RU2725373C2 - Mobile electrohydrodynamic drilling rig - Google Patents

Mobile electrohydrodynamic drilling rig Download PDF

Info

Publication number
RU2725373C2
RU2725373C2 RU2018102602A RU2018102602A RU2725373C2 RU 2725373 C2 RU2725373 C2 RU 2725373C2 RU 2018102602 A RU2018102602 A RU 2018102602A RU 2018102602 A RU2018102602 A RU 2018102602A RU 2725373 C2 RU2725373 C2 RU 2725373C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric drill
voltage
rock
electric
drilling
Prior art date
Application number
RU2018102602A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018102602A3 (en
RU2018102602A (en
Inventor
Владимир Ильич Нестеров
Владимир Петрович Золотов
Владимир Семенович Семенов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority to RU2018102602A priority Critical patent/RU2725373C2/en
Publication of RU2018102602A3 publication Critical patent/RU2018102602A3/ru
Publication of RU2018102602A publication Critical patent/RU2018102602A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2725373C2 publication Critical patent/RU2725373C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/14Drilling by use of heat, e.g. flame drilling
    • E21B7/15Drilling by use of heat, e.g. flame drilling of electrically generated heat
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C37/00Other methods or devices for dislodging with or without loading
    • E21C37/16Other methods or devices for dislodging with or without loading by fire-setting or by similar methods based on a heat effect
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C37/00Other methods or devices for dislodging with or without loading
    • E21C37/18Other methods or devices for dislodging with or without loading by electricity

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)

Abstract

FIELD: drilling of wells.SUBSTANCE: present invention relates to installations intended for drilling wells in geological research, survey works, drilling wells for water, in making foundations during construction of objects, prospecting gold. Mobile electrohydrodynamic unit comprises an electric drill connected by an electric cable to a voltage source connected in turn to a source of electrical energy on the surface, system of high-voltage electrodes for creation of electrohydraulic effect, pump station, vacuum station for lifting to surface of pulp destroyed by electric drilling rock with metal particles, for example, gold and comprises, at the outlet, a multispiral concentrator for separating metal from rock, a storage battery, a pulse signal generator and a voltage converter. Electric drill is located in the well, it is made in the form of a metal open from below cylinder and is suspended on a cable of the tripod unit. High-voltage power supply unit at higher frequency, which is installed in the electric drill body, contains a transformer subunit, a rectifier subunit, a sub-unit of the capacitor and a subunit of additional forming gaps. System of high-voltage electrodes forming main spark gap of electric drill is made of one central electrode from refractory, for example, tungsten, material connected to positive terminal of high voltage source and placed in lower part of electric drill body, and several sharpening electrodes along open internal lower part of cylindrical surface of electric drill body, connected to negative terminal of high voltage source.EFFECT: enabling determination of location and direction of metal vein movement on the ground and possibility of developing the deposit in the most efficient manner.4 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к установкам, предназначенным для бурения скважин в геолого-исследовательских, изыскательских работах, бурения скважин под воду, в изготовлении фундаментов при строительстве объектов, в старательской добыче золота.The present invention relates to installations intended for drilling wells in geological research, prospecting, drilling wells under water, in the manufacture of foundations in the construction of facilities, in prospecting for gold.

Известно электроимпульсное породоразрушающее устройство по патенту РФ №2441127, МПК, опубликовано 27.01.2012 г. - аналог.Known electrical pulse rock cutting device according to the patent of the Russian Federation No. 2441127, IPC, published January 27, 2012 - analogue.

Это электроимпульсное породоразрушающее устройство состоит из высоковольтной и заземленной электродных систем, электроды которых выполнены стержневыми, чередующимися и равномерно расположенными по окружности. Высоковольтная электродная система снабжена центральным высоковольтным электродом, проходящим через изоляционный узел. Изоляционный узел выполнен в виде расположенных одна над другой звездообразных изоляционных пластин заземленной и высоковольтной электродных систем, в которых, за исключением центрального высоковольтного электрода, закреплены верхние концы заземленных и высоковольтных электродов.This electropulse rock cutting device consists of high voltage and grounded electrode systems, the electrodes of which are made of rod, alternating and evenly spaced around the circumference. The high voltage electrode system is provided with a central high voltage electrode passing through the insulating assembly. The insulating unit is made in the form of star-shaped insulating plates of the grounded and high-voltage electrode systems located one above the other, in which, with the exception of the central high-voltage electrode, the upper ends of the grounded and high-voltage electrodes are fixed.

Недостаток - низкая производительность процесса бурения, сложность организации процесса.The disadvantage is the low productivity of the drilling process, the complexity of the organization of the process.

Известно электрогидроударное устройство для бурения скважин по патенту РФ на полезную модель №144631 - прототип.Known electrohydraulic impact device for drilling according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 144631 - prototype.

Рассмотрим работу этого устройства подробнее.Consider the operation of this device in more detail.

Здесь задача повышения производительности процесса бурения решается, по мнению автора, в электрогидроударном устройстве, содержащем колонну бурильных труб, систему промывки скважины, источник гидродинамического воздействия, установленный на конце колонны бурильных труб, соединенный при помощи геофизического кабеля с источником высокого напряжения, находящимся на поверхности, соединенным, в свою очередь, с источником электрической энергии, тем, что источник гидродинамического воздействия выполнен в виде электробура, содержащего металлический корпус с, по меньшей мере, одной парой высоковольтных электродов, изолированных электрически друг от друга. Источник гидродинамического воздействия может быть выполнен с возможностью изменения амплитуды и/или частоты разрядов. Металлический корпус может быть выполнен открытым снизу. Металлический корпус может быть выполнен открытым сбоку. Металлический корпус может быть выполнен открытым снизу и сбоку. Верхняя стенка металлического корпуса может быть выполнена параболической. Электрогидроударное устройство для бурения скважины может содержать компьютер, соединенный электрическими связями с источником высокого напряжения. После источника высокого напряжения может быть подсоединен накопитель энергии. Накопитель энергии может находиться на поверхности. Накопитель энергии может находиться в нижней части колонны бурильных труб выше источника гидродинамического воздействия. Накопитель энергии может быть выполнен в виде конденсатора. Накопитель энергии может быть выполнен в виде индуктивности. Накопитель энергии может быть выполнен в виде подключенного параллельно конденсатора и установленной последовательно индуктивности. Источник высокого напряжения может быть выполнен в виде повышающего трансформатора. Источник высокого напряжения может быть выполнен в виде трансформатора Тесла. Источник высокого напряжения может быть выполнен в виде генератора Ван де Графа.Here, the task of increasing the productivity of the drilling process is solved, according to the author, in an electrohydropercussion device containing a drill pipe string, a well flushing system, a hydrodynamic impact source installed at the end of the drill pipe string, connected by a geophysical cable to a high voltage source located on the surface, connected, in turn, with a source of electrical energy, in that the source of hydrodynamic effects is made in the form of an electric drill containing a metal housing with at least one pair of high-voltage electrodes isolated electrically from each other. The source of hydrodynamic effects can be made with the possibility of changing the amplitude and / or frequency of the discharges. The metal case can be made open from the bottom. The metal case can be made open on the side. The metal case can be made open bottom and side. The upper wall of the metal housing can be made parabolic. Electrohydrodrilling device for drilling a well may contain a computer connected by electrical connections to a high voltage source. An energy storage can be connected after the high voltage source. The energy store may be on the surface. The energy storage device may be located in the lower part of the drill pipe string above the source of hydrodynamic effects. The energy storage device may be in the form of a capacitor. The energy store can be made in the form of inductance. The energy storage device can be made in the form of a capacitor connected in parallel and an inductance connected in series. The high voltage source can be made in the form of a step-up transformer. The high voltage source can be made in the form of a Tesla transformer. The high voltage source can be made in the form of a Van de Graf generator.

Недостатки прототипа - сложность организации процесса бурения, ограниченная величина скорости проходки скважины и малый межремонтный период из-за возможности работы только с одной парой высоковольтных электродов, пониженная надежность ввиду необходимости передачи напряжения в несколько десятков киловольт по геофизическому кабелю на большие расстояния, сложности реализации требуемой степени техники безопасности работы персонала с высоким напряжением, искажение геометрии скважины при высоковольтных разрядах через боковые окна, разрушающее действие при боковых разрядах отраженного от внутренней поверхности цилиндра гидростатического давления на сам буровой инструмент.The disadvantages of the prototype are the complexity of the organization of the drilling process, the limited rate of penetration of the well and the small turnaround time due to the ability to work with only one pair of high-voltage electrodes, reduced reliability due to the need to transfer voltages of several tens of kilovolts over the geophysical cable over long distances, the complexity of implementing the required degree safety procedures for personnel working with high voltage, distortion of the well geometry during high-voltage discharges through the side windows, the destructive effect of lateral discharges of hydrostatic pressure reflected from the inner surface of the cylinder on the drilling tool itself.

Экспериментальные исследования процессов высоковольтного разряда в водной среде (Л.А. Юткин. Электрогидравлический эффект. Машгиз, Ленинградское отд., 1955 г., с. 11) позволили выявить формирование вокруг канала высоковольтного разряда зоны высокого давления, которая условно была разделена на ряд участков - участки А, Б, В, Г и Д, отличающиеся степенью воздействия разряда на помещенные в них объекты и материалы:Experimental studies of the processes of a high-voltage discharge in an aqueous medium (L.A. Yutkin. Electro-hydraulic effect. Mashgiz, Leningradsky Department, 1955, p. 11) revealed the formation of a high-pressure zone around the channel of the high-voltage discharge, which was conditionally divided into a number of sections - sections A, B, C, D and D, differing in the degree of impact of the discharge on the objects and materials placed in them:

А - зона искрового разряда;A - zone of spark discharge;

Б - зона разрушения, почти все материалы разрушаются на дисперсные частицы; В - зона наклепа, многие материалы разрушаются, металлы наклепываются;B - zone of destruction, almost all materials are destroyed into dispersed particles; In - a zone of hardening, many materials are destroyed, metals are riveted;

Г - зона упругого воздействия, выброс частиц, мощное выталкивающее действие;G - zone of elastic impact, particle ejection, powerful pushing effect;

Д - зона сжатия, давление очень быстро убывает.D - compression zone, the pressure decreases very quickly.

Схема формы и расположение зон давления вокруг искрового разряда в начальный период приведены на фиг. 1. Зоны 2 формируют вокруг электродов 1 объемную симметричную фигуру, нижняя часть которой на фиг. 1 условно удалена.A diagram of the shape and arrangement of pressure zones around the spark discharge in the initial period is shown in FIG. 1. Zones 2 form around the electrodes 1 a three-dimensional symmetrical figure, the lower part of which in FIG. 1 conditionally deleted.

С точки зрения бурения скважины импульсы гидравлического давления, достигающие 100000 бар (Эффект Юткина, гидроудар или давление в сто тысяч атмосфер от короткого электроимпульса (http://zaryad.com/2013/07/05/effekt-yutkina-gidroudar-ili-davlenie-v-stotyisyach-atmosfer-ot-korotkogo-elektroimpulsa/) в буровом инструменте-электробуре, должны быть максимально выведены за пределы корпуса электробура и обеспечивать разрушение самой окружающей породы в направлении бурения скважины. Отсюда конструктивное исполнение бурового инструмента должно быть в виде пустотелого цилиндра с открытой нижней частью корпуса, где размещаются электроды высоковольтного разряда.From the point of view of well drilling, hydraulic pressure pulses reaching 100,000 bar (Yutkin effect, water hammer or pressure of one hundred thousand atmospheres from a short electric pulse (http://zaryad.com/2013/07/05/effekt-yutkina-gidroudar-ili-davlenie -v-stotyisyach-atmosfer-ot-korotkogo-elektroimpulsa /) in a drilling tool-electric drill, should be maximally removed from the body of the electric drill and ensure the destruction of the surrounding rock in the direction of drilling the hole. Hence, the design of the drilling tool should be in the form of a hollow cylinder with the open lower part of the housing where the electrodes of the high voltage discharge are located.

В зависимости от конкретных условий местности земные породы могут весьма значительно отличаться по своим прочностным характеристикам - от суглинка до базальта. Отсюда эффективное разрушения земной породы в забое скважины будет обусловлено действием давлений в участках Б и В - зон разрушения и наклепа, причем протяженность участка В составляет примерно 150% от протяженности участка Б.Depending on the specific conditions of the terrain, terrestrial rocks can vary significantly in their strength characteristics - from loam to basalt. Hence, the effective destruction of terrestrial rock in the bottom of the well will be due to the action of pressures in sections B and C — the zones of destruction and hardening, and the length of section B is approximately 150% of the length of section B.

В той же публикации Л.А. Юткина на стр. 12 приведена таблица диаметров участков Б зоны разрушения при различных величинах напряжений высоковольтного разряда, из которой следует, что при разрядах импульсов с напряжением в 70 кВ диаметры зоны разрушения Б варьируют от 69 до 105 мм. Отсюда диаметр зоны наклепа В меняется от 103,5.до 157,5 мм.In the same publication L.A. Yutkina on page 12 provides a table of diameters of sections B of the fracture zone for various high-voltage discharge voltages, from which it follows that for pulsed discharges with a voltage of 70 kV, the diameters of the fracture zone B vary from 69 to 105 mm. Hence the diameter of the hardening zone B varies from 103.5 to 157.5 mm.

На фиг. 2, 3, 4 и 5 прототипа по патенту №144631 приведены варианты конструктивного исполнения электрического бура с размещениями пар высоковольтных разрядных электродов в цилиндре бура снизу, сбоку, снизу и сбоку или только сбоку. Тогда корпус электробура изготавливается открытым снизу (фиг. 2, 4), или в боковых стенках корпуса напротив пар электродов вырезаются окна (фиг. 3, 4 и 5).In FIG. 2, 3, 4 and 5 of the prototype according to patent No. 144631, variants of the design of the electric drill with the placement of pairs of high-voltage discharge electrodes in the drill cylinder from below, from the side, from the bottom and from the side or only from the side are given. Then the case of the electric drill is made open from below (Fig. 2, 4), or windows are cut out in the side walls of the case opposite to the pairs of electrodes (Fig. 3, 4 and 5).

Отсюда, в буровом инструменте импульсы гидравлического давления при высоковольтных разрядах в той или иной паре электродов по разному будут влиять на окружающую среду и на сам инструмент. В варианте с открытым низом цилиндра бура (фиг. 2, 4) импульсы давления при разрядах нижней пары электродов распространяются вниз и вбок, разрушая окружающую породу и способствуя процессу бурения. В вариантах с боковыми окнами в цилиндре бура в зависимости от соотношения размера окна и величиной диаметра зоны наклепа В только меньшая часть энергии импульса давления будет выходить за пределы цилиндра электробура и разрушать породу в боковом направлении к оси скважины. Но такое разрушение породы по нормали к оси скважины будет искажать ее геометрию, совершенно не способствуя повышению скорости бурения последней вглубь. Большая же часть энергии разряда, отразившись от внутренней стенки цилиндра электробура, будет разрушать сам буровой инструмент, приводя в скором времени его в негодность. Отсюда наличие бокового размещения высоковольтных электродов разряда делает устройство неработоспособным.From here, in a drilling tool, hydraulic pressure pulses during high-voltage discharges in one or another pair of electrodes will affect the environment and the tool in different ways. In the open bottom version of the drill cylinder (Fig. 2, 4), pressure pulses during discharges of the lower pair of electrodes propagate down and to the side, destroying the surrounding rock and facilitating the drilling process. In variants with side windows in the drill cylinder, depending on the ratio of the window size and the size of the hardening zone B, only a smaller part of the pressure pulse energy will go beyond the cylinder of the electric drill and destroy the rock in the lateral direction to the well axis. But such a destruction of the rock along the normal to the axis of the well will distort its geometry, completely not contributing to an increase in the speed of drilling of the latter in depth. Most of the discharge energy, reflected from the inner wall of the electric drill cylinder, will destroy the drilling tool itself, soon leading to its worthlessness. Hence, the lateral placement of high-voltage discharge electrodes makes the device inoperative.

Поэтому из всех указанных вариантов построения электрического бура в прототипе - патенте №144631 приемлемым является только вариант по фиг. 2, 4 с открытой нижней частью, нижним размещением одной пары высоковольтных электродов и исключением трех других пар высоковольтных электродов по бокам внутреннего изоляционного цилиндра и соответствующих боковых окон в цилиндре бура на фиг. 3, 4 и 5.Therefore, of all these options for constructing an electric drill in the prototype - patent No. 144631, only the embodiment of FIG. 2, 4 with the bottom open, the bottom placement of one pair of high voltage electrodes and the exclusion of three other pairs of high voltage electrodes on the sides of the inner insulating cylinder and the corresponding side windows in the drill cylinder in FIG. 3, 4 and 5.

Техническим результатом предлагаемой мобильной электрогидродинамической буровой установки является повышение производительности процесса бурения и надежности работы установки, увеличение длительности межремонтного периода, исключение возможности пробоя высоковольтного кабеля и попадания обслуживающего персонала под напряжение, совмещение процесса бурения с извлечением из разрушенной породы рассеянного элемента, например, золота, нахождение траектории движения жилы интересующего элемента, например, золота в приповерхностном слое земли.The technical result of the proposed mobile electro-hydrodynamic drilling rig is to increase the productivity of the drilling process and the reliability of the installation, increase the length of the overhaul period, eliminate the possibility of breakdown of the high-voltage cable and getting the personnel under voltage, combining the drilling process with the extraction of the scattered element from the destroyed rock, for example, gold, finding trajectories of the vein of the element of interest, for example, gold in the surface layer of the earth.

Технический результат достигается тем, что мобильная электрогидродинамическая буровая установка содержит электробур в виде металлического открытого снизу цилиндра, соединенный электрическим кабелем с источником напряжения, подсоединенным, в свою очередь, к источнику электрической энергии на поверхности, систему высоковольтных электродов для создания электрогидравлического эффекта, насосную станцию, причем электробур подвешен на тросе блока треноги, высоковольтный блок питания на повышенной частоте установлен в корпусе электробура; система высоковольтных электродов основного искрового промежутка электробура выполнена из одного центрального электрода из тугоплавкого, например, вольфрама, материала, подсоединенного к положительной клемме источника высокого напряжения и размещенного в нижней части корпуса электробура, и нескольких электродов - обострителей по окружности открытой внутренней нижней части цилиндрической поверхности корпуса электробура, подсоединенных к отрицательной клемме источника высокого напряжения; содержит вакуумную станцию подъема на поверхность пульпы разрушенной электробуром породы с частицами металла, например, золота и содержит на выходе последней мультиспиральный концентратор отделения металла от породы, в электрическую цепь основного искрового промежутка включены два дополнительных формирующих промежутка - один между выводом положительного провода высокого напряжения и центральным высоковольтным электродом основного искрового промежутка и второй между отрицательным выводом высоковольтного конденсатора конденсаторного подблока и заземленным корпусом электробура, а центральный электрод основного искрового промежутка, изготовлен из электропроводящего материала с вольфрамовым шариком на конце, обмотан карбоновой нитью и размещен в полиуретановом коконе из двухкомпонентного компаунда в нижней открытой части цилиндра корпуса электробура, вакуумная станция в зависимости от производительности по пульпе выполнена из двух или более вакуумных камер, рабочие объемы которых - верхний и нижний разделены эластичными мембранами и оборудованы четырьмя электроприводными клапанами, переключаемыми сигналами программы управления работой вакуумной станции в компьютере с линиями управления на все элементы вакуумной станции; в нижних рабочих объемах камер смонтированы датчики наличия породы, на выходе откачиваемой пульпы установлен мультиспиральный концентратор с датчиком содержания золота в породе, управляемым соответствующей программой компьютера, с выводом диаграммы кривой добытого золота на экран дисплея.The technical result is achieved by the fact that the mobile electro-hydrodynamic drilling rig contains an electric drill in the form of a metal cylinder open from below, connected by an electric cable to a voltage source, connected, in turn, to a source of electric energy on the surface, a system of high-voltage electrodes to create an electro-hydraulic effect, a pump station, moreover, the electric drill is suspended on the cable of the tripod unit, the high-voltage power supply at an increased frequency is installed in the electric drill case; the system of high-voltage electrodes of the main spark gap of the electric drill is made of one central electrode of refractory, for example, tungsten, material connected to the positive terminal of the high voltage source and located in the lower part of the electric drill, and several sharpening electrodes around the circumference of the open inner lower part of the cylindrical surface of the housing an electric drill connected to the negative terminal of the high voltage source; contains a vacuum station for lifting to the pulp surface rock destroyed by an electric drill with particles of metal, for example gold, and contains a multispiral concentrator for separating metal from rock at the output of the latter; two additional forming spaces are included in the main spark gap electrical circuit - one between the terminal of the positive high voltage wire and the central the high-voltage electrode of the main spark gap and the second between the negative terminal of the high-voltage capacitor of the capacitor subunit and the grounded body of the electric drill, and the central electrode of the main spark gap is made of an electrically conductive material with a tungsten ball at the end, wrapped with carbon fiber and placed in a polyurethane cocoon from a two-component open compound in the lower parts of the cylinder of the electric drill body, the vacuum station, depending on the pulp productivity, is made of two or more vacuum chambers, the working volumes of which are upper and the lower one is separated by elastic membranes and equipped with four electric valve valves, switched by the signals of the program for controlling the operation of the vacuum station in a computer with control lines to all elements of the vacuum station; rock presence sensors are mounted in the lower working volumes of the chambers; a multispiral concentrator with a sensor of gold content in the rock controlled by the corresponding computer program is installed at the output of the pumped pulp with a graph of the curve of the mined gold on the display screen.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, где:The invention is illustrated in FIG. 1, 2, 3, 4, 5, 6, where:

- на фиг. 1 приведено распределение зон давления вокруг искрового разряда;- in FIG. 1 shows the distribution of pressure zones around a spark discharge;

- на фиг. 2 приведена схема мобильной электрогидродинамической буровой установки;- in FIG. 2 shows a diagram of a mobile electro-hydrodynamic drilling rig;

- на фиг. 3 приведена структурная схема формирования высоковольтного разряда;- in FIG. 3 is a structural diagram of the formation of a high voltage discharge;

- на фиг. 4 приведен электробур для бурения скважины под воду;- in FIG. 4 shows an electric drill for drilling a well under water;

- на фиг. 5 приведен электробур для бурения скважины под добычу золота;- in FIG. 5 shows an electric drill for drilling a well for gold mining;

- на фиг. 6 приведена схема вакуумной станции.- in FIG. 6 shows a diagram of a vacuum station.

Мобильная электродинамическая буровая установка (фиг. 2) работает следующим образом. Автономное энергообеспечение установки реализуется генератором электроэнергии 4 при наличии нефтепродукта 3. Выходное напряжение переменного тока с генератора электроэнергии 4 выпрямляется и заряжает аккумуляторную батарею 5. В преобразователе 6 напряжение постоянного тока преобразуется в напряжение переменного тока со стандартными выходными параметрами 220 вольт частоты 50 герц для питания электротехнического оборудования блоков буровой установки (8, 10, 13). В генераторе импульсного сигнала 7 напряжение постоянного тока аккумуляторной батареи 5 преобразуется в напряжение переменного тока повышенной частоты - 80 вольт частоты 25 килогерц для подачи по электрическому кабелю на электробур 11 в скважину и преобразования там последнего в напряжение 100 киловольт постоянного тока высоковольтного разряда основного искрового промежутка. Формирование высоковольтного напряжения в корпусе электробура существенно повышает надежность работы оборудования, снижает требования к качеству электрического кабеля питания электробура, устраняет возможность пробоя электрического кабеля на участке поверхность земли - электробур, исключает вероятность попадания обслуживающего персонала под разряд высокого напряжения. Исключение возможности пробоя высокого напряжения внутри корпуса электробура достигается заполнением внутреннего пространства блоков трансформаторным маслом. Сам корпус электробура всегда заземлен.Mobile electrodynamic drilling rig (Fig. 2) works as follows. Autonomous power supply of the installation is realized by the electric power generator 4 in the presence of oil product 3. The output voltage of the alternating current from the electric power generator 4 is rectified and charges the storage battery 5. In the converter 6, the DC voltage is converted into AC voltage with standard output parameters of 220 volts of a frequency of 50 hertz to supply electrical equipment of drilling rig blocks (8, 10, 13). In the pulse signal generator 7, the DC voltage of the battery 5 is converted to an alternating current voltage of increased frequency - 80 volts of a frequency of 25 kilohertz for supplying a high voltage discharge of the main spark gap there to a voltage of 100 kilovolts of direct current from the electric drill 11 through an electric cable. The formation of high-voltage voltage in the body of the electric drill significantly increases the reliability of the equipment, reduces the quality requirements for the electric power cable of the electric drill, eliminates the possibility of breakdown of the electric cable on the earth's surface - electric drill, eliminates the likelihood of service personnel falling under the high voltage discharge. An exception to the possibility of high voltage breakdown inside the electric drill body is achieved by filling the internal space of the blocks with transformer oil. The housing itself is always grounded.

Насосная станция 8 нагнетает воду в забой скважины через насадку электробура 11. Импульсы гидравлического давления в 11 с амплитудой до 100 килобар при высоковольтном разряде в водной среде забоя скважины разрушают породу, которая вакуумной станцией 10 поднимается на поверхность в виде пульпы 12 с частицами золота и направляется на мультиспиральный концентратор 13. Мультиспиральный концентратор - установленная под небольшим углом к горизонтали вращающаяся труба со спиральными бороздками на внутренней поверхности. Сюда непрерывно загружается пульпа 12 из вакуумной станции 10, внутренняя поверхность трубы омывается потоком воды 9. В процессе вращения трубы мультиспирального концентратора вокруг своей оси пустая порода смывается водой вниз к выходу 15, а тяжелые частицы металла, например, золота поднимаются по бороздкам вверх к выходу 14, обеспечивая степень извлечения металла на уровне 90%. В итоге производится отбор поступившего из скважины золота и определяется его среднее содержание в породе в данном месте.Pump station 8 pumps water into the bottom of the well through the nozzle of the electric drill 11. Pulses of hydraulic pressure of 11 with an amplitude of up to 100 kilobars during a high-voltage discharge in the water environment of the bottom of the well destroy the rock, which, by the vacuum station 10, rises to the surface in the form of a pulp 12 with gold particles and is directed to a multi-helical concentrator 13. A multi-spiral concentrator is a rotating pipe installed at a small angle to the horizontal with spiral grooves on the inner surface. Pulp 12 from the vacuum station 10 is continuously loaded here, the inner surface of the pipe is washed by a stream of water 9. During the rotation of the pipe of the multispiral concentrator around its axis, the waste rock is washed off with water down to outlet 15, and heavy metal particles, for example, gold, rise along the furrows up to the exit 14, providing a degree of metal recovery of 90%. As a result, the gold received from the well is selected and its average content in the rock is determined at a given location.

На фиг. 3 представлена структурная схема формирования высоковольтного разряда. Генератор электрической энергии 4 заряжает аккумуляторную батарею 5, напряжение постоянного тока с которой в генераторе импульсного сигнала 7 преобразуется в напряжение 80 вольт частоты 25 килогерц и по кабелю подается на электробур 11. Последний в корпусе 24 содержит блок электроники 25 (фиг. 4, 5) в составе четырех подблоков (подблок трансформатора 16, подблок выпрямителя 17, подблок конденсаторов 18 и подблок дополнительных формирующих промежутков 19) и насадку 26 с внешним диаметром 140 мм для бурения скважины под воду или с внешним диаметром 400 мм для бурения скважины под добычу золота. В подблоке 16 напряжение трансформируется в уровень около 58 кВ, в подблоке 17 оно выпрямляется и заряжает конденсаторный подблок 18 до напряжения 100 кВ. Дополнительные формирующие промежутки 21 подблока 19 обеспечивают начало высоковольтного разряда основного воздушного промежутка 20 только при определенной величине амплитуды импульса. Формируемые в процессе разряда импульсы гидравлического давления разрушают породу скважины в забое, обеспечивая процесс бурения.In FIG. 3 is a structural diagram of the formation of a high voltage discharge. The electric energy generator 4 charges the storage battery 5, the DC voltage with which in the pulse signal generator 7 is converted to a voltage of 80 volts of a frequency of 25 kilohertz and fed through a cable to an electric drill 11. The latter in the housing 24 contains an electronics block 25 (Fig. 4, 5) consisting of four subunits (transformer subunit 16, rectifier subunit 17, capacitor subunit 18 and additional forming gap subunit 19) and a nozzle 26 with an external diameter of 140 mm for drilling a well under water or with an external diameter of 400 mm for drilling a well for gold mining. In subunit 16, the voltage is transformed to a level of about 58 kV, in subunit 17 it is rectified and charges the capacitor subunit 18 to a voltage of 100 kV. Additional forming gaps 21 of the subunit 19 provide the beginning of a high-voltage discharge of the main air gap 20 only at a certain pulse amplitude. Hydraulic pressure pulses formed during the discharge process destroy the borehole rock in the face, providing a drilling process.

На фиг. 4 и фиг. 5 приведены схемы построения электробура для бурения скважины под воду и под добычу золота. Каждый электробур подвешивается на тросе 22, по кабелю 23 реализуется энергоснабжение напряжением 80 вольт частоты 25 килогерц. Верхние части электробуров этих фигур - корпуса 24 со всем содержимым - одинаковы, отличия - в диаметре насадок 26. Диаметр насадки 26 на фиг. 4 - 140 мм, диаметр насадки 26 на фиг. 5 - 400 мм. Корпус электробура 24 содержит блок электроники 25 в составе четырех подблоков. Повышенная электрическая прочность элементов в подблоках обеспечивается заполнением пространства трансформаторным маслом. Вода сверху на фиг. 4 подается через напорный шланг 29 и кольцевой коллектор 30, и далее в насадку 26, на фиг. 5 вода через напорный шланг 29 сразу подается в насадку 26.In FIG. 4 and FIG. Figure 5 shows the construction of an electric drill for drilling a well under water and for gold mining. Each electric drill is suspended on a cable 22, cable 23 implements power supply with a voltage of 80 volts and a frequency of 25 kilohertz. The upper parts of the electric drills of these figures - the housing 24 with all the contents - are the same, the differences are in the diameter of the nozzles 26. The diameter of the nozzle 26 in FIG. 4 to 140 mm, the diameter of the nozzle 26 in FIG. 5 - 400 mm. The housing of the drill 24 contains an electronics block 25 comprising four subunits. The increased electric strength of the elements in the subunits is ensured by filling the space with transformer oil. Water from above in FIG. 4 is fed through a pressure hose 29 and an annular manifold 30, and then into a nozzle 26, in FIG. 5 water through the pressure hose 29 is immediately supplied to the nozzle 26.

Следует при этом учесть, что для бурового процесса целесообразна организация нижнего высоковольтного разряда в различных горизонтальных направлениях от центрального электрода 27 по отношению к оси скважины, что реализуется размещением на нижней части внутренней цилиндрической поверхности электробура равномерной системы электродов 28 - обострителей, соединенных электрически с корпусом цилиндра. Электрические высоковольтные разряды создаются между центральным электродом 27 и одним из периферийных 28 по случайному закону, обеспечивая вращение горизонтальной составляющей вектора гидравлического давления по окружности. В итоге эрозия центрального электрода 27 минимизируется выбором материала (вольфрама), достаточно большими его размерами и возможной заменой в процессе эксплуатации, а эрозия обострителей 28 снижается наличием некоторого их количества на внутренней поверхности цилиндра, возможностью их ремонта.It should be noted that for the drilling process it is advisable to organize the lower high-voltage discharge in various horizontal directions from the central electrode 27 with respect to the axis of the well, which is realized by placing on the lower part of the inner cylindrical surface of the electric drill a uniform system of electrodes 28 - sharpeners, electrically connected to the cylinder body . High-voltage electric discharges are created between the central electrode 27 and one of the peripheral 28 according to a random law, ensuring the rotation of the horizontal component of the hydraulic pressure vector in a circle. As a result, the erosion of the central electrode 27 is minimized by the choice of material (tungsten), its sufficiently large size and possible replacement during operation, and the erosion of sharpeners 28 is reduced by the presence of some of them on the inner surface of the cylinder, and the possibility of their repair.

Интересной особенностью процесса электрогидродинамического бурения является факт большего на 30-60%г размера диаметра сформированного отверстия по отношению к диаметру самого цилиндра электробура за счет действия горизонтальных составляющих зон давления по фиг. 1 (Л.А. Юткин. Электрогидравлический эффект. Машгиз, Ленинградское отд., 1955 г., с. 32), что исключает возможность заклинивания в скважине самого электробура.An interesting feature of the electrohydrodynamic drilling process is the fact that the diameter of the formed hole is 30-60% larger than the diameter of the electric drill cylinder itself due to the action of the horizontal components of the pressure zones in FIG. 1 (L.A. Yutkin. Electro-hydraulic effect. Mashgiz, Leningradsky Department, 1955, p. 32), which excludes the possibility of jamming in the borehole of the electric drill itself.

При конструировании электробура следует обратить внимание на изоляционный материал, в котором устанавливается центральный электрод. Отраженные импульсы давления очень большой величины будут разрушать этот узел и даже сделать его неработоспособным через некоторое время эксплуатации, что в большей степени определит межремонтный период работы буровой установки. Промышленные испытания макетного образца установки дали авторам возможность определить конструктив центрального электрода и подобрать марку необходимого изоляционного материала. Наилучшие результаты получены в случае построения его из электропроводящего материала с вольфрамовым шариком на конце, обмотки карбоновой нитью и размещением в полиуретановом коконе из двухкомпонентного компаунда.When designing an electric drill, attention should be paid to the insulating material in which the central electrode is installed. Reflected pressure pulses of very large magnitude will destroy this unit and even make it inoperative after some time of operation, which to a greater extent will determine the overhaul period of the rig. Industrial tests of the prototype installation made it possible for the authors to determine the design of the central electrode and select the brand of the necessary insulation material. The best results were obtained in the case of constructing it from an electrically conductive material with a tungsten ball at the end, wrapping it with carbon fiber and placing it in a polyurethane cocoon from a two-component compound.

При бурении скважины под воду вакуумная станция на поверхности не используется. Насосная станция подает воду к электробуру по фиг. 4 через напорный шланг 29, кольцевой коллектор 30 и каналы в стенках насадки 26. В забое скважины с водой при высоковольтных разрядах формируются импульсы гидростатического давления, разрушенная порода вдавливается в стенки скважины.When drilling a well under water, a vacuum station on the surface is not used. The pump station supplies water to the electric drill of FIG. 4 through a pressure hose 29, an annular manifold 30, and channels in the walls of the nozzle 26. Hydrostatic pressure pulses are generated in the bottom of a well with water during high-voltage discharges, and the destroyed rock is pressed into the well walls.

При бурении скважины под добычу золота задействованы обе станции - вода подается по напорному шлангу 29 и каналы в насадке 26 (фиг. 5), разрушенная порода частично вдавливается в стенки скважины. А большая ее часть с потоком воды через вакуумный шланг 31 поднимается на поверхность вакуумной станцией.When drilling a well for gold mining, both stations are involved - water is supplied through the pressure hose 29 and channels in the nozzle 26 (Fig. 5), the destroyed rock is partially pressed into the walls of the well. And most of it with a stream of water through the vacuum hose 31 rises to the surface by a vacuum station.

На фиг. 6 приведена схема вакуумной станции. Она содержит две или более n-вакуумные камеры - герметичные емкости с разделительной гибкой мембраной 331, … 33n внутри, создающей верхний (газовый) объем 3211, 3212, … 321n и нижний (рабочий) объем 3212, 3222, … 32n2. Переключение режимов работы каждой вакуумной камерой производится четырьмя электроприводными клапанами из набора 401-40n, 411-41n, 421-42n, 431-43n, управляемыми сигналами специальной программы управления работой вакуумной станции в компьютере 46 с линиями управления (показаны пунктиром) на все элементы вакуумной станции. В нижних рабочих объемах камер смонтированы датчики наличия породы 441-44n.In FIG. 6 shows a diagram of a vacuum station. It contains two or more n-vacuum chambers - sealed containers with a dividing flexible membrane 33 1 , ... 33 n inside, creating an upper (gas) volume 32 11 , 32 12 , ... 32 1n and a lower (working) volume 32 12 , 32 22 , ... 32 n2 . The operation modes of each vacuum chamber are switched by four electric actuating valves from a set of 40 1 -40 n , 41 1 -41 n , 42 1 -42 n , 43 1 -43 n , controlled by signals of a special program for controlling the operation of the vacuum station in computer 46 with control lines (dotted line) to all elements of the vacuum station. In the lower working volumes of the chambers, rock presence sensors 44 1 -44n are mounted.

Работа вакуумной станции строится следующим образом. Воздушный компрессор 39 непрерывно откачивает воздух из одной из вакуумных камер, например, первой 321. Открыты клапаны 401, 421, закрыты клапаны 411, 431. В объеме 3211 создается разрежение, мембрана поднимается вверх, вызывая разрежение в объеме 3212. В рабочий объем 3212 через открытый клапан 421 начинает поступать из скважины пульпа с вкраплениями золота. Заполнение нижнего объема вакуумной камеры 321 продолжается до сигнала с датчика породы 441. При этом отключается откачка воздуха из первой камеры перекрытием клапана 401, прекращается подача пульпы из скважины закрытием клапана 421; открытием клапана 411 в верхнюю часть камеры 321 подается атмосферное давление и через открытый клапан 431 начинается опорожнение вакуумной камеры 321 вытеснением пульпы в шнек 34. Вращение вала шнека под действием двигателя 35 направляет породу в воронку 36 и далее на внутреннюю поверхность трубы мультиспирального концентратора 13. Подачей воды через клапан 45 и отверстия в трубе 37 орошается внутренняя поверхность вращающейся трубы мультиспирального концентратора 13; пустая порода через выход 15 сливается в отстойник, а частицы золота при вращении трубы перемещаются по бороздкам спирали к выходу 14 концентратора 13. Датчик золота 38 измеряет прошедшее количество металла, и программное обеспечение вычерчивает на экране дисплея компьютера 46 диаграмму хода добычи золота.The work of the vacuum station is constructed as follows. The air compressor 39 continuously pumps out air from one of the vacuum chambers, for example, the first 32 1 . Valves 40 1 , 42 1 are open, valves 41 1 , 43 1 are closed. In the volume 32 11 , a vacuum is created, the membrane rises, causing a vacuum in the volume 32 12 . In the working volume 32 12 through the open valve 42 1 begins to come from the well pulp interspersed with gold. Filling the lower volume of the vacuum chamber 32 1 continues until the signal from the rock sensor 44 1 . This disables the pumping of air from the first chamber by shutting off the valve 40 1 , stops the flow of pulp from the well by closing the valve 42 1 ; opening the valve 41 1 into the upper part of the chamber 1 32 and the atmospheric pressure is supplied through the open valve 43 1 starts the emptying of the vacuum chamber 1 32 by displacement pulp in the screw 34. The rotation of the screw shaft under the action of the motor 35 guides the rock into the funnel 36 and further to the inner pipe surface multislice concentrator 13. By supplying water through the valve 45 and the holes in the pipe 37, the inner surface of the rotating pipe of the multi-helical concentrator 13 is irrigated; waste rock is discharged through outlet 15 into a sump, and gold particles move along the grooves of the spiral along the grooves of the spiral to exit 14 of concentrator 13. Gold sensor 38 measures the amount of metal passed, and the software draws a graph of gold mining on the computer screen 46.

В процессе опорожнения нижней части первой вакуумной камеры 321 параллельно идет откачка воздуха из верхнего объема второй вакуумной камеры 3221 и заполнение ее нижнего объема 3222 пульпой из скважины. Клапаны 402, 422 открыты, клапаны 412 и 432 закрыты. При завершении заполнения нижнего объема второй вакуумной камеры пульпой с золотом по команде датчика пульпы 442 программа управления работой вакуумной станции переключением электроприводных клапанов начинает процесс опорожнения пульпы из нижнего объема второй вакуумной камеры 322 в мультиспиральный концентратор 13. Далее процессы повторяются с другими вакуумными камерами.In the process of emptying the lower part of the first vacuum chamber 32 1, air is simultaneously pumped out from the upper volume of the second vacuum chamber 32 21 and filling its lower volume 32 22 with pulp from the well. Valves 40 2 , 42 2 open, valves 41 2 and 43 2 closed. When the filling of the lower volume of the second vacuum chamber with pulp with gold is completed by the command of the pulp sensor 44 2, the program for controlling the operation of the vacuum station by switching the electric actuator valves starts the process of emptying the pulp from the lower volume of the second vacuum chamber 32 2 into the multispiral concentrator 13. Then the processes are repeated with other vacuum chambers.

Подбором необходимого числа вакуумных камер и соответствующей настройкой программы управления работой вакуумной станции обеспечивается согласование производительностей получения пульпы электробуром и ее переработкой в вакуумной станции и мультиспиральном концентраторе.The selection of the required number of vacuum chambers and the corresponding setting of the program for controlling the operation of the vacuum station ensures coordination of the production capacity of the pulp with an electric drill and its processing in a vacuum station and a multi-helical concentrator.

Бурение скважины выполняется следующим образом. Рабочий инструмент - электробур устанавливается в нужном месте на треноге и заглубляется в почву на глубину 30 см с уплотнением грунта по образующей цилиндра. При наличии вблизи источника воды насосная станция 8 подключается к нему. В противном случае буровым инструментом с насадкой в 140 мм бурится скважина под воду и к ней подключается насосная станция 8. Включается насосная станция и подается вода в зону обработки. Вакуумная станция откачивает пульпу.Well drilling is performed as follows. A working tool - an electric drill is installed in the right place on a tripod and is dug into the soil to a depth of 30 cm with soil compaction along the generatrix of the cylinder. If there is a water source near the water source, the pumping station 8 is connected to it. Otherwise, with a drilling tool with a nozzle of 140 mm, a well is drilled under water and pump station 8 is connected to it. The pump station is turned on and water is supplied to the treatment zone. The vacuum station pumps out the pulp.

Затем начинают подавать импульсы напряжением до 100 кВ на разрядники электробура. Скачки давления жидкости в нижней части электробура разрушают породу вне зависимости от ее твердости и прочности. Разрушенная порода в виде пульпы - смеси крошки породы, металла с водой - откачивается вакуумной станцией на мультиспиральный концентратор. Здесь проводится анализ состава поднятой из скважины породы. Скорость проходки скважины - 6-8 минут на метр ее глубины.Then they begin to apply pulses with a voltage of up to 100 kV to the electric drill arresters. Fluid pressure surges in the lower part of the electric drill destroy the rock, regardless of its hardness and strength. Destroyed rock in the form of pulp - a mixture of crumbs of rock, metal with water - is pumped out by a vacuum station to a multispiral concentrator. This is an analysis of the composition of the rock raised from the well. The rate of penetration of the well is 6-8 minutes per meter of its depth.

По мере углубления скважины электробур под собственным весом опускается на нужную отметку (до 30 метров), давая возможность непрерывного определения распределения интересующего материала в породе в зависимости от глубины. Далее электробур извлекается из скважины, определяется содержание золота в данном месте, машина переезжает на другую отметку местности, и серией разведочных бурений определяется месторасположение жилы интересующего металла. После разведки можно вести добычу металла или с помощью буровой установки, или устройствами с технологиями промышленной добычи.As the well deepens, the electric drill falls under its own weight to the desired mark (up to 30 meters), making it possible to continuously determine the distribution of the material of interest in the rock depending on the depth. Next, the electric drill is removed from the well, the gold content in the given location is determined, the machine moves to another elevation, and the location of the metal core of interest is determined by a series of exploratory drills. After exploration, it is possible to conduct metal mining either using a drilling rig, or devices with industrial mining technologies.

Все оборудование монтируется на прицепе автомобиля - вездехода, например, типа УАЗ. Обеспечивается минимальный расход топлива, максимальная проходимость и универсальность. В кабине размещаются два человека - бригада по обслуживанию буровой установки.All equipment is mounted on a trailer of an automobile - an all-terrain vehicle, for example, of a UAZ type. It provides minimum fuel consumption, maximum cross-country ability and versatility. Two people are accommodated in the cab - the rig maintenance team.

Технические характеристики буровой установки:Technical characteristics of the drilling rig:

1. Установка мобильна, смонтирована на автомобиле - вездеходе с прицепом.1. Installation is mobile, mounted on a car - an all-terrain vehicle with a trailer.

2. Вес оборудования (без автомобиля и прицепа) - 600-700 кг.2. The weight of the equipment (without a car and a trailer) is 600-700 kg.

3. Глубина бурения с извлечением грунта - 30 метров, без извлечения - 130 метров.3. Drilling depth with soil extraction - 30 meters, without extraction - 130 meters.

4. Диаметр скважины от 0,2 - до 0,5 м.4. The diameter of the well from 0.2 to 0.5 m

5. Скорость проходки 1 погонного метра - 6-8 минут.5. The speed of penetration of 1 running meter - 6-8 minutes.

6. Объем воды для бурения 1 погонного метра - 150 литров.6. The volume of water for drilling 1 running meter is 150 liters.

7. Электропитание - автономное.7. Power supply - autonomous.

8. Напряжение импульса электрического разряда рабочего инструмента - до 100 киловольт.8. The voltage pulse of the electric discharge of the working tool is up to 100 kilovolts.

9. Затраты по топливу - бензин на один час работы 1,5-2 литра.9. Fuel costs - gasoline for one hour of operation, 1.5-2 liters.

10. Температурный режим работы буровой установки - от 0°С до +50°С.10. The temperature regime of the rig is from 0 ° C to + 50 ° C.

Достигнутый технический результат - обеспечение высокой скорости проходки скважины, повышение надежности и безопасности работы, контроль в зависимости от глубины скважины наличия интересующего элемента, например, золота в извлеченной разрушенной породе и определение среднего его содержания в скважине. Экспресс-анализ содержания золота в нескольких пробуренных скважинах определит местонахождение и направление движения жилы металла на местности и даст возможность вести разработку месторождения наиболее эффективно.Achieved technical result - ensuring a high speed of penetration of the well, increasing the reliability and safety of work, monitoring depending on the depth of the well the presence of the element of interest, for example, gold in the recovered destroyed rock and determining its average content in the well. An express analysis of the gold content in several drilled wells will determine the location and direction of movement of the metal core in the area and will make it possible to conduct the most efficient development of the deposit.

Claims (4)

1. Мобильная электрогидродинамическая установка, содержащая электробур, соединенный электрическим кабелем с источником напряжения, подсоединенным, в свою очередь, к источнику электрической энергии на поверхности, систему высоковольтных электродов для создания электрогидравлического эффекта, насосную станцию, отличающаяся тем, что электробур находится в скважине, выполнен в виде металлического открытого снизу цилиндра и подвешен на тросе блока треноги, высоковольтный блок питания на повышенной частоте, установленный в корпусе электробура и содержащий подблок трансформатора, подблок выпрямителя, подблок конденсатора и подблок дополнительных формирующих промежутков; систему высоковольтных электродов основного искрового промежутка электробура, выполненную из одного центрального электрода из тугоплавкого, например, вольфрама, материала, подсоединенного к положительной клемме источника высокого напряжения и размещенного в нижней части корпуса электробура, и нескольких электродов-обострителей по окружности открытой внутренней нижней части цилиндрической поверхности корпуса электробура, подсоединенных к отрицательной клемме источника высокого напряжения, установка на поверхности содержит вакуумную станцию подъема на поверхность пульпы разрушенной электробуром породы с частицами металла, например, золота и содержит на выходе последней мультиспиральный концентратор отделения металла от породы, аккумуляторную батарею, генератор импульсного сигнала и преобразователь напряжения.1. Mobile electrohydrodynamic installation containing an electric drill connected by an electric cable to a voltage source, connected, in turn, to a source of electrical energy on the surface, a system of high-voltage electrodes to create an electro-hydraulic effect, a pump station, characterized in that the electric drill is in the well, in the form of a metal cylinder open at the bottom and suspended on a tripod block cable, a high-voltage power supply at an increased frequency installed in the electric drill housing and containing a transformer subunit, a rectifier subunit, a capacitor subunit and an additional forming gap subunit; a system of high-voltage electrodes of the main spark gap of the electric drill, made of one central electrode made of refractory, for example, tungsten, material connected to the positive terminal of the high voltage source and located in the lower part of the electric drill body, and several sharpening electrodes around the circumference of the open inner lower part of the cylindrical surface electric drill housings connected to the negative terminal of the high voltage source, the surface installation contains a vacuum station for lifting rock destroyed by the electric drill with metal particles, for example gold, onto the pulp surface and contains a multispiral concentrator for separating metal from the rock, a battery, a pulse signal generator, and voltage transformer. 2. Мобильная электродинамическая буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что центральный электрод основного искрового промежутка изготовлен из электропроводящего материала с вольфрамовым шариком на конце, обмотан нитью и размещен в полиуретановом коконе из двухкомпонентного компаунда в нижней открытой части цилиндра корпуса электробура.2. The mobile electrodynamic drilling rig according to claim 1, characterized in that the central electrode of the main spark gap is made of an electrically conductive material with a tungsten ball at the end, wrapped with a thread and placed in a polyurethane cocoon of a two-component compound in the lower open part of the cylinder of the electric drill body. 3. Мобильная электродинамическая буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что вакуумная станция в зависимости от производительности по пульпе выполнена из двух или более вакуумных камер, рабочие объемы которых - верхний и нижний разделены эластичными мембранами и оборудованы четырьмя электроприводными клапанами, переключаемыми сигналами программы управления работой вакуумной станции в компьютере с линиями управления на все элементы вакуумной станции, в нижних рабочих объемах камер смонтированы датчики наличия породы.3. The mobile electrodynamic drilling rig according to claim 1, characterized in that the vacuum station, depending on the pulp productivity, is made up of two or more vacuum chambers, the working volumes of which are upper and lower, are separated by elastic membranes and equipped with four electric actuator valves switched by program signals control the operation of the vacuum station in a computer with control lines on all elements of the vacuum station, rock presence sensors are mounted in the lower working volumes of the chambers. 4. Мобильная электродинамическая буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что на выходе откачиваемой пульпы установлен мультиспиральный концентратор с датчиком содержания золота в породе, управляемым соответствующей программой компьютера, с выводом диаграммы кривой добытого золота на экран дисплея.4. Mobile electrodynamic drilling rig according to claim 1, characterized in that a multispiral concentrator with a rock gold content sensor controlled by the appropriate computer program is installed at the output of the pumped out pulp with a graph of the curve of the mined gold on the display screen.
RU2018102602A 2016-07-27 2016-07-27 Mobile electrohydrodynamic drilling rig RU2725373C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102602A RU2725373C2 (en) 2016-07-27 2016-07-27 Mobile electrohydrodynamic drilling rig

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102602A RU2725373C2 (en) 2016-07-27 2016-07-27 Mobile electrohydrodynamic drilling rig

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018102602A3 RU2018102602A3 (en) 2019-02-22
RU2018102602A RU2018102602A (en) 2019-02-22
RU2725373C2 true RU2725373C2 (en) 2020-07-02

Family

ID=65479174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018102602A RU2725373C2 (en) 2016-07-27 2016-07-27 Mobile electrohydrodynamic drilling rig

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2725373C2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU730027A1 (en) * 1971-12-30 1994-04-15 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова Electric-pulse drill tip
WO2005054620A1 (en) * 2003-12-01 2005-06-16 Unodrill As Method, drilling machine, drill bit and bottom hole assembly for drilling by electrical discharge pulses
RU2283937C2 (en) * 2004-12-15 2006-09-20 Государственное научное учреждение "Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете" Electrpulse drill
RU2319009C2 (en) * 2005-10-31 2008-03-10 Научно-исследовательский институт высоких напряжений Method for rock drilling with electrical pulsed discharges and drilling tool
RU82764U1 (en) * 2008-11-24 2009-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет PULSE DRILLING TIP
RU2441127C1 (en) * 2010-06-11 2012-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Electropulse rock-breaking device
RU143760U1 (en) * 2014-03-27 2014-07-27 Валерий Дмитриевич Дудышев DRILL FILTER CLEANING DEVICE
RU144631U1 (en) * 2014-03-25 2014-08-27 Валерий Дмитриевич Дудышев ELECTRIC HAMMER FOR DRILLING WELLS

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU730027A1 (en) * 1971-12-30 1994-04-15 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова Electric-pulse drill tip
WO2005054620A1 (en) * 2003-12-01 2005-06-16 Unodrill As Method, drilling machine, drill bit and bottom hole assembly for drilling by electrical discharge pulses
RU2283937C2 (en) * 2004-12-15 2006-09-20 Государственное научное учреждение "Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете" Electrpulse drill
RU2319009C2 (en) * 2005-10-31 2008-03-10 Научно-исследовательский институт высоких напряжений Method for rock drilling with electrical pulsed discharges and drilling tool
RU82764U1 (en) * 2008-11-24 2009-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет PULSE DRILLING TIP
RU2441127C1 (en) * 2010-06-11 2012-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Electropulse rock-breaking device
RU144631U1 (en) * 2014-03-25 2014-08-27 Валерий Дмитриевич Дудышев ELECTRIC HAMMER FOR DRILLING WELLS
RU143760U1 (en) * 2014-03-27 2014-07-27 Валерий Дмитриевич Дудышев DRILL FILTER CLEANING DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018102602A3 (en) 2019-02-22
RU2018102602A (en) 2019-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10746006B2 (en) Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes
US10407995B2 (en) Repetitive pulsed electric discharge drills including downhole formation evaluation
CA3142102C (en) Repetitive pulsed electric discharge apparatus for downhole formation evaluation
US10060195B2 (en) Repetitive pulsed electric discharge apparatuses and methods of use
EP2870316B1 (en) Apparatuses and methods for supplying electrical power to an electrocrushing drill
CN105189917B (en) Method for the physical field in the horizontal end of inclined shaft of equipment to be applied to productivity hydrocarbon bed
RU179832U1 (en) HYDRAULIC NOZZLE FOR JET CEMENT
US10844702B2 (en) Precision utility mapping and excavating using plasma blasting
RU2725373C2 (en) Mobile electrohydrodynamic drilling rig
US3881559A (en) Method for stress wave drilling
RU2409735C1 (en) Electric pulse drill head
RU2319009C2 (en) Method for rock drilling with electrical pulsed discharges and drilling tool
RU144631U1 (en) ELECTRIC HAMMER FOR DRILLING WELLS
RU2631749C1 (en) Electric pulse drilling bit
RU2500873C1 (en) Electric pulse drilling assembly
US20170016296A1 (en) A sonic/ultrasonic-assisted method for the compaction and injection of granular slurries and pastes in the subsurface
KR101570697B1 (en) Apparatus and method for fracturing shale rock formation
RU2524101C2 (en) Electric pulse well drilling and electric pulse drill tip
RU2445430C1 (en) Electropulse drilling rig
RU2204189C2 (en) Spark gap (alternatives)
RU2208142C2 (en) Electrohydraulic percussi device for activation of oil and gas-bearing formation and method of device power supply
RU2475627C1 (en) Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits in oil wells and oil pipelines and plant for its implementation
UA26213U (en) Electro-hydraulic well unit

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20190628

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20200417

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200625