SU1749609A1 - Device for hydraulic treatment of massif through wells - Google Patents

Device for hydraulic treatment of massif through wells Download PDF

Info

Publication number
SU1749609A1
SU1749609A1 SU904842568A SU4842568A SU1749609A1 SU 1749609 A1 SU1749609 A1 SU 1749609A1 SU 904842568 A SU904842568 A SU 904842568A SU 4842568 A SU4842568 A SU 4842568A SU 1749609 A1 SU1749609 A1 SU 1749609A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
outlet
shank
housing
concentric circles
collector
Prior art date
Application number
SU904842568A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Никитич Потураев
Анатолий Анатольевич Взоров
Сергей Павлович Минеев
Николай Александрович Друпов
Анатолий Иванович Молчанов
Надежда Николаевна Иноземцева
Original Assignee
Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР
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 Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР filed Critical Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР
Priority to SU904842568A priority Critical patent/SU1749609A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1749609A1 publication Critical patent/SU1749609A1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

Использование: дл  воздействи  гидравлической средой и гадравлическими вол- нами на массив дл  нарушени  его сплошности, ослаблени , сн ти  внутреннего напр жени , образовани  внутренних полостей, повышени  дегазации и увлажнени , предотвращени  внезапных выбросов и горных ударов. Сущность изобретени : устройство содержит полый корпус, охватывающий его коллектор, установленный с возможностью вращени  вокруг корпуса. Корпус и коллектор имеют в торце по выходному отверстию и р ды сквозных радиальных боковых отверстий с соплами. В торце корпуса выполнены ДогШЛнйт. отверсти , которые расположены в р дах концентрич окружностей, удаленных от продольной оси корпуса и друг от друга на рассто ние не менее диаметра выходного отверсти  корпуса . В хвостовике выполнены дополнит, выходные каналы по одному дл  каждого р да, имеющие разгонный участок с формой образующей поверхности, определ емой из уравнени  трактрисы1. Р ды концентрических окружностей расположены соосно с выходными отверсти ми ко рпуса. 9 ил. сл сUse: for the action of hydraulic medium and hydraulical waves on the array to break its continuity, weaken, relieve internal stress, form internal cavities, increase degassing and moistening, prevent sudden emissions and rock bursts. SUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises a hollow body covering its collector mounted for rotation around the body. The housing and the collector have at the end of the outlet aperture and rows of through radial side openings with nozzles. DogSHLnite is made at the end of the body. openings that are located in rows of concentric circles that are remote from the longitudinal axis of the housing and from each other at a distance not less than the diameter of the outlet opening of the housing. In the shank, the complementary output channels are made, one for each row, which have an accelerating section with the shape of the generator surface, which is determined from the tractor1 equation. The rows of concentric circles are located coaxially with the outlet openings of the cone. 9 il. cl

Description

Изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано дл  воздействи  гидравлической средой и гидравлическими волнами на массив угл  или других пород с целью нарушени  его сплошности, ослаблени , сн ти  внутреннего напр же- , ни , образовани  внутренних полостей, повышени  эффективности дегазации и увлажнени , предотвращени  внезапных выбросов и горных ударов.The invention relates to mining and can be used to influence a solid medium or hydraulic waves on an array of coal or other rocks in order to break its continuity, weaken, relieve internal stress, or form internal cavities, increase the efficiency of degassing and wetting, prevent sudden blowouts and rock bursts.

Известно устройство дл  образовани  разгрузочных полостей в массиве, включающее гидрозатвор и полый корпус, представл ющий собой тело вращени  Корпус выполнен в виде цилиндра и Снабжен клапаном , соединенным с гидрозатвором дросселем выполненным в виде труб различного диаметра, концентрически расположенных одна в другой.A device for forming unloading cavities in an array is known, comprising a hydraulic lock and a hollow body, which is a body of rotation. The body is made in the form of a cylinder and is equipped with a valve connected to the hydraulic lock with a choke made in the form of pipes of different diameters, concentrically located one inside the other.

Недостатком устройства  вл етс  низка  эффективность размыва стенки и забо  скважины, обусловленна  наличием одного выходного отверсти  в Торце корпуса, позвол ющего обеспечить стационарное, без пульсации, истечение жидкости, чти не дает возможности осуществить эффективное разупрочнение массива во всех направлени х или размыв его до образовани  полости больших размеров, так как воздействию струей жидкости, выход щей из устройства, подвергаетс  сравнительно небольша  площадь поверхности скважины - забо . Кроме того, суммарна  мощность энергии импульаThe drawback of the device is the low erosion efficiency of the wall and the bottom of the well, due to the presence of one outlet orifice in the butt of the body, which allows to ensure stationary, without pulsation, the outflow of the fluid, which makes it impossible to carry out effective softening of the array in all directions or erosion large sizes, since the relatively small surface area of the borehole — the bottom — is exposed to the stream of fluid exiting the device. In addition, the total power of the pulse energy

ю о о юu o o o y

са колебаний жидкости, создаваема  этим устройством, недостаточно высока.The oscillations of the fluid created by this device are not high enough.

Известно устройство дл  гидравлической обработки горного массива через скважины , полый корпус которого выполнен в виде тела вращени  с выходным отверстием в его торце и р дами сквозных радиальных боковых отверстий и охватывающий корпус коллектор с хвостовиком, имеющий наклонные сопла на боковой поверхности и выход- ной канал в хвостовике и установленный с возможностью вращени  вокруг продольной оси.A device is known for hydraulic treatment of a rock mass through wells, whose hollow body is made in the form of a body of rotation with an outlet in its face and rows of through radial side holes and a housing covering the body with a shank, having inclined nozzles on the side surface and an outlet channel in shank and mounted rotatably around a longitudinal axis.

Наличие радиальных боковых отверстий корпуса и отверстий коллектора с за- крепленными ними соплами, вращающегос  вокруг корпуса, обеспечивает пульсирующее воздействие струй жидкости на стенку скважины, что повышает эффективность обработки горного массива.The presence of radial side openings of the casing and openings of the collector with nozzles fixed by them, rotating around the casing, provides a pulsating effect of the liquid jets on the borehole wall, which increases the processing efficiency of the rock mass.

Недостатком устройства  вл етс  низка  эффективность обработки забо  скважины в горном массиве, обусловленна  тем, что на забой скважины воздействует стационарное , без пульсации, истечение жидко- сти из отверсти  на торце устройства.The drawback of the device is low treatment efficiency of the bottom hole in the mountain massif, due to the fact that the bottom hole is affected by stationary, without pulsation, the outflow of fluid from the hole at the end of the device.

Цель изобретени  - повышение эффективности обработки горного массива за счет обеспечени  смывани  забо  скважины пульсирующими стру ми жидкости.The purpose of the invention is to increase the processing efficiency of the rock mass by providing flushing of the bottom hole with pulsating jets of fluid.

Цель достигаетс  тем, что в устройстве, включающем полый корпус с выходным от- верстйе м в его торце и р дами сквозных радиальных боковых отверстий и охватывающий корпус коллектор с хвостовиком, име- ющий наклонные сопла на боковой поверхности и выходной канал в хвостовике и установленный с возможностью вращени  вокруг продольной оси, в торце корпуса выполнены дополнительные отверсти , рас- положенные не менее чем по два в каждом р ду концентрических окружностей, удаленных от продольной оси корпуса и друг от друга на рассто ние не менее диаметра выходного отверсти  корпуса, при этом в хво- стовикё выполнены дополнительные выходные каналы, ло одному дл  каждого р да упом нутых концентрических окружностей , расположенные соосно выходным отверсти м корпуса, причем выходные ка- налы хвостовика имеют разгонный участок, форма образующей поверхности которого определ етс  из уравнени  трактрисы, а его длина составл ет 0,45 от диаметра выходного канала хвостовика.The goal is achieved by the fact that the device includes a hollow body with an outlet aperture m at its end and rows of through radial side holes and a collector with a shank enclosing the body, having inclined nozzles on the side surface and an outlet channel in the shank and mounted with the possibility of rotation around the longitudinal axis, in the butt of the body there are additional holes arranged at least two in each row of concentric circles distant from the longitudinal axis of the body and from each other for a distance of at least the diameter of the outlet of the housing; moreover, additional outlet channels are made in the tail, one for each row of the mentioned concentric circles, located coaxially with the outlet openings of the housing, with the tail outlets having an accelerating portion from the tractor's equation, and its length is 0.45 of the diameter of the exit shank channel.

$ыполнени« в торце корпуса дополнительных отверстий не менее чем по два в каждом р ду концентрических окружностей , удаленных от продольной оси корпуса и друг от друга на рассто ние не менееAt the end of the body of additional holes, at least two in each row of concentric circles distant from the longitudinal axis of the body and from each other at least

диаметра выходного отверсти  корпуса, в хвостовике дополнительных выходных каналов по одному дл  каждого р да упом ну- тых концентрических окружностей, расположенных соосно выходным отверсти м корпуса, обеспечивает равномерное омывание забо  скважины пульсирующими стру ми жидкости с торца устройства, что способствует увеличению воздействи  струй жидкости на всю площадь забо  скважины и повышение эффективности обработки горного массива.the diameter of the outlet of the housing, in the shank of additional outlet channels, one for each row of the mentioned concentric circles arranged coaxially with the outlet openings of the housing, ensures that the bottom of the well is flushed with pulsing jets of liquid from the end of the device, which increases the impact of the liquid jets on the entire area of the bottom hole and improving the processing efficiency of the mountain.

Выполнение выходных каналов хвостовика с разгонным участком, форма образующей поверхности которого определ етс  из уравнени  трактрисы, обеспечивает значительное снижение сопротивлени  истечению и турбулентности потока струи жидкости, увеличение энергоемкости ее удара на забой скважины, а также снижение износа поверхности выходного канала от абразивного воздействи  твердых частиц, содержащихс  в жидкости. Длина разгонного участка составл ет 0,45 от диаметра выходного канала хвостовика, определ ема  из уравнени  трактрисы:The execution of the exit channels of the shank with the accelerating section, the shape of the forming surface of which is determined from the tractor equation, provides a significant decrease in the flow resistance and turbulence of the flow of the fluid jet, an increase in the energy intensity of its impact on the bottom hole, as well as a decrease in the wear of the outlet channel surface contained in a liquid. The length of the booster section is 0.45 of the diameter of the output channel of the shank, determined from the equation of the tractor:

х aln{(a +x aln {(a +

У2)/У1где а - максимальный радиус разгонного участка, мм;U2) / U1 where a is the maximum radius of the accelerating section, mm;

у - значение координаты разгонного участка, мм.y is the coordinate value of the overclocking area, mm.

Основным определ ющим параметром конструкции устройства  вл етс  диаметр выходного канала хвостовика коллектора d, характеризующий величину расхода жидкости и энергоемкость воздействи  струи жидкости на забой скважины. Размещение дополнительных отверстий в торце корпуса на концентрических окружност х, удаленных от продольной оси корпуса и друг от друга на рассто ние не менее выходного отверсти  корпуса, осуществимо при условии , что максимальный радиус разгонного участка равен основному параметру - диаметру выходного канала хвостовика коллектора и при условии, что 0 у d/2.The main determining parameter of the design of the device is the diameter of the outlet channel of the reservoir shank d, which characterizes the magnitude of the fluid flow rate and the energy intensity of the effect of the jet of fluid on the bottom hole. Placing additional holes in the end of the body on concentric circles distant from the longitudinal axis of the body and from each other at a distance not less than the body outlet orifice is feasible provided that the maximum radius of the accelerating section is equal to the main parameter — the diameter of the outlet channel of the collector shank and subject to that 0 d / 2.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг, 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Г-Гнафиг. 1; на фиг б-сечение Д-Д на фиг. 1; на фиг, 7 - узел I. на фиг. 1 (сопр жение выходного отверсти  корпуса и разгонного участка выходного канала хвостовика коллектора ); на фиг. 8, 9 - то же, варианты.FIG. 1 shows a device, a longitudinal section; FIG. 2 is a view A of FIG. one; in fig. 3 is a section BB in FIG. one; in fig. 4 shows a section B-B in FIG. one; in fig. 5 - section G-Gnafig. one; fig b-section dd in fig. one; in FIG. 7, node I. FIG. 1 (interface of the outlet of the housing and the accelerating portion of the outlet channel of the collector shank); in fig. 8, 9 - the same options.

Пример 1. Устройство дл  гидравлической обработки горного массива состоитExample 1. A device for hydraulic processing of a rock mass consists

из несущего кожуха 1, в подшипниковых узлах 2 которого установлен коллектор 3. охватывающий полый корпус 4. В торце корпуса 4 выполнены дополнительные выходные отверсти  5. В хвостовике коллектора 3 выполнен выходной канал б соосно выходным отверсти м 5 с разгонным участком 7, На боковой поверхности полого корпуса 4 имеютс  несколько р дов Ък1ШШх ЭаДи- альных отверстий 8, а на боковой поверхности коллектора 3 - соответствующие им сопла 9. Дополнительные выходные отверсти  5 расположены не менее, чём по два в каждом р ду 10 концентрических окружностей , удаленных от продольной оси корпуса 4 и друг от друга на рассто ние не менее диаметра выходного отверсти  корпуса , Разгонный участок 7 выходного канала 6 имеет форму образующей поверхности, определ емую из уравнени  трактрисы, а его длина составл ет 0,45 от диаметра выходного канала 6 хвостовика:from the bearing housing 1, in the bearing units 2 of which a collector 3 is installed. covering the hollow body 4. Additional outlet holes 5 are made at the end of the body 4. The output channel 5 is coaxially with the output holes 5 with the acceleration section 7, on the side surface of the hollow body 4 there are several rows of bore holes 8, and on the lateral surface of the collector there are corresponding nozzles 9. Additional outlets 5 are not less than two in each row 10 concentric Steps distant from the longitudinal axis of the body 4 and from each other at a distance not less than the diameter of the body outlet orifice. The acceleration section 7 of the output channel 6 has the shape of a generatrix surface, which is determined from the tractor's equation, and its length is 0.45 times the diameter of the output Channel 6 shank:

х aln (a + Va2-y2)/y гдеа-d иО у d/2,x aln (a + Va2-y2) / y wherea-d andO y d / 2,

В данном примере выполнен один р д 10 концентрических окружностей. Коллектор 3 установлен с возможностью вращени  вокруг продольной оси корпуса 4In this example, one row of 10 concentric circles are made. The collector 3 is rotatably mounted around the longitudinal axis of the housing 4.

П р и м е р 2 В торце корпуса 4 на двух р дах 10 концентрических окружностей (фиг. 9) выполнено по три выходных отверсти  5. Р ды 10 концентрических окружностей расположены от продольной оси корпуса 4 и друг от друга на рассто нии не менее диаметра выходного отверсти  5 корпуса 4, При этом в хвостовике коллектора 3 выполнено по одному выходному каналу б дл  каждого р да 10 концентрических окружностей , расположенных соосно выходным отверсти м 5 корпуса 4. Размещение дополнительных отверстий в торце корпуса 4 на нескольких р дах 10 концентрических окружностей, удаленных от продольной оси корпуса 4 и друг от друга на рассто ние не менее диаметра выходного отверсти  корпуса , осуществимо при условии, что максимальный радиус разгонного участка 7 выходного канала 6 равен основному параметру конструкции - диаметру выходного канала б хвостовика коллектора 3 и при условии , что 0 у d/2.EXAMPLE 2 At the end of body 4, two rows of 10 concentric circles (Fig. 9) are provided with three outlet openings 5. Rows 10 of concentric circles are located at least one distance from the longitudinal axis of the housing 4 and from each other the diameter of the outlet 5 of the housing 4; Moreover, in the shank of the collector 3 one outlet channel b is made for each row of 10 concentric circles arranged coaxially with the outlet openings 5 of the housing 4. The placement of additional holes in the end of the housing 4 is on several rows of 10 concentric The arms remote from the longitudinal axis of the housing 4 and from each other at a distance not less than the diameter of the outlet of the housing are feasible provided that the maximum radius of the acceleration section 7 of the output channel 6 is equal to the basic design parameter — the diameter of the output channel b of the collector’s stem 3 and that 0 d / 2.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Вода из пожарного става под давлением от насосной установки (не показана) поступает в полость корпуса 4 и через радиальные 8 и выходные отверсти  5 корпуса 4 в выходные каналы 6 коллектора 3 и подаетс  к груди забо  и к боковой поверх- носш скважины. При этом за счет реактивных струй воды, выход щих из сопел 9, 5 коллектор 3 вращаетс , перекрыва  один и открыва  другие выходные отверсти  5 в торце корпуса 4, от чего выход воды из выходных каналов 6 зр товика крллектора 3 устройства носит импульсный характер иWater from a fire stand under pressure from a pumping unit (not shown) enters the cavity of housing 4 and through radial 8 and outlet openings 5 of housing 4 into output channels 6 of collector 3 and flows to the bottom of the chest and to the side surface of the well. At the same time, due to the jets of water coming out of the nozzles 9, 5, the collector 3 rotates, blocking one and opening the other outlet openings 5 in the end of the housing 4, from which the water outflow from the outlet channels 6 of the collector 3 of the device is pulsed and

0 позвол ет попеременно воздействовать на грудь забо  и стенки скважины по всему ее периметру. Регулиру  посредством пр мого клапана насосной установки давление жидкости на входе в устройство, измен ют ско5 рость вращени  коллектора 3 (чем выше давление, тем больше скорость и наоборот). Наличие разгонного участка 7 в выходных каналах б, расположенных в хвостовике коллектора 3, вследствие снижени  турбу0 лентности потока существенно повышает энергоемкость струи.0 allows you to alternately affect the bottom of the chest and the borehole wall along its entire perimeter. By regulating the pressure of the fluid entering the device through the direct valve of the pump unit, the rotational speed of the collector 3 is changed (the higher the pressure, the greater the speed and vice versa). The presence of the booster section 7 in the output channels b located in the shank of the collector 3, due to a decrease in the turbulence of the flow, significantly increases the energy content of the jet.

Техническими преимуществами предложенного устройства по сравнению с прототипом  вл ютс  повышение эффектив5 ности обработки гордого массива за счет равномерного и периодического смывани  забо  скважины пульсирующими стру ми жидкости, а также производительности путем интенсификации разрушени  забо The technical advantages of the proposed device as compared with the prototype are an increase in the processing efficiency of the proud array due to the even and periodic flushing of the bottom of the well with pulsating jets of liquid, as well as productivity by intensifying the bottom hole fracture.

0 скважины за счет снижени  турбулентности потока.0 wells by reducing flow turbulence.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 5 Устройство дл  гидравлической обработки массива через скважины, включающее полый корпус с выходным отверстием в его торце и р дами сквозных радиальных боковых отверстий и охватывающий корпус5 A device for hydraulic processing of an array through wells, including a hollow body with an outlet in its end and a series of through radial side holes and enclosing the body 0 коллектор с хвостовиком, имеющий наклонные сопла на боковой поверхности и выходной канал в хвостовике и установленный с возможностью вращени  вокруг его продольной оси, отличающеес  тем, что,0 a shank collector having inclined nozzles on the side surface and an outlet channel in the shank and mounted rotatably around its longitudinal axis, characterized in that 5 с целью повышени  эффективности обработки массива за счет обеспечени  омыва- ни  забо  пульсирующими стру .ми жидкости, в торце корпуса выполнены дополнительные отверсти , которые располо0 жены не менее чем по два в каждом р ду концентрических окружностей, удаленных от продольной оси корпуса и друг от друга на рассто ние не менее диаметра выходного отверсти  корпуса, при этом в хвостовике5 in order to increase the processing efficiency of the array by ensuring that the pulsing liquid is washed by the fluid, additional holes are made in the butt of the body, which are located at least two in each row of concentric circles distant from the longitudinal axis of the body and other at a distance not less than the diameter of the outlet of the housing, while in the shank 5 выполнены дополнительные выходные каналы , по одному дл  каждого р да упом нутых концентрических окружностей, расположенные соосно выходным отверсти м корпуса, причем выходные каналы хвостовика имеют разгонный участок, форма образующей поверхности которого опре- на составл ет 0,45 от диаметра выходного дел етс  из уравнени  трактрисы, а его дли- канала хвостовика.5, additional output channels are made, one for each row of said concentric circles, located coaxially with the outlet openings of the housing, the outlet channels of the shank having an accelerating portion, the shape of which forms the surface of which is defined to be 0.45 from the output diameter equations of the tractor, and its length of the shank. &-, / J 4 -Ij& -, / J 4 -Ij ш,sh, .... -J б-J b -J /-J / Вид АType A гg l 1one РодаSorts -J 8/ -J 8 / Г 8 д Фиг.1G 8 d Figure 1 Б 5B 5 Фиг. бFIG. b Фиг. 7FIG. 7 Вид АType A Фиг. 9FIG. 9
SU904842568A 1990-04-02 1990-04-02 Device for hydraulic treatment of massif through wells SU1749609A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904842568A SU1749609A1 (en) 1990-04-02 1990-04-02 Device for hydraulic treatment of massif through wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904842568A SU1749609A1 (en) 1990-04-02 1990-04-02 Device for hydraulic treatment of massif through wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1749609A1 true SU1749609A1 (en) 1992-07-23

Family

ID=21522760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904842568A SU1749609A1 (en) 1990-04-02 1990-04-02 Device for hydraulic treatment of massif through wells

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1749609A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 947438,кл. Е 21 F 5/00. 1980. Авторское свидетельство СССР № 1305391, кл. Е 21 F 5/00, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1017174A3 (en) Rolling cutter drill bit
SU1749609A1 (en) Device for hydraulic treatment of massif through wells
US5579855A (en) Rotary cone rock bit and method
MX152419A (en) IMPROVEMENTS TO A ROTARY DRILLING BIT, TO DRILL A DRILL
US4077482A (en) Three cone rock bit
RU81517U1 (en) DEVICE FOR THE INFLUENCE OF A PULSE-RINSING WELL ON THE BOTTOM OF A WELL
RU100548U1 (en) EJECTION DEVICE
SU1148957A1 (en) Hydraulic monitor dridding bit
SU939732A1 (en) Apparatus for declaying and mud injection into well walls
SU1686112A1 (en) Roller-cutter drilling bit
RU1779276C (en) Drilling bit
SU1040111A1 (en) Flushing assembly of drilling bit
RU2186929C2 (en) Hydroacoustic drill bit
SU1023061A1 (en) Drill bit
SU604989A1 (en) Hydraulic gun nozzle
SU1305391A1 (en) Apparatus for hydraulic treatment of rock body through wells
SU939714A1 (en) Drilling bit
SU914746A1 (en) Hydraulic drill
SU994737A1 (en) Hydraulic drilling nozzle
SU1566026A1 (en) Pulsing hydromonitor
RU2020292C1 (en) Above-bit ejector pump
SU1062366A1 (en) Hydraulic percussive apparatus for drilling bit
SU1737095A1 (en) Drilling tool
SU817203A2 (en) Arrangement for effecting reverse circulation in well
RU1799985C (en) Core bit for continuous coring