SU722930A1 - Способ алмазного бурени скважин - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  бурени  скважин и может быть использовано при разбуривании твердых пород или бетонов алмазным инструментом в геологоразведке и строительстве.

Известно использование промывочных сред, таких как глинистые растворы или вода 1.

Известно также использование воз9Уха в качестве промывочной среды 2

Использование воздуха в качестве промывочной среды имеет р д преимуществ по сравнению с промывкой глинистым раствором или водой; дефицитность воды в услови х пустынь, высокогорь  и Крайнего Севера, лучша  очистка забо  от выбуренной по-, роды, высока  скорость проходки скважин, меньшие энергозатраты на привод породоразрушающего инструмента , повышенный срок службы алмазных коронок. В то же врем  услови  охлаждени  породоразрушаюыего инструмента при бурении с продувкой воздухом существенно хуже, чем при жидкостной промывке по причине низких коэффициентов теплоотдачи и весового расхода. Температура режущих граней алмазов не должна превышать

, поскольку в противном случае снижаетс  твердость алмаза и возникают температурные деформации и, как следствие, резко падает эффективность алмазного бурени .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности алмазного бурени  за счет снижени  контактной температуры режущих граней инстру0 мента и улучшени  очистки забо .

Это достигаетс  способом алмазного бурени  скважин путем промывки графито-воздушной суспензией,причем концентраци  графита 5-20 кг на 1 м воздуха.

5

Графито-воздушна  суспензи  во врем  бурени  подаетс  на забой скважины, очищает его от выбуренной породы и эффективно охлаждает алмазный породоразрушающий буровой инструмент, чему способствует высока  теплопроводность графита. Трехкомпонентна  система (воздух - графит - выбуренна  порода) выноситс 

5 на устье скважины, где поступает в разделитель твердой и газовой фаз. Воздух в разделителе освобождаетс  от пыли (графита и породы) и выходит через шинельный фильтр в

0 атмосферу. При колонковом бурении

мелких скважин целесообразно направл ть пыль либо в пылесборник, откуда , графит подавать на регенерацию в электростатический сепаратор, либо рассматривать как отходы. При бурении глубоких скважин трехкомпонентна  система (воздух - графит - выбуренна  порода) направл етс  в разделитель фаз.,- в котором герметично смонтирован электростатический сепаратор . Воздух через шинельный фильтр выходит в атмосферу, а пыль (графит и порода) раздел ютс  в сепараторе . Графит вместе с новой порцией воздуха поступает на забой скважины а ,выбуренна  порода удал етс  наружу .

Использование графито-воздушной суспензии в качестве про№лвочной среды при алмазном бурении стало возможным благодар  подмеченным авторами совокупности положительных свойств., характеризующих эту гетерогенную систему как один из лучших промывочных агентов: более эффективна  очистка забо  скважины от выбуренной породы по сравнению с водой и глинистыми растворами, недефицитность компонентов, высока  теку- честь а также эффективное охлаждение породоразрушающего инструмента.

Введение теплопроводных частиц графита в поток воздуха приводит к увеличению объемной теплоемкости и улучшает другие теплофизические характеристики потока. Применение графито-воздушной суспензии обеспечивает значительное возрастание коэффициента теплоотдачи по сравнению с воздухом (более чем в 10 раз) , что особенно важно дл  обеспечени  эффективного теплоотвода и снижени  температур рабочих поверхностей в алмазных коронках.

На стенде производилось опытное бурение импрегнированными алмазными коронками диаметром 59 мм со встроенными в них датчиками температур (хромель-алюмелевыми термопарами), импульсы от которых фиксировались потенциометрами. В качестве очистных агентов использовались сжатый воз

дух с расходом 3,5 % и графитовозд тина  суспензи  (расход сжатого воздуха 3,5 плюс 10 кг графита в виде пыли на 1 м сжатого 5 воздуха). Бурение производилось по блоку гранита X категории по ОУримости .

Результаты стендового бурени  приведены в таблице.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ алмазного бурения скважин, включающий промывку средой, отличающий ся тем; что, с целью повышения эффективности способа за счет улучшения охлаждения инструмента и очистки забоя, промывку ведут графито-воздушной суспензией, причем концентрация графита 5-20 кг на 1 м® воздуха.