SU1023054A1 - Устройство дл электротермического бурени скважин - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН с отбором керна во льду, содержащее кольцевой электронагревательный элемент, присоединенную к нему колонковую трубу с кернорвател ми, патрубки дл  отвода расплавленной породы, расположенные снаружи колонковой трубы, открытые концы которых обращены к забою буримой, скважины , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности бурени  путем создани  направленного подвода тепла к забою скважины и улучшени  сбора и вывода из зоны забо  расплавленной породы, торец кольцевого электронагревательного элемента выполнен вогнутым, а открытые концы патрубков установлены э кольцевом электронагревательном элементе. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно помещено в кожух, а патрубки размещены в дополнительных нагревател х , которыми снабжено устройство. 3.Устройство по пп. I и 2, отличающеес  тем, что оно имеет термоизолирующие прокладки , установленные на наружной и внутренней поверхност х электронагревательного элемента со стороны, противоположной i забою. (Л 4.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что торец электронагревательного элемента имеет поперечные конусные проточки. ю со о СП 4

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , а именно к устройствам дл  электротермического бурени  скважин, например, во льду. Известен электротермомеханический колонковый снар д дл  бурени  скважин в мерзлых породах, содержащий два подключенных к источнику энергии электрода, торцы которых оснащены породоразрущающими резцами,  вл ющимис  одновременно излучател ми электромагнитной энергии, при этом электроды расположены коаксиально и пространство между ними заполнено диэлектрическим материалом 1. Недостатком данного устройства  вл етс  то, ччо расплавленна  горна  порода, например лед, в процессе охлаждени  затвердевает и оседает как на стенках скважины , так и на керне, что ведет к сужению пробуренной скважины и прихвату бурового снар да или к заклиниванию керна в колонковой трубе. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  электротермического бурени  скважин с отбором керна во льду, содержащее кольцевой электронагревательный элемент, присоединенную к нему колонковую трубу с кернорватели, патрубки дл  отвода талой воды, расположенные снаружи колонковой трубы, открытые концы которых обращены к забою буримой скважины 2. К недостаткам известного электробура относитс  то, что в процессе бурени  тепло, излучаемое электронагревательным элементом , рассеиваетс  во все стороны равномерно -и стенки скважины продолжают оплавл тьс  даже после того, как участок скважины пробурен, что приводит к непроизводительным затратам энергии, снижает КПД.электробура. При этом на стенки скважины энергии рассеиваетс  значительно больше, чем концентрируетс  под торцом электробура. Между стенками скважины и электробуром образуетс  технологический зазор, что приводит к более интенсивному искривлению скважины, кроме того, в услови х низких температур расплавленна  порода, отводима  по патрубкам, может застывать в них. Предложенна  форма торца затрудн ет сбор и вывод расплавленной породы из зоны забо . Целью изобретени   вл етс повышение эффективности бурени  путем создани  направленного подвода тепла к забою скважины , улучшени  сбора и вывода из зоны забо  расплавленной породы, предотвращение ее застывани  в отводных патрубках и снижение затрат тепловой энергии. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  электротермического бурени  скважин с отбором керна во льду, содержащем кольцевой электронагревательный элемент, присоединенную к нему колонковую трубу с кернорвател ми, патрубки дл  отвода расплавленной породы, расположенные снаружи колонковой трубы, открытые концы которых обращены к забою буримой скважины, торец кольцевого электронагревательного элемента выполнен вогнутым, а открытые концы патрубков установлены в кольцевом электронагревательном элементе . Кроме того, устройство помещено в кожух , а патрубки размещены в дополнительных нагревател х, которыми снабжено устройство . Устройство может иметь теплоизолирующие прокладки, установленные на наружной и внутренней поверхност х электронагревательного элемента со стороны, противоположной забою. Торец электронагревательного элемента имеет поперечные конусные проточки. Такое выполнение создает направленный подвод тепла к забою буримой скважины за счет концентрации .тепла в фокусе фокусировки, что значительно снижает расход тепловой энергии, повыщает КПД устройства дл  скважин. Кроме того, оно в услови х низких температур, например при бурении льда, предотвращает застывание расплавленной породы в патрубках и улучшает сбор и вывод мерзлой породы на поверхность за счет того, что вогнутый торец кольцевого электронагревательного элемента выполнен с уклонами в сторону патрубков , а сами они заключены в кожух и снабжены нагревател ми. Такое конструктивное выполнение устройства дл  электротермического бурени  скважин, в котором торец кольцевого электронагревательного элемента , обращенный к забою буримой скважины, выполнен вогнутым, создает направленный подвод тепла к забою скважины. На фиг. 1 изображено устройство дл  электротермического бурени  скважин, разрез; на фиг. 2 - кольцевой электронагревательный элемент, развертка, выполненна  по центральной окружности. Устройство содержит кольцевой электронагревательный элемент 1, торец которого, обращенный к забою буримой скважины, выполнен вогнутым. Внутри кольцевого электронагревательного элемента 1 расположен электронагреватель 2. Наружные и внутренние поверхности кольцевого электронагревательного элемента 1 защищены теплоизолирующими прокладками 3 и 4. К кольцевому электронагревательному элементу 1 присоединена колонкова  труба 5 с кернорвател ми 6. Патрубки 7 дл  отвода расплавленной породы расположены снаружи колонковой трубы 5 и своими открытыми концами, обращенными к забою буримой скважины, установлены в кольцевом электронагревательном элементе 1 по его

центральной окружности. Патрубки 7 снабжены нагревател ми 8 и заключены в общий кожух 9. Вогнутый торец электронагревательного элемента I разбит на участки по количеству патрубков и на каждом участке выполнены уклоны 10 в сторону патрубков .

Устройство работает следующим -образом .

В исходном положении устройство устанавливают на забой и включают электронагреватель 2, который разогревает кольцевой электронагревательный элемент 1. За счет направленной концентрации тепла вогнутой поверхностью кольцевого электронагревательного элемента 1 горна  порода, например лед, расплавл етс . Устройство под действием собственного веса по мере плавлени  забо  продвигаетс  вниз. Расплавленна  порода, образующа с  в результате плавлени , направл етс  уклонами 10 в патрубки 7 и выводитс  на поверхность. Нагреватели 8 излучают тепло, обеспечи-. вающее ее незастывание. По мере заполнени  колонковой трубы 5 в момент подъема устройства срабатывают кернорватели 6, и керн отрываетс . На поверхности керн извлекаетс  из устройства, и цикл работы повтор етс . Теплоизолирующие прокладки 3 и 4 уменьщают затраты тепловой энергии. Такое конструктивное выполнение устройства дл  электротермического бурени  скважин, например, во льду создает направленный подвод тепла к забою скважины, что значительно снижает расход тепловой энергин. Кроме того, оно предотвращает застывание расплавленной породы в патрубках .

ki;: е

.-

W

иг.2

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН с отбором керна во льду, содержащее кольцевой электронагревательный элемент, присоединенную к нему колонковую трубу с кернорвателями, патрубки для отвода расплавленной породы, расположенные снаружи колонковой трубы, открытые концы которых обращены к забою буримой, скважи ны, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем создания направленного подвода тепла к забою скважины и улучшения сбора и вывода из зоны забоя расплавленной породы, торец кольцевого электронагревательного элемента выполнен вогнутым, а открытые концы патрубков установлены ₽ кольцевом электронагревательном элементе.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что оно помещено в кожух, а патрубки размещены в дополнительных нагревателях, которыми снабжено устройство.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно имеет термоизолирующие прокладки, установленные на наружной и внутренней поверхностях электронагревательного элемента со стороны, противоположной 5© забою. ”

4. Устройство по π. 1, отличающееся / тем, что торец электронагревательного элемента имеет поперечные конусные проточки. С