Т; 0. ненаправленным на забой излу11ением электромагнитной энергии. Боковое излучение не позвол ет полностьюустраййть тепловое воздействие на керн и стенки скважины S процессе бурени и HoxliaHHTb тем самым их естественную структуру.T; 0. non-directional to the bottomhole radiation of electromagnetic energy. Lateral radiation does not allow the thermal effect on the core and the walls of the well S to be fully effected by the drilling process and HoxliaHHTb, thereby their natural structure.
Целью изобретени вл етс сохранение естественной структуры керна путем устранени теплового воздействи электромагнитной энергии на керн и стенки скважины.The aim of the invention is to preserve the natural structure of the core by eliminating the thermal effects of electromagnetic energy on the core and the walls of the well.
Цель достигаетс тем, что излучатель электромагнитной энергии выполнен в виде каналов пр моугольного сечени у внешней и внутренней кромок торца коронки, в каж: дом из которых параллельно широкой стенке установлена перегородка, раздел юща участок канала, прилегаюш;ий к торцу коронки , на две части, при этом в ближайшей к средней линии торца части канала расположена фазосдвигающа пластина. Широкие стенки каналов ориентированы перпендикул рно к радиусу кольцевой коронки, соедин ющему ось вращени коронки с центром канала. ,, . . „ На фиг. 1 изображен предлащмр и11струмент , общий ВИД с MecfHEiM «Срывом; мёс 1йЖ- ьГрИвом; на фиг. 2 - то же, вид на торец инструмента по .стрел1 е А; на фиг. 3 -узел I на фиг. 2 (торцова часть инструмента в увеличенном масщтабе); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3 (по торцовой-части инструмента); на фиг. 5 - схема, иллюстрирующа характер воздействи пол на забой. Электротермомеханический инструмент дл проходки скважин в мерзлых ггородах кольцевым забоем представл ет собой снабженную резцами 1 кольцевую коронку 2, в теле которой выполнены сообщенные с генератором электромагнитной энергии каналы 3 пр моугольного сечени . Выходньге сечени 4 каналов расположены на торцовой поверхности 5 коронки, при этом сечени 4 нескольких каналов, например половины общего количества , размещены у внешней кромки 6 торца коронки, а сечени 4 остальных каналов - у внутренней кромки 7. Каналы 3 ориентированы так, что их щирокие стенки 8 перпендикул рны к радиусу, соедин юще .му ось 9 вращени , коронки с центром 10 соответствующего канала.. В полост х каналов 3 параллельно их широким стенкам 8 установлена металлическа перегородка 11, раздел юща участок канала, прилегающий к торцу коронки, на две части 12. В каждом канале в одной из частей 12, ближайшей к средней линии 13 торца коронки, размещена диэлектрическа пластина 14. Указанна пластина сдвигает фазу электромагнитного пол в части канала, в которой она расположена, по отношению к фазе электромагнитного пол в соседней «пустой час-. ти . Наличие разности фаз на выходе двух частей канала позвол ет наЦрйвить поТок электромагнитной энергии не пр мо поThe goal is achieved by the fact that the electromagnetic energy emitter is made in the form of rectangular cross-section channels at the outer and inner edges of the crown butt, each of which has a partition parallel to the wide wall, separating the canal section, adjacent to the crown butt, into two parts At the same time, a phase-shifting plate is located in the part of the channel closest to the midline of the end of the channel. The wide walls of the channels are oriented perpendicularly to the radius of the annular crown, which connects the axis of rotation of the crown with the center of the channel. ,,. . “In FIG. 1 shows a predashchmr and 11 tool, a general view with MecfHEiM “Disruption; the month of the 1st; in fig. 2 - the same view of the end of the tool along arrow 1 e A; in fig. 3-node I in FIG. 2 (butt end of the tool in an enlarged scale); in fig. 4 is a section BB in FIG. 3 (on the face of the tool); in fig. 5 is a diagram illustrating the nature of the effect of the floor on the face. An electrothermomechanical tool for drilling wells in frozen cities with a ring face represents a ring crown 2 provided with incisors, in the body of which channels 3 with rectangular section communicated with the electromagnetic energy generator are made. The outlet sections of the 4 channels are located on the end surface 5 of the crown, while sections 4 of several channels, for example half of the total number, are placed at the outer edge 6 of the crown end, and sections 4 of the other channels are at the inner edge 7. Channels 3 are oriented so that their broad the walls 8 are perpendicular to the radius connecting the axis of rotation 9, the crowns with the center 10 of the corresponding channel. In the cavities of the channels 3 parallel to their wide walls 8 there is a metal partition 11, separating the section of the channel adjacent to the end The crowns are divided into two parts 12. A dielectric plate 14 is placed in each channel in one of the parts 12 closest to the centerline 13 of the crown face. The said plate shifts the phase of the electromagnetic field in the part of the channel in which it is located relative to the phase of the electromagnetic field in the next "empty hour-. ti. The presence of a phase difference at the output of the two parts of the channel makes it possible to establish the flow of electromagnetic energy not directly
ОСИ канала, а под некоторым углом в сто-, рону распрл1ожени фазосдвигающей пластины fl плоскости, перпендикул рной к широкой стенке канала. Величина этого угла определ етс , в основном, продольным положением пластин в канале. Вход в канал должен быть защищен диэлектрическим вкладышем 15.The axis of the channel, and at a certain angle in the direction of the distribution of the phase-shifting plate fl of the plane perpendicular to the wide wall of the channel. The magnitude of this angle is determined mainly by the longitudinal position of the plates in the channel. The entrance to the channel must be protected by a dielectric insert 15.
Инструмент работает следующим образом .The tool works as follows.
При включении генератора электромагнитна энерги равномерно распредел етс по каналам 3 и передаетс ими к торцу коронки . Благодар созданию соответствующего сдвига фаз на двухканальном- участке канала 3 вь1ходные сечени 4 каналов 3, размещенные у внещней кромки торца, создают поток энергии, направленный от нее всторону внутренней кромки (см. фиг. 5), а сечени 4, расположенные у внутренней кромки, - в сторону внешней кромки. Таким образом, при вращении инструмента мерзла порода-В кольцевом забое обрабатываетс двум потоками энергии, исход щими от кромок торца коронки и направленными к центой кольцевого забо . Разупрочне„„е (нагрев) породы создает благопри тные услови дл ее доразрушени резцами коронки Тепловое воздействие электромагнитной энергии на керн и стенки скважины при этом практически полностью исключаетс ввиду того, что излучению придан направленный характер, способствующий отводу электромагнитной энергии от керна и стенок скважины. Кроме того, необходимо учитывать следующее. В процессе вращени коронки каждьш излучающий канал, воздейству на забой, создает в нем разупрочнен-. ную (талую) зону, отличающуюс повышенной по отношению к массиву поглощающей способностью. Наличие такой зоны существенно измен ет распределение электромагнитного пол , создаваемого в забое следующим по ходу движени излучателем, расположенным на противоположной кромке коронки - его поле как бы «вт гиваетс в указанную .сильно поглощающую зону. Поскольку дл каждого излучател така зона расположена у противоположного торца коронки, это приводит к «вт гиванию возможной радиальной утечки под торец коронки. Наибольший эффект при наличии в канале диэлектрической пластины 14 достигаетс при расположении широкой стенки канала перпендикул рно к радиусу, соедин ющему ось вращени коронки с центром канала, так как в этом случае смещение направлени основного излучени происходит j радиальном направлении, т. е. непосредственно к средней линии торца коронки. Однако возможно расположение и под углом к радиусу, отличным от 90°, в случаеWhen the generator is turned on, electromagnetic energy is evenly distributed through channels 3 and transmitted by them to the end of the crown. By creating an appropriate phase shift in the dual channel section of channel 3, the cross sections of 4 channels 3 placed at the outer edge of the end create an energy flow directed from it to the inner edge (see Fig. 5), and section 4 located at the inner edge, - towards the outer edge. Thus, when the tool rotates, the rock-in-the-ring bottomhole is processed by two streams of energy, coming from the edges of the crown face and directed toward the center of the ring face. Softening of rock (heat) creates favorable conditions for its destruction by crown incisors. The thermal effect of electromagnetic energy on the core and the borehole wall is almost completely eliminated due to the fact that radiation is directed to facilitate the removal of electromagnetic energy from the core and borehole walls. In addition, the following should be considered. In the process of rotation of the crown, each radiating channel, acting on the face, creates in it a weakening. a new (thawed) zone, characterized by an increased absorption capacity with respect to the array. The presence of such a zone significantly changes the distribution of the electromagnetic field created in the face by a radiator on the opposite edge of the crown, which moves along the field, as if its field is drawn into the indicated strongly absorbing zone. Since for each radiator such a zone is located at the opposite end of the crown, this leads to “the invasion of a possible radial leakage under the end face of the crown. The greatest effect in the presence of a dielectric plate 14 in the channel is achieved by placing the wide channel wall perpendicular to the radius connecting the axis of rotation of the crown with the center of the channel, since in this case the direction of the main radiation shifts to the radial direction, i.e. the lines of the end face of the crown. However, it may also be located at an angle to a radius other than 90 °, in the case of