Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Настоящее изобретение относится к области горного дела, в частности к бурению скважин с прямой и обратной промывками, и может быть использовано также при ремонте, очистке от песчаных пробок скважин.

Известно устройство для бурения скважин с эрлифтным смесителем, состоящим из перфорированной внутренней колонны труб, установленной концентрично относительно наружной колонны труб [1].

Недостатком известного устройства является заклинивание твердыми частицами пульпы кольцевой полости между наружной и внутренней колоннами труб в процессе обратной промывки.

Известно также устройство для бурения с обратной промывкой, включающее двойную колонну труб с кольцевой полостью между ними, перфорированной в нижней части внутренней трубой и эластичной муфтой [2].

Недостатком известного устройства является низкая эффективность пульпоподъема в связи с подачей сжатого воздуха через перфорированную трубу и необеспечения оптимального смешивания сжатого воздуха с пульпой.

Наиболее близким по числу совпадающих существенных признаков является устройство для бурения скважин, включающее двойную колонну труб с кольцевой полостью между ними, струйное устройство с корпусом и обратным клапаном [3].

В известном устройстве использование струйного устройства позволяет несколько повысить производительность пульпоподъема, однако оптимальное смешивание сжатого воздуха с пульпой не обеспечивается.

В задачу настоящего изобретения ставится повышение производительности пульпоподъема за счет интенсификации процесса смешивания пульпы со сжатым воздухом.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бурения скважин, включающем двойную колонну труб с кольцевой полостью между ними, струйное устройство с обратным клапаном, струйное устройство выполнено в виде соединенного с внутренней колонной труб корпуса с радиальными каналами и комплектом кольцевых сопел с приемными каналами, совмещенными с радиальными каналами корпуса струйного устройства для подачи сжатого воздуха через кольцевые сопла в кольцевую полость под углом к оси струйного устройства.

Кроме того, комплект кольцевых сопел включает, по меньшей мере, три кольцевых сопла.

Также кольцевые сопла снабжены разделительными лопастями. А также разделительные лопасти кольцевых сопел размещены под углом к оси струйного устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство включает двойную колонну труб 1, 2 с кольцевой полостью 3 между ними. К внутренней колонне 2 присоединено струйное устройство 4 с корпусом 5, с обратным клапаном 6.

Струйное устройство 4 выполнено в виде комплекта кольцевых сопел 7, по меньшей мере трех кольцевых сопл.

Кольцевые сопла снабжены разделительными лопастями 8, размещенными под углом к оси струйного устройства.

Корпус 5 струйного устройства 3 выполнен с радиальными каналами 9, с которыми совмещены приемные каналы кольцевых сопел 7.

Внутренняя колонна труб 2 снабжена центраторами 10.

Работа устройства заключается в следующем.

Бурение скважин с использованием устройства преимущественно производится с прямой промывкой и избирательно с обратной промывкой, при прямой промывке промывочная жидкость подается через кольцевую полость 3 , а пульпа выносится через затрубное пространство скважины.

Обратная промывка используется при необходимости бурения в осложненных гидрогеологических условиях, при очистке забоя скважины периодически или окончательной промывке скважины. Для этого подается сжатый воздух через внутреннюю колонну труб 2 в струйное устройство 4. Под действием сжатого воздуха обратный клапан 6 перемещается в нижнее положение, поочередно открываются радиальные каналы 9 корпуса 5 и сжатый воздух через кольцевые сопла 7 под углом к оси струйного устройства поступает в кольцевую полость 3. В кольцевой полости 3 происходит интенсивное смешивание сжатого воздуха с пульпой.

В дальнейшем за счет разности давлений в кольцевых полостях между стенкой скважины и колонны двойных труб и между колоннами труб происходит пульпоподъем через кольцевую полость 3.

Интенсификация процесса смешивания за счет многоструйного и скручивающего эффекта позволяет повысить производительность пульпоподъема на 25-30%.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №231494, кл. Е 21 В 21/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР №1760079, Е 21 В 21/10

3. Патент DE 3301806 С2, Е 21 В 21/10, Е 21 В 21/12, 20.12.84.