SU1198179A1 - Способ расширения скважин и . устройство для его осуществления. - Google Patents

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для электротермического расширения ранее пробуренных скважин.

Цель изобретения - увеличение скорости расширения за счет создания в разрушаемом массиве двух взаимно перпендикулярных систем трещин.

На чертеже показано устройство для расширения скважин, общий вид.

Способ расширения скважин реализуется следующим образом.

В ранее пробуренную скважину помещается пилот с ротором. При этом на пилоте размещены генератор инфракрасного излучения и охладитель, а на роторе размещены форсунки для охладителя и породоразрушающие инструменты. Пилот с ротором поднимают и.вращают, При этом стенка расширяемой скважины прогревается и затем охлаждается, а забой расширенной скважины охлаждается и разрушается механическими инструментами, В результате последовательного охлаждения стенок расширяемой скважины и забоя расширенной скважины в разрушаемом массиве формируются две взаимно перпендикулярные системы трещин, которые разделяют массив на отдельные куски.

Способ расширения скважин реализуется устройством, которое включает ротор 1 с размещенными на нем перед породоразрушающими инструментами 2 форсунками 3 для выпуска хпадоагента,направленными на забой. Ротор 1 связан с буровой штангой 4 и с направляющим пилотом 5, на котором размещены линейный генератор 6 инфракрасного излучения и охладитель 7 в виде трубы с радиальными отверстиями 8, Между генератором 6 и охладителем 7 размещено уплотнение. 9.

Устройство для расширения скважин работает следующим образом.

10

15

20

25

Посредством .штанги 4 усилие по-~ дачи и вращения передается от механизма вращения и перемещения на ротор 1 и пилот 5. При этом генератор 6 прогревает породу на контуре необходимого расширения до

Т_к = 378-473 К.

Движущийся вслед за излучателем 6 охладитель 7 в виде трубы распыляет хладоагент через отверстия 8 на стенки скважины. При этом вследствие знакопеременных температурных нагрузок на стенке расширяемой скважины возникает система радиальных. трещин. Забой расширенной скважины обрабатывается хладоагентом из форсунок 3, При этом на поверхности забоя расширенной скважины развивается система трещин в направлении проходки и механические породоразрушающие инструменты 2 подчищают уже разрушенный трещинами забой и оконтуривают выработку.

Длина охладителя 7 1,_οχΛ выбирается по зависимости

/ 1 * £ -Х(Т_К4_О)' 2

8/%^аЬ^г(Т_к-Т_ох1^гт

30

где I

35

40

45

наер " длина нагревателя; р - коэффициент линейного

расширения разрушаемой породы;

Е - модуль Юнга породы;

Т_к - температура в массиве

на контуре расширения; Τ₀-χ - температура хпадоагента

(воды);

- удельная линейная мощность генератора инфракрасного излучения;

к - модуль сцепления породы;

- радиус расширенной скважины;

·? - коэффициент Пуассона породы;

Ά - коэффициент теплопроводности породы;

- начальная температура породы.

1198179

Claims (2)

1, Способ расширения скважин, включающий нагрев стенок расширяемой скважины, охлаждение стенок расширяемой скважины и механическое разрушение забоя расширенной скважины, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости расширения за счет создания в разрушаемом массиве двух взаимно пер- ’ пендикулярных систем трещин, после охлаждения стенок расширяемой скважины производят охлаждение поверхности забоя расширенной скважины,

2, Устройство для расширения скважин, включающее рабочий орган в виде ротора с механическими породоразрушающими -инструментами на его поверхности, механизм вращения и перемещения рабочего органа и направляющий пилот, на котором размещены генератор инфракрасного излучения в виде спирали и охладитель в виде трубы с радиальными отверстиями для выпуска хпадоагента, о тпинающееся тем, что длину охладителя выбирают по зависимости

’охл

| <. ⁰>⁶Я(. Οζνί.

чагр

8^Е^а(Т_к-Т_0Х)^гТ

где Ь„_агр- длина нагревателя}

р - коэффициент линейного

расширения.разрушаемой породы;

Е - модуль Юнга-породы;

Т_к - температура в массиве на

контуре расширения;

Τ_Οχ ~ температура хпадоагента;

- удельная линейная мощность генератора инфракрасного излучения;

К - модуль сцепления породы;

г - радиус расширенной скважины;

·?· - коэффициент Пуассона породы;

- коэффициент теплопровод- ;

I ίности породы;)

начальная температура породы* ,

а на рабочей поверхности ротора перед породоразрушающими инструментами размещены форсунки для выпуска хладоагента.

,«51) „„ 1198179

2

1 . 1198179