RU2640605C2 - Water thermodrill for drilling wells in ice bodies - Google Patents
Water thermodrill for drilling wells in ice bodies Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640605C2 RU2640605C2 RU2015140366A RU2015140366A RU2640605C2 RU 2640605 C2 RU2640605 C2 RU 2640605C2 RU 2015140366 A RU2015140366 A RU 2015140366A RU 2015140366 A RU2015140366 A RU 2015140366A RU 2640605 C2 RU2640605 C2 RU 2640605C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tip
- bush
- conical
- conical surface
- liner
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/008—Drilling ice or a formation covered by ice
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C39/00—Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для теплового бурения скважин во льду и может быть использовано для исследования ледников и нагромождений морского льда - торосов и стамух. Известен способ определения структуры торосов и стамух, свойств льда и границы льда и грунта путем теплового бурения скважин [4].The invention relates to devices for thermal drilling of wells in ice and can be used to study glaciers and piles of sea ice - hummocks and ham. A known method for determining the structure of hummocks and hammers, the properties of ice and the boundary of ice and soil by thermal drilling of wells [4].
Известно керновое и бескерновое бурение электротермобурами, разработанными в Арктическом и Антарктическом НИИ [1, 2], которые используются для исследования ледников и морского льда с 1970 г. Достоинством электротермобуров являются сравнительно небольшой вес, возможность бурения скважин на всю глубину торосов, возможность определения величины и расположения пустот во льду с высокой точностью. Недостатком является низкая скорость бурения льда.It is known that core and coreless drilling with electrothermoburas developed in the Arctic and Antarctic Research Institute [1, 2], which have been used to study glaciers and sea ice since 1970. The advantages of electrothermobuers are its relatively light weight, the ability to drill wells to the entire depth of hummocks, the ability to determine the size and location of voids in ice with high accuracy. The disadvantage is the low speed of drilling ice.
Известно устройство для водяного бурения скважин во льду [3], представляющее собой теплоизолированную трубу, через которую с помощью насоса по резиновым шлангам подается горячая вода на забой. Вода растапливает лед, и труба под действием своей тяжести опускается. По мере углубления в лед труба, имеющая резьбовое соединение, наращивается. Недостатком устройства является большой расход воды и невысокая производительность, т.к. за счет свободного вытекания горячей воды образуется широкая скважина.A device for water drilling of wells in ice [3] is known, which is a thermally insulated pipe through which hot water is delivered through a rubber hose to a bottomhole. Water melts the ice, and the pipe falls under the influence of its gravity. As it goes deeper into the ice, a pipe having a threaded connection builds up. The disadvantage of this device is the high water consumption and low productivity, because due to the free flow of hot water, a wide well is formed.
Наиболее близким, принятым прототипом является водяной бур [5], в котором горячая вода по шлангу подается в корпус бура и выпускается через отверстие в носке буровой коронки, полый корпус которой выполнен в форме параболоида. Такие устройства широко использовались в исследованиях ледников для бурения скважин различного назначения. На фигуре 1 изображена схема водяного бура. Устройство состоит из полого корпуса 1, к верхнему концу которого подключен буровой шланг 2, на нижнем конце корпуса находится буровая коронка 3. Достоинство этого водяного термобура заключается в высокой скорости бурения. Недостатком является то, что при использовании его для исследования внутреннего строения крупных ледяных образований, когда наличие или отсутствие пустот определяется по скорости погружения бура, невозможно зафиксировать пустоты, размер которых менее 10-15 см, из-за большой длины параболической коронки термобура, на которой происходит зависание снаряда при выходе бура в пустоту. Плавление стенок скважины продолжается горячей параболической частью бура, и движение бура замедляется до последующего повала в пустоту или упора в расположенный ниже блок льда. При малых размерах пустоты провала бура не происходит, и наличие пустоты не фиксируется. К тому же, во время зависания бура вода, струящаяся из коронки, расплавляет расположенный под полостью блок льда, образуя в нем каверны.The closest adopted prototype is a water drill [5], in which hot water is supplied through a hose to the drill body and discharged through an opening in the nose of the drill bit, the hollow body of which is made in the form of a paraboloid. Such devices have been widely used in glacier research for drilling wells for various purposes. The figure 1 shows a diagram of a water drill. The device consists of a
Цель изобретения - повышение чувствительности при использовании устройства для определения положения границ и размеров пустот в ледяных нагромождениях при сохранении высокой скорости бурения.The purpose of the invention is to increase the sensitivity when using a device for determining the position of the boundaries and sizes of voids in ice piles while maintaining a high drilling speed.
Технический результат достигается уменьшением параболической части коронки термобура до длины около одного сантиметра, дающей оптимальное соотношение скорости бурения и разрешающей способности термобура при фиксировании пустот во льду, дополнительном выпуске ряда расходящихся закрученных струй воды и возможности увеличения зазора и, соответственно, расхода воды для очистки каналов от загрязнений.The technical result is achieved by reducing the parabolic part of the crown of the thermal drill to a length of about one centimeter, giving the optimum ratio of drilling speed and resolution of the thermal drill when fixing voids in ice, the additional release of a number of diverging swirling jets of water and the possibility of increasing the gap and, accordingly, the water flow for cleaning the channels from pollution.
На фигуре 2 изображена схема буровой коронки термобура. Буровая коронка состоит из наконечника 4, вкладыша 5, втулки 6, гайки 7, жиклера 8, колец 9 и 10 и пружины 11. Втулка 6 содержит резьбу на верхнем конце для крепления к корпусу бура. На нижнем конце наконечника 4 сделана параболическая заточка снаружи, формирующая забой, и коническая проточка внутри для установки в нее и фиксирования вкладыша 5. Вкладыш 5 имеет в нижней части конусную форму снаружи и конусную форму внутри с осевым отверстием в верхней части, диаметр которого определяется жиклером 8. На наружной конусной поверхности вкладыша 5 нарезаны прямоугольные пазы в виде резьбы с большим шагом. Вкладыш 5 устанавливается в наконечник 4 соосно. В верхней части втулки 6 сделана резьба для установки гайки 7, которая фиксирует пружину 11, прижимающую вкладыш 5 к внутренней конусной поверхности наконечника 4 так, чтобы торцы наконечника 4 и вкладыша 5 находились на одном уровне заподлицо. При этом пазы на конической поверхности вкладыша 5 образуют каналы для выпуска воды из коронки в виде расходящихся закрученных струй. Фигура 3 иллюстрирует внешний вид резьбовой части вкладыша 5.Figure 2 shows a diagram of a drill bit of a thermal drill. The drill bit consists of a
Работа устройства осуществляется следующим образом. Центральная струя горячей воды и расходящиеся закрученные струи образуют во льду кольцевидный забой, при этом центральная часть нерасплавленного льда на забое в виде острого выступа попадает в коническую полость вкладыша 5, где расплавляется струей воды из центрального отверстия жиклера 8. Диаметр забоя получается чуть больше диаметра бура, что устраняет зависание бура при выходе его из плотного льда в полость. При этом не происходит разрушения струями воды льда, расположенного за полостью, и скорость бурения соответствует наличию или отсутствию льда.The operation of the device is as follows. The central jet of hot water and diverging swirling jets form an annular face in the ice, while the central part of the molten ice on the face in the form of a sharp protrusion falls into the conical cavity of the
Для оперативной очистки пазов от случайных загрязнений предусмотрена возможность увеличения зазора между наконечником 4 и вкладышем 5. Под внешним усилием вкладыш 5 утапливается внутрь наконечника 4, зазор увеличивается, и, соответственно, через коронку увеличивается расход воды, которая производит промывку пазов вкладыша 5. После снятия усилия пружина 11 возвращает вкладыш 5 на место.To quickly clean the grooves from accidental contamination, it is possible to increase the gap between the
Такое устройство прошло испытания при бурении торосов, где была подтверждена его высокая эффективность и надежная работа.Such a device was tested during hummock drilling, where its high efficiency and reliable operation were confirmed.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. А.С. №350945, БИ №27, опубл. 13.11.72 г.1. A.S. No. 350945, BI No. 27, publ. 11/13/72
2. А.С. №439601, БИ №30, опубл. 15.08.74 г.2. A.S. No. 439601, BI No. 30, publ. 08/15/74
3. Астафьев В Н., Сурков Г.А., Трусков П А. Торосы и стамухи Охотского моря. - Санкт-Петербург: Пресс-Погода, 1997. - 208 с.3. Astafyev V. N., Surkov G. A., Truskov P. A. Toros and the hamlets of the Sea of Okhotsk. - St. Petersburg: Press Weather, 1997. - 208 p.
4. Патент России №2153070 от 20.07.2000. Бюллетень №20.4. Patent of Russia No. 2153070 dated July 20, 2000. Bulletin No. 20.
5. Taylor Ph. L. A Hot Water Drill for Temperate Ice. CRREL Special Report 84-34, 1984. p. 105-117.5. Taylor Ph. L. A Hot Water Drill for Temperate Ice. CRREL Special Report 84-34, 1984. p. 105-117.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015140366A RU2640605C2 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Water thermodrill for drilling wells in ice bodies |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015140366A RU2640605C2 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Water thermodrill for drilling wells in ice bodies |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015140366A RU2015140366A (en) | 2017-03-28 |
RU2640605C2 true RU2640605C2 (en) | 2018-01-10 |
Family
ID=58505167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015140366A RU2640605C2 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Water thermodrill for drilling wells in ice bodies |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2640605C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2029938A5 (en) * | 1969-01-31 | 1970-10-23 | Commissariat Energie Atomique | Neutronic humidimeter for measuring glac - iers density variations |
SU1262021A1 (en) * | 1985-05-29 | 1986-10-07 | МГУ им.М.В.Ломоносова | Heat-accumulating ice drill |
RU2013514C1 (en) * | 1991-05-23 | 1994-05-30 | Научно-исследовательский институт буровой техники | Method and device for electric thermal drilling |
RU77630U1 (en) * | 2008-05-16 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | DRILLING COMPLEX |
RU2360095C2 (en) * | 2004-04-01 | 2009-06-27 | Мирсултан Исмаил оглы Гашимов | Method of thermal drilling vertical boreholes in earth crust and solid-propellant bore of gashimov for implementation of this method, also method of borehole steam generation using deep heat of earth |
-
2015
- 2015-09-22 RU RU2015140366A patent/RU2640605C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2029938A5 (en) * | 1969-01-31 | 1970-10-23 | Commissariat Energie Atomique | Neutronic humidimeter for measuring glac - iers density variations |
SU1262021A1 (en) * | 1985-05-29 | 1986-10-07 | МГУ им.М.В.Ломоносова | Heat-accumulating ice drill |
RU2013514C1 (en) * | 1991-05-23 | 1994-05-30 | Научно-исследовательский институт буровой техники | Method and device for electric thermal drilling |
RU2360095C2 (en) * | 2004-04-01 | 2009-06-27 | Мирсултан Исмаил оглы Гашимов | Method of thermal drilling vertical boreholes in earth crust and solid-propellant bore of gashimov for implementation of this method, also method of borehole steam generation using deep heat of earth |
RU77630U1 (en) * | 2008-05-16 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | DRILLING COMPLEX |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Taylor Ph. L. A, Hot Water Drill for Temperate Ice, CRREL Special Report 84-34, 1984, стр. 105-117. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015140366A (en) | 2017-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104806169A (en) | Hole expanding drill bit | |
CN108590622B (en) | Natural gas hydrate underground separation device with vortex generator | |
BR112012015439A2 (en) | object drilling method and jet drilling system | |
CO6571919A2 (en) | Tool for clearing obstructions in hole orifice and method to use | |
CN102373894B (en) | Feeding and refloating integrated type plunger tool and working method thereof | |
PE20200115A1 (en) | TOOL TO MEASURE CORROSION IN OIL WELLS AND METHOD OF MEASURING CORROSION | |
RU2640605C2 (en) | Water thermodrill for drilling wells in ice bodies | |
RU2550119C1 (en) | Hydraulic impact device | |
CN101655084B (en) | Vortex effluent conveyer in natural gas exploitation | |
CN205100896U (en) | Formula case can be bored and coupling is floated | |
CN110565954A (en) | method and plug for preventing concrete template screw perforation from leaking slurry | |
CN105443150A (en) | Self-drilling anchor rod capable of rapidly mounting | |
US3370659A (en) | Drill rod and bit including one-way valve structure therein | |
RU164818U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROTHERMAL DRILLING OF WELLS IN COLD ICE | |
CN104564115A (en) | Sleeve-type inside anchor | |
RU156921U1 (en) | DUST CATCHING PLANT FOR THERMOCHEMICAL DRILLING MACHINES AND THERMAL EXPANSION OF WELLS | |
CN103233688A (en) | Safe efficient type high-pressure water cutting connecting sleeve for mining drill bit | |
CN207278199U (en) | A kind of fluid well drill bit pup joint | |
CN209855729U (en) | Dry type drilling orifice dust removing device for underground coal mine | |
RU2693082C1 (en) | Rock cutting tool | |
CN202249883U (en) | Integrated delivery and fishing plunger tool | |
CN204126559U (en) | Spiral automatic mud scraper | |
CN203978377U (en) | The mud grouting float collar float plug that a kind of oil well cementing is used | |
RU2013101331A (en) | BORING INJECTION PIL WITH INCLINED LOCAL EXPANSIONS | |
CN105888672B (en) | Freeze pipe device under a kind of oblique freezing hole external clamping |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171224 |