SU1714123A1 - Скважинное устройство дл образовани направленных трещин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и м.б. использовано дл  отделени  горных пород от массива. Цель изобретени  - повышение эффе.ктивности образовани  направл емых трещин за счет увеличени  раст гивающих усилий без повышени  давлени  нагнетани  жидкости. Устройство содержит св занные между собой.резьбой коаксиальные трубы 1 и 13'С кольцевыми упорами на односторонних торцах. Под кольцевым упором трубы 13 на трубе 1 последовательно установлены выполненные из эластичного материала кольцевой герметизатор (Г) 1 и распорное кольцо (К) 10. Система нагнетани  жидкости в трубу 1 выполнена в виде поршн  3 со штоком 4, наход щимс  в винтовом зацеплении с трубой 1. Руко тка 14 образует узел вращени  труб одна относительно другой. Св занные между собой пружиной 16 секторы образуют К 10. Выточки на внутренних поверхност х образуют кольцевой конусный паз (П) 12. Кольцевой упор трубы 1 в виде открытого расход щегос  раструба 2 установлен в П 12. На наружной поверхности К 10 имеет кольцевой выступ ,11 с клиновым поперечным сечением. Устройствр устанавливают в скважину. Враща  руко тку 14, навинчивают трубу 13 на трубу 1, сжима  VI. При этом К 10 скользит вни^ по раструбу 2 вниз. Секторы раздвигаютс . Выступ 11 сцепл етс  со щелью 18. Вращени'е руко тки 15 поршень 3 вдвигаэтс  в трубу 1. Жидкость нагнетаетс  в скважину, образу , трещину разрыва. 2 з.п.ф-лы, 1 ил;(Лс^^N) СО>&

Description

Изобретение относитс  к горному делу и может быть иссзользовано дл  отделени  горной породы от массива, раскалывани  негабаритов, добычи и обработки строительного камн .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности образовани  направленных трещин за счет увеличени  раст гивающих усилий без повышени  давлени  нагнетани  жидкости.

На чертеже представлено устройство, продольный разрез.

Устройство включает внутреннюю трубу 1 с кольцевым упором 2 в виде открытого расход щегос  раструба. В трубе1 перемещаетс  поршень 3 посредством винта 4 с руко ткой 5. которые образуют систему нагнетаЯи  жидкости под давлением в трубу 1. Винт 4 находитгс  в зацеплении с гайкой 6, закрепленной на трубе 1. На последнюю насажен кольцевой герметизатор 7 из эластичного материала, зажатЫй с одного торца разрезными стаканами 8 и 9, а с другого распорным кольцом 10 с кольцевым выступом 11 на наружной и выточками 12 на внутренней поверхност х. Причем выточки 12 образуют конусный кольцевой паз. Стаканы 8 и 9 и герметизатор 7 взаимодействуют с кольцом упором внешней трубы 13, коаксиально насаженной на трубу и имеющей с последней зацепление типа винт-гайка. Дл  удобства взаимного вращени  трубы 1 и 13 снабжены руко тками 14 и 15, которые вставлены в соответствующие отверсти  и при необходимости могут свободно сниматьс . Распорное кольцо 10 выполнено из св заннь1х между собой с помощью пружины 16 секторов.

Устройство работает следующим образом .

Устройство заполн ют пластинчатым флюидом (бысоков зкой жидкостью) и подают до упора в забой в скважину 17, в которой на уровне кольцевого выступа 11 специальным устройством (щелеобразова-тглем ) предварительно прорезают диско-, образную инициирующую щель 18. С помощью руко ток 14 и 15 вращают внешнюю трубу 13 относительно трубы 1 таким образом, чтобы последн  , перемеща сь в продольном направлении, раздвигала распорное кольцо 10 и тем самым сцепл ла кольцевой выступ 11 и инициирующую щель 18. После упора распорного кольца 19 в стенки скважинь начинают; Возрастать ежимающие усили  на герметизаторе 7, увеличива  его диаметр и герметизиру  тем самым скважину 17. Одновременно с увеличением диаметра герметизатора 7 возрастают и диаметры, стаканов 8 и 9, от чего

бокова  поверхность стакана 9 придавливаетс  в горной породе, а зазор между трубой 13 и стенками скважины перекрываетс . После этого вращением руко тки 5 перемещают поршень 3 в сторону забо  скважины, выдавлива  при этом из устройства через зазоры между сегментами распорного кольг ца 10 жидкость, котора  заполн ет инициирующую щель 18 и еще сильнее сдавливает кольцевой герметизатор 7, улучша  тем самым герметизацию скважины. При дальнейшем вращении руко тки 5 в том же направлении возрастает давление жидкости до разрыва горной породы. Размер разрыва определ етс  количеством поданной жидкости, что зависит от числа оборотов винта 4 или рассто ни , на которое переместитс  поршень 3. Если устройство используетс  дл  разрушени  блоков горных пород, то жидкость подаетс  до тех пор, пока блок не расколетс  на отдельные части . Подав требуемый объем жидкости, вращени  руко тки 5 перемещают поршень 3 в сторону от забо  скважины, сбрасыва  тем самым давление жидкости. Затем вращением руко тки 14 осуществл ют разгерметизацию скважины и перемещают трубу 13 на величину, необходимую дл  образовани  между последней и стаканом 9 зазора, превышающего глубину выточек 12. Затем трубу 1 перег 1ещают в направлении забо  скважины, осуществл   тем самым принудительные возвращение в исходное состо ние распор-ного кольца 10, которое в дальнейшем удерживаетс  в этом состо нии пружиной 16. После этого устройство извлекают из скважины.

Предлагаемое устройство предназначено проведени  флюидоразрыва из инициирующей щели, позвол ющей выдерживать ориентацию трещины в допустимых пределах, что необходимо, например, при добыче и обработке строительного камн . Оно может примен тьс  и дл  раскалывани  непрочных горных пород через скважины, в которых инициирующа  щель 18 отсутствует . В этом случае кольцевому выступу 11 придают форму клина, который при раздпижении распорного кольца 10 внедр етс  в. стенки скважины, образу исходную трещину .

Claims (3)

1. Скважинное устройство дл  образовани  направленных трещин, включающее две св занные между собой резьбой с возможностью продольного перемещени  одна относительно другой, коаксиальные грубы с кольцевыми упорами на односторонних торцах, последовательно установленные на конце внутренней трубы под кольцевым упором наружной трубы кольцевой герметизатор из эластичного материала и распорное из эластичного материала , систему нагнетани  жидкости во внутреннюю трубу, узел вращени  труб одна относительно другой, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности образовани  направленных трещин за счет увеличени  раст гивающих усилий без повышени  давлени  нагнетани  жидкости, распорное кольцо выполнено из св занных

между собой с помощью пружины секторов с выточками на внутренних поверхност х, образующих конусный кольцевой паз, при этом кольцевой упор внутренней трубы выполнен а виде раструба, установленного в кольцевом пазу.

2.Устройство по П.1, о тл и ч а ю щ е ес   тем, что распорное кольцо выполнено с кольцевым выступом на наружной поверхности .

3.Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что кольцевой выступ выполнен клиновым в поперечном сечении.