, which greatly accelerates the speed of drilling. The rock chipped off by explosions is washed out with washing liquid.
Также скорость проходки значительно увеличивает отсутствие такого механического агрегата как «долото», поскольку его механическая износостойкость ограничивает скорость бурения. Также долото изнашивается со временем, и его периодически надо менять на новое долото.Also, the penetration rate significantly increases the absence of such a mechanical unit as a “chisel", since its mechanical wear resistance limits the drilling speed. The bit also wears out over time, and it must be periodically replaced with a new bit.
Не обнаружено технических решений, выполняющих поставленную задачу аналогичными техническими средствами.No technical solutions were found that fulfill the task with the same technical means.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для реализации Богданова способа кумулятивного бурения, основной вид.Figure 1 shows a schematic diagram of a device for implementing the Bogdanov method of cumulative drilling, the main view.
На фиг.2 изображен разрез А-А.Figure 2 shows a section aa.
На фиг.3 изображена принципиальная схема кассеты с разделяющимися боеголовками, основной вид.Figure 3 shows a schematic diagram of a cartridge with separable warheads, the main view.
На фиг.4 изображен разрез Б-Б.Figure 4 shows a section bB.
На фиг.5 изображена принципиальная схема разделяющейся боеголовки, основной вид.Figure 5 shows a schematic diagram of a separable warhead, the main view.
На фиг.6 изображен разрез В-В.Figure 6 shows a section bb.
Богданова способ кумулятивного бурения, далее просто «способ», устройством для его реализации осуществляют следующим образом.Bogdanova cumulative drilling method, hereinafter simply “the method”, a device for its implementation is as follows.
В скважину со стенкой 1 скважины вводят (опускают) центральную трубу 2. (Вместо этого термина «центральная труба», в принципе, можно использовать термин «бурильная труба». Однако бурильную трубу обычно вращают, а в нашем случае это не нужно.) В зазор между стенкой 1 скважины и центральной трубой 2 подают поток промывочной жидкости 3, направленный в сторону забоя. В потоке промывочной жидкости 3 к забою подают кассету 4 с разделяющимися боеголовками 5, 6, снабженную механизмом самоуничтожения.The
Из забоя промывочную жидкость направляют в центральную трубу 2.From the bottom, the washing liquid is sent to the
Центральную трубу 2 вводят (опускают) так, чтобы между породой забоя и трубой было свободное пространство. Кассета 4 окружает центральную трубу 2, и боеголовки 5, 6 в кассете 4 окружают центральную трубу 2. Осуществляют пуск разделяющихся боеголовок 5, 6 сначала одной кассеты 4, потом другой и так далее.The
В зависимости от номера кассеты 4 меняют угол наклона направления вылета боеголовки к оси центральной трубы 2. Первой кассетой выпускают боеголовки перед кассетой и перед центральной трубой под самым большим углом к оси центральной трубы и задают угол наклона направлений вылета боеголовок к оси центральной трубы близкий к нормали. Например, от 60 до 80 градусов. В других кассетах угол наклона постепенно с выбранным шагом от 10 до 30 градусов сначала уменьшают до нуля, затем направление вылета боеголовок задают направленным от оси центральной трубы и угол вылета боеголовок меняют от 0 до 90 градусов.Depending on the number of
Центральную трубу 1 опускают на дно забоя, затем поднимают на нужное расстояние, необходимое для начала первого цикла способа.The
Центральная труба имеет среднюю плотность, совпадающую с плотностью промывочной жидкости и, поэтому, центральная труба в жидкости обладает нулевой плавучестью.The central pipe has an average density that matches the density of the flushing fluid and, therefore, the central pipe in the fluid has zero buoyancy.
Кассета 4 содержит систему 19 пуска разделяющихся боеголовок кассеты. На кассете 4 с разделяющимися боеголовками выполнен предохранитель 18 системы 19 пуска разделяющихся боеголовок кассеты содержащий штырь. Кассету подают на конец центральной трубы 1 в устье скважины и штырь предохранителя 18 при этом отодвигают в сторону путем касания конца штыря предохранителя центральной трубой 1. Этим взводят предохранитель 18 системы 19 пуска разделяющихся боеголовок кассеты. При движении кассеты вдоль центральной трубы 1 к устью скважины предохранитель прижимают к центральной трубе. На конце центральной трубы 1 штырь предохранителя пружиной опускают за конец центральной трубы и включают на боевой взвод датчик 20 системы 19 пуска. Кассету подают дальше вперед в забой. Датчиком 20 касаются края горной породы и включают систему пуска. Например, с помощью пьезоэлемента датчика 20 при касании получают электрический ток, усиливают ток усилителем с помощью источника питания усилителя, например, системы батареек или аккумулятора, и подают ток на систему 19 пуска разделяющихся боеголовок кассеты, которой синхронно запускают боеголовки 5, 6.
Системой пуска 19 одновременно подают сигнал синхронно на все разделяющиеся боеголовки 5, 6 кассеты.The
Разделяющиеся боеголовки 5, 6 первой кассеты подают в направлении одной выбранной точки оси центральной трубы. Разделяющиеся боеголовки 5, 6 разделяют.
Разделяющуюся боеголовку в забое разделяют на головную часть 7 с зарядом с выемкой (с кумулятивным зарядом) и на хвостовую часть 8 либо со снарядом с взрывчаткой либо с ракетой с взрывчаткой или торпедой с взрывчаткой. Разделение боеголовки осуществляют с помощью взрыва пиропатронов средней части 9 боеголовки.A separable warhead in the face is divided into the
Разделяющиеся боеголовки 5, 6 направляют так, что оси выемок зарядов головной части 7 разделяющихся боеголовок 5, 6 оказываются направлены вдоль боковой поверхности конуса.
В головной части 7 каждой разделяющейся боеголовки 5, 6 синхронно взрывают заряды с выемкой и создают кумулятивные струи, направленные вдоль боковой поверхности конуса. Кумулятивные струи сталкивают в одной точке на оси центральной трубы в породе. При этом кумулятивными струями создают области взаимодействия струи и породы, а затем внутрь областей вдоль осей выемок зарядов подают снаряды, ракеты или торпеды, содержащие взрывчатку хвостовой части 8 разделяющихся боеголовок 5, 6 и вворачивают вдоль осей. Например, с помощью резьбы, выполненной на снаряде, ракете или торпеде хвостовой части 8 разделяющихся боеголовок 5, 6. Их вворачивают внутрь вещества, образовавшегося вдоль направления вылета кумулятивных струй. В конце областей проникновения кумулятивных струй в горную породу взрывчатку снарядов, ракет иди торпед хвостовой части 8 разделяющихся боеголовок 5, 6 одновременно взрывают, создают направленный взрыв, направленным взрывом создают кумулятивную струю горной породы и направляют струю внутрь центральной трубы 2. В том же направлении кумулятивной струей проталкивают промывочную жидкость и дополнительно засасывают промывочную жидкость, которой выносят введенную в центральную трубу 2 горную породу к устью скважины.In the
Со следующей кассетой разделяющихся боеголовок меняют угол вылета боеголовок и все повторяют. Повторяют до тех пор, пока направления вылета разделяющихся боеголовок не станут параллельны оси центральной трубы. Начиная с этого момента кумулятивную струю из горной породы перестают создавать направленным взрывом. Начиная с этого момента, взрывами разделяющихся боеголовок просто откалывают горную породу и вымывают промывочной жидкостью.With the next cartridge of multiple warheads, the angle of departure of the warheads is changed and everything is repeated. Repeat until the departure directions of the separating warheads become parallel to the axis of the central tube. From this moment on, the cumulative stream of rock ceases to create a directional explosion. From this moment on, explosions of separating warheads simply break off the rock and wash it with flushing fluid.
После завершения цикла скалывания породы начинают цикл укрепления стенок скважины расплавленной породой. Для этого из первой кассеты с разделяющимися боеголовкам этого цикла перпендикулярно оси центральной трубы в стенку скважины направляют разделяющиеся боеголовки, в головной части которых выполнены заряды с выемкой (кумулятивные заряды), а в хвостовой части выполнены снаряды, торпеды или ракеты горючей смесью, например, с термитом или с напалмом, выполненной с возможностью гореть без доступа воздуха с температурой горения, превышающей температуру плавления горной породы.After completion of the rock cleavage cycle, a cycle of strengthening the walls of the well with molten rock begins. To do this, from the first cartridge with separable warheads of this cycle perpendicular to the axis of the central pipe, separable warheads are sent to the wall of the well, in the head of which charges are made with a recess (cumulative charges), and in the rear part there are shells, torpedoes or rockets with a combustible mixture, for example, with termite or with napalm, made with the ability to burn without access of air with a combustion temperature exceeding the melting temperature of the rock.
Эти боеголовки работают так же, как и боеголовки цикла скалывания породы с тем отличием, что хвостовую часть после вкручивания вместо проникновения кумулятивной струи в породу зажигают и теплом от горения смеси, например, термита или напалма, плавят горную породу. Охлаждают горную породу промывочной жидкостью, путем охлаждения заставляют расплав горной породы застывать, а затем застывшей горной породой укрепляют стенки скважины.These warheads work in the same way as the warheads of the rock cleavage cycle, with the difference that after the screwing in, instead of penetrating the cumulative jet into the rock, the tail part is ignited and the rock is melted with heat from burning a mixture, such as termite or napalm. The rock is cooled with washing liquid, cooling the melt of the rock to solidify, and then the solidified rock strengthens the walls of the well.
Кассету 4 перемещают в сторону забоя на роликах 10, 11. При этом ролики вращают по центральной трубе 2 так, что ролики окружают ее. Также другие ролики 12, 13, выполненные вокруг кассеты 4 время от времени прижимают к стенке 1 скважины и при этом вращают их так, чтобы определять положение центральной трубы 2 примерно вокруг оси скважины со стенкой 1. Кассету 4 перемещают в виде двух колец 14, 15, между которыми вставлены в гильзах 16, 17 разделяющиеся боеголовки 5,6. Причем внутреннее кольцо кассеты перемещают на роликах по внешней поверхности центральной трубы 2, а внешнее кольцо перемещают так, чтобы ролики либо катились по внутренней поверхности стенки 1 скважины, либо только время от времени прижимались к ней и катились по ней только тогда, когда их прижимают к ней. Ролики вращают и перемещают так, что кассета 4 фиксирует положение центральной трубы 2 вокруг оси скважины со стенкой 1 с определенной погрешностью. С определенным люфтом. При этом разделяющиеся боеголовки 5, 6 в кассете перемещают так, что они в момент перемещения находятся симметрично вокруг центральной трубы 2 так, что плоскость, проходящая через их головные части перпендикулярна оси центральной трубы.The
Одновременно к забою перемещают набор кассет с разделяющимися боеголовками и при этом задают заранее угол наклона направления вылета разделяющейся боеголовки к оси центральной трубы в каждой кассете. Кассеты исполняют роль мобильных передвижных распорок, которыми задают положение центральной трубы 2 внутри скважины со стенкой 1 так, чтобы их оси примерно совпадали.At the same time, a set of cartridges with separable warheads is moved to the bottom, and the angle of inclination of the direction of departure of the separable warhead to the axis of the central tube in each cartridge is set in advance. Cassettes play the role of mobile movable struts, which set the position of the
После этой кассеты то же самое осуществляют со следующей кассетой, направляющей разделяющиеся боеголовки уже под углом к нормали и так далее, пока все свободное пространство по бокам забоя не будет расплавлено и укреплено застывшей стеклообразной массой застывшего расплава породы.After this cartridge, the same is done with the next cartridge guiding the divided warheads already at an angle to the normal, and so on, until all the free space on the sides of the face is melted and strengthened by the solidified glassy mass of the solidified rock melt.
Центральную трубу 2 продвигают вперед (опускают вниз). После этого центральную трубу 2 наращивают в устье скважины.The
После этого все повторяют до достижения нужной глубины скважины.After that, everything is repeated until the desired depth of the well is reached.
Устройство для реализации Богданова способа кумулятивного бурения, далее просто «устройство», состоит из следующих элементов.A device for implementing the Bogdanov cumulative drilling method, hereinafter simply a “device”, consists of the following elements.
В скважине со стенкой 1 скважины выполнена центральная труба 2. (Вместо этого термина «центральная труба», в принципе, можно использовать термин «бурильная труба». Однако, бурильную трубу обычно вращают, а в нашем случае это не нужно.) Нижняя часть центральной трубы выполнена из особопрочного тугоплавкого материала. Например, она может быть выполнена из орудийного ствола.In the well with a
В зазоре между стенкой 1 скважины и центральной трубой 2 и в центральной трубе 2 находится промывочная жидкость 3. В промывочной жидкости 3 выполнена кассета 4 с разделяющимися боеголовками 5, 6, снабженная механизмом самоуничтожения.In the gap between the
Кассета 4 окружает центральную трубу 2, и боеголовки 5, 6 в кассете 4 окружают центральную трубу 2. Устройство содержит несколько кассет 4.The
В зависимости от номера кассеты 4 кассета имеет различный угол наклона направления вылета боеголовки к оси центральной трубы 2.Depending on the number of the
В первой кассете угол наклона направлений вылета боеголовок к оси центральной трубы близкий к нормали. Например, от 60 до 80 градусов. В других кассетах угол наклона постепенно с выбранным шагом от 10 до 30 градусов сначала в зависимости от номера кассеты уменьшается до нуля, затем направление вылета боеголовок задают направленным от оси центральной трубы и угол вылета боеголовок меняется от 0 до 90 градусов.In the first cartridge, the angle of inclination of the directions of departure of warheads to the axis of the central tube is close to normal. For example, from 60 to 80 degrees. In other cartridges, the angle of inclination gradually with a selected step from 10 to 30 degrees is first reduced, depending on the cartridge number, to zero, then the direction of departure of the warheads is set to be directed from the axis of the central tube and the angle of departure of the warheads varies from 0 to 90 degrees.
Центральная труба имеет среднюю плотность, совпадающую с плотностью промывочной жидкости и, поэтому, центральная труба в жидкости обладает нулевой плавучестью.The central pipe has an average density that matches the density of the flushing fluid and, therefore, the central pipe in the fluid has zero buoyancy.
На кассете 4 с разделяющимися боеголовками выполнен предохранитель 18 системы 19 пуска разделяющихся боеголовок содержащий штырь, выполненный с возможностью включать систему пуска разделяющихся боеголовок кассеты после выхода кассеты за конец центральной трубы.On the
В передней части кассеты выполнен датчик 20 системы 19 пуска, содержащий пьезоэлемент, электрически соединенный с усилителем, с источником питания усилителя, например, выполненным в виде системы батареек или в виде аккумулятора, и с системой 19 пуска разделяющихся боеголовок 5, 6, выполненной с возможностью одновременно синхронно подавать сигнал на все разделяющиеся боеголовки кассеты.A
Разделяющиеся боеголовки 5, 6 первой кассеты направлены в направлении одной выбранной точки оси центральной трубы.
Разделяющаяся боеголовка содержит головную часть 7 с зарядом с выемкой (с кумулятивным зарядом) и хвостовую часть 8 либо со снарядом с взрывчаткой либо с ракетой с взрывчаткой, либо с торпедой с взрывчаткой, соединенные с помощью средней части 9 боеголовки, содержащей пиропа-тропы.A separable warhead contains a
Оси выемок зарядов головной части 7 разделяющихся боеголовок 5, 6 направлены вдоль боковой поверхности конуса.The axis of the recesses of the charges of the
Спереди на снаряде, ракете или торпеде хвостовой части 8 разделяющихся боеголовок 5, 6 выполнена резьба, при этом предусмотрена возможность вворачивать резьбу внутрь вещества, образовавшегося вдоль направления вылета кумулятивных струй, образованных от взрывов зарядов с выемкамиA thread is made on the front of a projectile, rocket or torpedo of the
Устройство содержит разделяющиеся боеголовки, в головной части которых выполнены заряды с выемкой (кумулятивные заряды), а в хвостовой части выполнены снаряды, торпеды или ракеты горючей смесью, например, с термитом или с напалмом, выполненной с возможностью гореть без доступа воздуха с температурой горения, превышающей температуру плавления горной породы.The device contains separable warheads, in the head of which charges are made with a recess (cumulative charges), and in the rear part are shells, torpedoes or rockets with a combustible mixture, for example, termite or napalm, made with the ability to burn without access to air with a combustion temperature, exceeding the melting point of the rock.
Кассета 4 содержит ролики 10, 11. При этом ролики выполнены на центральной трубе 2 так, что ролики окружают ее с возможностью вращаться. Также другие ролики 12, 13, выполнены вокруг кассеты 4 с возможностью время от времени прижиматься к стенке 1 скважины и при этом вращаться так, чтобы определять положение центральной трубы внутри скважины примерно вокруг оси скважины со стенкой 1.The
Кассета 4 содержит два соосных кольца 14, 15, внутреннее и внешнее, между которыми вставлены в гильзах 16, 17 разделяющиеся боеголовки 5,6. Причем внутреннее кольцо кассеты установлено на роликах 10, 11 вокруг внешней поверхности центральной трубы 2, а вокруг внешнего кольца выполнены ролики 12, 13. При этом предусмотрена возможность того, чтобы ролики либо катились по внутренней поверхности стенки 1 скважины, либо только время от времени прижимались к ней и катились по ней только тогда, когда их прижимают к ней.The
Разделяющиеся боеголовки 5, 6 в кассете выполнены с возможностью того, чтобы они в момент перемещения по центральной трубе 2 находились симметрично вокруг центральной трубы 2 так, что плоскость, проходящая через их головные части была перпендикулярна оси центральной трубы.
Разделяющиеся боеголовки каждой кассеты выполнены с возможностью синхронного пуска, синхронного разделения и синхронного взрыва головных частей боеголовок, а затем с возможностью синхронного взрыва хвостовых частей боеголовок.Separate warheads of each cartridge are made with the possibility of synchronous launch, synchronous separation and synchronous explosion of the warhead warheads, and then with the possibility of a synchronous explosion of the tail parts of warheads.
Различные варианты и дополнения.Various options and additions.
Горную породу вместе с промывочной жидкостью перемещают от забоя к устью скважины транспортером, содержащим трос с поршнями или ковшами, выполненный вдоль центральной трубы, при этом трос протянут вдоль внешней стороны трубы и вдоль внутренней стороны трубы, причем трос соединен с двигателем и выполнен с возможностью перемещать горную породу от забоя к устью скважины. Трос подают в забой в зазоре между центральной трубой и стенкой скважины, а выводят из забоя внутри центральной трубы. В забое трос перекинут через край центральной трубы, где для этой цели специально может быть выполнен ролик. Ковши или поршни подают к забою в противофазе с кассетами с разделяющимися боеголовками в тот момент, когда в забое нет кассеты. В тот момент, когда кассету вводят в забой, один ковш или поршень уже в центральной трубе, а другой на подходе в зазоре между трубой и стенкой скважины. Осуществляют взрывы боеголовок, промывочной жидкостью засасывают куски горной породы в центральную трубу, а поршнем или ковшом не дают кускам горной породы снова опуститься под действием силы тяжести на дно забоя, и тянут их тросом к устью скважины.The rock along with the flushing fluid is moved from the bottom to the wellhead by a conveyor comprising a cable with pistons or buckets made along the central pipe, the cable being extended along the outside of the pipe and along the inside of the pipe, the cable being connected to the engine and made to move rock from the bottom to the wellhead. The cable is fed into the bottom in the gap between the central pipe and the wall of the well, and removed from the bottom inside the central pipe. In the face, the cable is thrown over the edge of the central pipe, where a roller can be specially made for this purpose. Buckets or pistons are fed to the face in antiphase with cartridges with separable warheads at a time when there is no cartridge in the face. At the moment when the cartridge is introduced into the face, one bucket or piston is already in the central pipe, and the other is approaching in the gap between the pipe and the borehole wall. Explosions of warheads are carried out, pieces of rock are sucked into the central pipe by flushing fluid, and the pieces of rock are not allowed to fall again by gravity to the bottom of the face by a piston or bucket, and they are pulled by a cable to the wellhead.
Тросом с ковшами могут загребать и перемещать разрушенную взрывами горную породу как экскаватором.With a bucket with a bucket, they can rake and move rock destroyed by explosions as an excavator.
На центральной трубе могут быть установлены несколько тросов с ковшами. Центральную трубу могут вращать вокруг оси. В этом случае тросом с ковшами более эффективно собирают и перемещают к устью скважины разрушенную взрывами горную породу как экскаваторами.Several cables with buckets can be installed on the central pipe. The central pipe can rotate around an axis. In this case, a rope with buckets is more efficiently collected and transported to the wellhead, the rock destroyed by explosions as excavators.
Ковши, поршни и трос могут иметь плотность, совпадающкую с плотностью промывочной жидкочсти. В этом случае лни обладают нулевой плавучестью в промывочной жидкости.Buckets, pistons and cables may have a density that matches the density of the flushing fluid. In this case, the flocks have zero buoyancy in the flushing fluid.
Ковши или поршни крепятся к тросу с помощью амортизатора. Например, под действием ударной волны амортизатором могут наклонять ковш или поршень и устанавливать его вдоль направления перемещения ударной волны. А потом возвращают ковш или поршень в исходное положение.Buckets or pistons are attached to the cable with a shock absorber. For example, under the action of a shock wave, the bucket or piston can be tilted by the shock absorber and set it along the direction of movement of the shock wave. And then they return the bucket or piston to its original position.
Устройство для реализации способа кумулятивного бурения содержит транспортер, содержащий трос с поршнями или ковшами, выполненный вдоль центральной трубы, при этом трос протянут вдоль внешней стороны трубы и вдоль внутренней стороны трубы, причем трос соединен с двигателем и выполнен с возможностью перемещать горную породу от забоя к устью скважины. Двигатель выполнен в устье скважины. Ковши или поршни крепятся к тросу с помощью амортизатора. Например, может быть предусмотрена возможность под действием ударной волны амортизатором наклонять ковш или поршень и устанавливать его вдоль направления перемещения ударной волны, а потом возвращать в исходное положение.A device for implementing the cumulative drilling method comprises a conveyor comprising a cable with pistons or buckets made along the central pipe, the cable being extended along the outside of the pipe and along the inside of the pipe, the cable being connected to the engine and configured to move the rock from the bottom to wellhead. The engine is made at the wellhead. Buckets or pistons are attached to the cable with a shock absorber. For example, it may be possible to tilt a bucket or piston under the action of a shock wave with a shock absorber and set it along the direction of movement of the shock wave, and then return it to its original position.
Кумулятивная выемка может быть выполнена с металлической облицовкой. Это значительно улучшает бронебойные характеристики кумулятивной струю она при этом дальше входит в горную породу.The cumulative recess can be made with a metal lining. This significantly improves the armor-piercing characteristics of the cumulative stream, while it further enters the rock.
К забою перемещают дополнительную торпеду, а в забое торпеду вводят внутрь центральной трубы и перемещают в сторону устья скважины, при этом с помощью работы двигателя торпеды к устью скважины проталкивают промывочную жидкость с кусками горной породы.An additional torpedo is moved to the bottom, and in the bottom, a torpedo is inserted inside the central pipe and moved towards the wellhead, while using the torpedo engine, the flushing fluid with pieces of rock is pushed to the wellhead.
Торпеду подают в зазоре между стенкой скважины и центральной трубой в потоке промывочной жидкости, затем разворачивают, например, с помощью дистанционного управления или внутреннего управления, вводят в центральную трубу и подают наверх.A torpedo is fed in the gap between the borehole wall and the central pipe in a flushing fluid stream, then deployed, for example, by remote control or internal control, introduced into the central pipe and fed upward.
В этом дополнении устройство содержит дополнительную торпеду.In this addition, the device contains an additional torpedo.
К забою перемещают дополнительную торпеду с кумулятивным зарядом, при этом в забое торпеду вводят внутрь центральной трубы и перемещают в сторону устья скважины, причем с помощью работы двигателя торпеды к устью скважины проталкивают промывочную жидкость с кусками горной породы, а в случае возникновения затора в трубе торпеду взрывают, создают кумулятивную струю и кумулятивной струей затор разрушают.An additional torpedo with a cumulative charge is moved to the bottom, while in the bottom, a torpedo is inserted inside the central pipe and moved to the side of the wellhead; moreover, using the torpedo engine to the wellhead, the flushing fluid with pieces of rock is pushed, and in case of congestion in the pipe, the torpedo they explode, create a cumulative jet and destroy the jam with a cumulative jet.
Торпеду подают в зазоре между стенкой скважины и центральной трубой в потоке промывочной жидкости, затем разворачивают, например, с помощью дистанционного управления или внутреннего управления, вводят в центральную трубу и подают наверх.A torpedo is fed in the gap between the borehole wall and the central pipe in a flushing fluid stream, then deployed, for example, by remote control or internal control, introduced into the central pipe and fed upward.
В этом дополнении устройство содержит дополнительную торпеду с кумулятивным зарядом.In this addition, the device contains an additional torpedo with a cumulative charge.
При бурении сверхглубоких скважин на рекордные глубины в качестве промывочной жидкости используют ртуть.When drilling superdeep wells to record depths, mercury is used as a flushing fluid.
Например, при бурении сверхглубоких скважин глубиной 20 км вокруг Йеллоустонского супервулкана для выпуска из его кальдеры избыточной магмы, чтобы уменьшить ее давление и предотвратить извержение, после которого может погибнуть свыше 80 процентов населения США, и на всей Земле может наступить ядерная зима.For example, when drilling
Разделяющиеся боеголовки и кассеты могут удерживать в нужном положении при движении к забою с помощью вращения маховика или гироскопа системы наведения.Separate warheads and cartridges can be held in position when moving toward the face by rotating the flywheel or gyro of the guidance system.
Для этого разделяющаяся боеголовка и кассета могут содержать систему наведения с гироскопом или маховик, соединенный с системой приведения маховика во вращение.For this, the separable warhead and cartridge may contain a guidance system with a gyroscope or a flywheel connected to a system for bringing the flywheel into rotation.
Кассетой могут управлять дистационно с помощью дистанционного управления. Кассетой могут управлять с помощью программного обеспечения и управлять с его помощью пуском разделяющихся боеголовок.The cassette can be remotely controlled by remote control. The cassette can be controlled by software and controlled with its launch of multiple warheads.
Для этого кассета либо содержит систему дистанционного управления, либо кассета выполнена с программным обеспечением с возможностью управлять пуском разделяющихся боеголовок.For this, the cartridge either contains a remote control system, or the cartridge is made with software with the ability to control the launch of multiple warheads.
Заряды содержат взрыватели.Charges contain fuses.
Головную часть боеголовки вворачивают в область проникновения кумулятивной струи в горную породу за счет того, что боеголовку предварительно приводят во вращение. Для этого в одном варианте при выходе боеголовки из ствола боеголовку вращают резьбой ствола и, тем самым, приводят во вращение.The warhead head is screwed into the area of penetration of the cumulative jet into the rock due to the fact that the warhead is previously rotated. To do this, in one embodiment, when the warhead exits the barrel, the warhead is rotated by the barrel thread and, thus, is rotated.
Для этого кассета содержит ствол с резьбой, снабженный механизмом самоликвидации, например, с помощью термита, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.To this end, the cartridge contains a threaded barrel equipped with a self-liquidation mechanism, for example, using a termite, configured to bring the warhead into rotation when the warhead leaves the cartridge.
Для приведения боеголовки во вращение в другом варианте при выходе боеголовки из гильзы боеголовку вращают резьбой гильзы и, тем самым, приводят во вращение.To bring the warhead into rotation, in another embodiment, when the warhead leaves the cartridge case, the warhead is rotated by the thread of the cartridge case and, thus, is rotated.
Для этого кассета содержит гильзу с резьбой, снабженную механизмом самоликвидации, например, с помощью термита, выполненную с возможностью приводить боеголовку во вращение при выходе боеголовки из кассеты.To this end, the cartridge contains a threaded sleeve equipped with a self-destruction mechanism, for example, using a termite, configured to bring the warhead into rotation when the warhead exits the cartridge.
Для приведения боеголовки во вращение в следующем варианте боеголовку приводят во вращение боковым двигателем.To bring the warhead into rotation in the next embodiment, the warhead is brought into rotation by a side engine.
В этом случае разделяющаяся боеголовка содержит боковой двигатель, выполненный с возможностью приводить боеголовку во вращение.In this case, the separable warhead comprises a lateral engine configured to rotate the warhead.
Способ и устройство могут использовать для углубления уже выполненных известными способами скважин, которые известными способами углублять дальше либо нельзя, либо считается нецелесообразно.The method and device can be used to deepen wells already completed by known methods, which, by known methods, cannot be deepened further, or is considered impractical.
Элементы устройства могут поставлять к устью скважины в виде готовых блоков, изготовленных и собранных, например, на предприятиях Министерства Обороны или Министерства Оборонной Промышленности.The elements of the device can be delivered to the wellhead in the form of ready-made blocks made and assembled, for example, at enterprises of the Ministry of Defense or the Ministry of Defense Industry.
В блоке вокруг секции центральной трубы устанавливают последовательно одну за другой кассеты с разделяющимися боеголовками именно в такой последовательности, в которой их будут поставлять в забой, чтобы взрывать их разделяющиеся боеголовки так, как это описано выше. Циклами.In a block around a central tube section, cartridges with separable warheads are installed sequentially one after another in exactly the order in which they will be put into the face to explode their separable warheads, as described above. In cycles.
В один блок могут устанавливать набор кассет с разделяющимися боеголовками одного или нескольких циклов.A set of cartridges with separable warheads of one or several cycles can be installed in one unit.
В устье скважины секцию центральной трубы блока соединяют с центральной трубой и наращивают центральную трубу. Затем в скеважину одну за другой подают из блока кассеты цикла в той последовательности, как это было описано выше.At the wellhead, a section of the central pipe of the block is connected to the central pipe and the central pipe is expanded. Then, one after the other, one is fed into the well from the cartridge block of the cycle in the sequence as described above.
Устройство для реализации способа в этом варианте содержит блок, содержащий секцию центральной трубы, выполненную с возможностью соединяться с центральной трубой и наращивать центральную трубу, при этом вокруг секции центральной трубы выполнены кассеты с разделяющимися боеголовками. Причем они выполнены именно в такой последовательности, в которой их будут поставлять в забой, чтобы взрывать их разделяющиеся боеголовки так, как это описано выше.The device for implementing the method in this embodiment comprises a unit containing a central pipe section configured to connect to the central pipe and extend the central pipe, with cartridges with separable warheads made around the central pipe section. Moreover, they are made in exactly the order in which they will be delivered to the face to explode their separable warheads, as described above.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США № US 7775298 В2.1. US patent No. US 7775298 B2.
2. Патент России №2291943.2. Patent of Russia No. 2291943.
3. Патент России №2426856.3. Patent of Russia No. 2426856.
Claims (52)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116642/03A RU2491402C1 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Bogdanov's method of shaped charge drilling and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116642/03A RU2491402C1 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Bogdanov's method of shaped charge drilling and device for its realisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2491402C1 true RU2491402C1 (en) | 2013-08-27 |
Family
ID=49163845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012116642/03A RU2491402C1 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Bogdanov's method of shaped charge drilling and device for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2491402C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647547C1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-03-16 | Игорь Михайлович Глазков | Method of opening productive well formation by shaped charges and device for its implementation |
| RU2691182C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-06-11 | Салават Адегамович Латыпов | Cumulative drilling method |
| RU2814691C1 (en) * | 2022-11-30 | 2024-03-04 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Method of explosive drilling of wells and portable device for its implementation |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1084942A (en) * | 1964-01-11 | 1967-09-27 | Dynamit Nobel Ag | Improvements in or relating to blasting |
| SU376557A1 (en) * | 1971-04-05 | 1977-10-25 | Институт Геотехнической Механики Ан Украинской Сср | Drill bit for thermomechanical drilling |
| RU2064040C1 (en) * | 1992-12-29 | 1996-07-20 | Виктор Олегович Соловьев | Device for explosion-reactive drilling |
| US7013988B2 (en) * | 2002-05-28 | 2006-03-21 | Westmeyer Paul A | Method and apparatus for moving a mass |
| RU2291943C1 (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-20 | Салават Адегамович Латыпов | Cumulative drilling method |
| RU2426856C2 (en) * | 2009-09-30 | 2011-08-20 | Салават Адегамович Латыпов | Device for cumulative well drilling |
-
2012
- 2012-04-26 RU RU2012116642/03A patent/RU2491402C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1084942A (en) * | 1964-01-11 | 1967-09-27 | Dynamit Nobel Ag | Improvements in or relating to blasting |
| SU376557A1 (en) * | 1971-04-05 | 1977-10-25 | Институт Геотехнической Механики Ан Украинской Сср | Drill bit for thermomechanical drilling |
| RU2064040C1 (en) * | 1992-12-29 | 1996-07-20 | Виктор Олегович Соловьев | Device for explosion-reactive drilling |
| US7013988B2 (en) * | 2002-05-28 | 2006-03-21 | Westmeyer Paul A | Method and apparatus for moving a mass |
| RU2291943C1 (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-20 | Салават Адегамович Латыпов | Cumulative drilling method |
| RU2426856C2 (en) * | 2009-09-30 | 2011-08-20 | Салават Адегамович Латыпов | Device for cumulative well drilling |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МАКСИМОВ В.И. и др. Новые способы бурения скважин. - М.: ВИЭМС, 1971, с.34-43. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647547C1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-03-16 | Игорь Михайлович Глазков | Method of opening productive well formation by shaped charges and device for its implementation |
| RU2691182C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-06-11 | Салават Адегамович Латыпов | Cumulative drilling method |
| RU2814691C1 (en) * | 2022-11-30 | 2024-03-04 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Method of explosive drilling of wells and portable device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3721471A (en) | Drill-and-blast module | |
| JP4551960B2 (en) | Excavator | |
| CA2088924C (en) | Controlled fracture method and apparatus for breaking hard compact rock and concrete materials | |
| KR102517885B1 (en) | Blasting Method using Liner applied to Primer, Booster and Charge in a blasthole | |
| US3877373A (en) | Drill-and-blast process | |
| US3190372A (en) | Methods and apparatus for drilling bore holes | |
| CN101479559A (en) | Perforating system comprising an energetic material | |
| NO331766B1 (en) | Device and method for dividing rudder using a multi-point initiating explosive device | |
| KR101551905B1 (en) | Tunnel blasting pattern using large hole and small hole, and method for blasting of tunnel using this same | |
| US6494139B1 (en) | Hole boring charge assembly | |
| WO2006045248A1 (en) | A high-energy gas fracture tool for through-tubing operation | |
| CA2415451C (en) | Hollow charge explosive device particularly for avalanche control | |
| EP1023572B1 (en) | Method and apparatus for removing obstructions in mines | |
| US6591731B2 (en) | Method and apparatus for penetrating hard materials using a energetic slurry | |
| RU2491402C1 (en) | Bogdanov's method of shaped charge drilling and device for its realisation | |
| RU2647547C1 (en) | Method of opening productive well formation by shaped charges and device for its implementation | |
| US20130239837A1 (en) | Selectable yield warhead and method | |
| CN106382110A (en) | Intrastratal explosive fracturing ignition ball and fracturing construction method | |
| JP2023548686A (en) | Self-centering explosive device detonated | |
| US7856928B1 (en) | Countermine dart system and method | |
| Walters et al. | An overview of the shaped charge concept | |
| CN104265224A (en) | Fast unclamping device realizing oil well drill clamping object directional explosion impact failure separation | |
| CN101148982A (en) | Side direction detonation symmetrical bidirectional perforator | |
| RU2814691C1 (en) | Method of explosive drilling of wells and portable device for its implementation | |
| WO2004085952A1 (en) | Projectile comprising a sub-caliber penetrator core |