Устройство для направленного гидроразрыва горных пород

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для направленного гидроразрыва горных пород из скважины в поперечном направлении при разупрочнении труднообрушаемых кровель. Цель - снижение трудоемкости эксплуатации устройства. Корпус (К) 1 устройства выполнен в виде концентрично расположенных внешней 9 и внутренней 10 труб (Т). Рабочая часть К 1 имеет сообщенные с полостью Т 9 выходные каналы и сообщенные с Т 10 радиальные подрезающие насадки (ПН) 5, связанные с Т 10 с возможностью совместного перемещения. На наружной поверхности К 1 между его входным торцом и рабочей частью установлен герметизатор 3, сообщенный с полостью Т 9. На выходе из полости Т 9 в выходные окна установлен клапан предельного давления в виде крышки 6, имеющей в торце отверстия, перекрываемые диском 7 с помощью пружины 8. При этом Т 10 установлена с возможностью независимого вращения в Т 9. Через Т 10 подают высоконапорную жидкость в ПН 5, сообщая Т 10 вращение. Изливаясь из ПН 5 под напором, жидкость прорезает в стенке скважины кольцевую щель. Затем через Т 9 подают жидкость разрыва, которая попадает через отверстие в герметизатор. Последний, расширясь в скважине, герметизирует участок разрыва. Вызванное этим увеличение давления отбрасывает диск 7, преодолевая сопротивление пружины 8, и жидкость попадает в зону разрыва. 2 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

OO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblYHAM

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4461684/23-03 (22) 15.07.88 (46) 23,04,90,Вюл. В 15 (71) Специальное конструкторское бюро прикладной геофизики CO АН СССР (72) О,И,Гребенник, В.Г.Зарубин, .Л.В Зворыгин и P.Ñ.Ïðàñîëîâà (53) 622.234.5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1222837, «л, Е 21 С 37/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

В 709803, кл. Е 21 В 43/26, 1976.

В,дфчиг

6..S0„„1559141 A 1 (g1)g Е 21 С 7/06 ° Е 21 В 43/26

2 (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ НАПРАВЛЕННОГО

ГИДРОРАЗРЫВА ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горной пром-сти н предназначено для направленного гидроразрыва горных пород из скважины в поперечном направлении при разупрочнении, труднообрушаемах кровель, Цель — снижение трудоемкости эксппуатации устр-ва, Корпус (К) 1 устр-ва выполнен в виде концентрично расположенных внешней 9 и внутренней 10 труб (Т). Рабочая часть К 1

l 559 14 1 имеет сообщенные с полостью Т 9 выходные каналы и сообщенные с Т 10 радиальные подрезающие насадки (IIH) 5> связанные с Т 10 с возможностью сов5 местного перемещения, На наружной поверхности К 1 между его входным торцом и рабочей частью установлен герметизатор 3, сообщенный с полостью

Т 9, На выходе из полости Т 9 в выход-10 ные окна установлен клапан предельно»

ro давления в виде крышки 6, имеющей в торце отверстия, перекрываемые

-диском 7 с помощью пружины 8, При этом Т 10 установлена с возможностью

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породоразРушакцему инструменту, может быть использовано для направленного гидроразрыва горных пород из скважины в

25 поперечном направлении при разупрочнении труднообрушаемых кровель, в: борьбе .с горными ударами и внезапными

f выбросами, при отделении блоков породы и при решении других задач горной промышленности.

Цель изобретения — снижение трудоемкости эксплуатации устройства, На фиг.1 показано устройство при нарезании щели, продольный разрез; на фиг.2 - то же, при гидроразрыве. . Устройство включает в себя полый корпус 1 в виде двух,концентрично расположенных труб, с внешней стороны которого выполнена кольцевая полость кольцевого герметизатора, сообщающаяся отверстием с полостью внешней трубы корпуса в которой находится поршень 2, наружным торцом касающийся тоРца герметизирующего эле- 4 мента 3, Внутренняя труба 4 корпуса сообщена и связана с возможностью совместного вращения с радиальными подрезающими насадками 5 рабочей части корпуса, На рабочей части корпуса имеются жмодные каналы (кольцевой.канал), сообщенные с полостью внешней трубы через клапан предельного давления в виде крышки б, имеющей в торце отверстия, перекрываемые диском 7 с помощью пружины 8. Корпус входным тррцом соединен соответственно с наружной трубой 9 и внутренней трубой 10 коаксиального труНезависимого вращения в Т 9, Через

Т 10 подают высоконапорную жидкость в ПН 5, сообщая Т 10 вращение, Изливаясь из ПН 5 под напором, жидкость прорезает в стенке скважины кольцевую щель, Затем через Т 9 подают жидкость разрыва, которая попадает через отверстие в герметизатор, Последний, расширяясь в скважине, герметизирует участок разрыва, Вызванное этим увеличение давления отбрасывает диск 7, преодолевая сопротивление пружины 8, и жидкость попадает в зону разрыва, Г )

2 ил, бопровода, связывающего устройство с наземными агрегатами подачи рабочей жидкости под давлением, Устройство работает следующим образом, Устройство опускают в скважину до упора торца корпуса в ее забой., Через внутреннюю трубу 4 в насадки 5 подают высоконапорную жидкость, сообщая внутренней трубе одновременно вращение. При этом жидкость, изливаясь из насадок с напором более

100 ИПа, прорезает в стенке скважины в непосредственной близости от забоя кольцевую щель, Отработанная жидкость удаляется из зоны резания через зазор между герметизатором и стенкой скважины. Движение жидкости при нареэании щели (фиг,1) и при гидроразрыве (фиг,2) показано стрелками, После прорезания щели прекращают вращение внутренней трубы и подачу высоконапорной жидкости, Через наружную трубу подают жидкость разрыва, которая, попадая через отверстие в кольцевой герметизатор, перемещает пор" шень, сжимая упругий элемент до тех пор, пока он не разонрется внутри скважины, герметизируя участок раз.— рыва, при этом поршень остановится.

Вызванное этим увеличение давления отбрасывает диск 7, преодолевая сопротивление пружины 8, н жидкость попадает в зону разрыва, Давление увеличнвают до тех пор, пока не произойдет разрыв породы, а закачку жидкости продолжают до образования трещины необходимых размеров, 5 1С

Расстояние между забоем и герметизатором должно быть не более 0,5 диаметра скважины, Этот предел выбран из возможности изготовления устройства для образования направленных трещин в скважинах (минимальный размер скважины в горных разработках 39 мм) и надежности направленного поперечного разрыва. Если диаметр скважины 39 мм, / то на расстоянии 19,5 мм должны быть выполнены сопла щелеобразователя и кольцевые каналы корпуса, что вполне выполнимо, При большем расстоянии поперечный разрыв уже не может быть гарантирован вспедствие неоднородности породы, Формула изобретения

Устройство для направленного гид- роразрыва горных пород, включающее корпус в виде концентрично располо5914 1, женных внешней и внутренней труб для подачи по ним жидкости под давлением, имеющий рабочую часть с выходными каналами, сообщенными с полостью

5 внешней трубы, и радиальными подрезающими насадками, сообщенными с внут-:: ренней трубой и связанными с ней с возможностью совместного вращения, кольцевой герметизатор, установленный на наружной поверхности корпуса между его входным торцом и рабочей частью и приводимый в действие от давления в корпусе, о т л и ч. а ю— щ е е с я тем, что, с целью снижения трудоемкости эксплуатации устройства оно снабжено клапаном предельного давления, установленным на выходе из полости внешней трубы в выходные ок-"

20 на, при этом внутренняя труба установлена с возможностью независимого вращения во внешней трубе, а кольцевой герметиэатор сообщен с полостью внешней трубы.! 559141

Фиг.2

Составитель О,Попов

Техред Л.Сердюкова" Корректор В,Кабаций Редактор Л,Зайцева

Закаэ 828 Тирак 403 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственна-иэдательский комбинат "Патент", г.укгород, ул. Гагарина,103

Устройство для направленного гидроразрыва горных пород Устройство для направленного гидроразрыва горных пород Устройство для направленного гидроразрыва горных пород Устройство для направленного гидроразрыва горных пород 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разрушению горных пород в скважинах для проведения гидровзрывов

Изобретение относится к области горного дела и строительства и м

Изобретение относится к горно.му делу

Изобретение относится к устрвам для откола блоков от монолита и м.б

Изобретение относится к горному делу и строительной технике и м.б

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для производства заоткосных работ, при проходке открытых и подземных горных выработок, раскалывании монолитов, добыче штучного камня, разделке негабаритов

Изобретение относится к горному делу и строительству и м.б

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к жидкостям для гидравлического разрыва пласта

Изобретение относится к эксплуатации геотехнологических, водозаборных и нефтяных скважин и может быть использовано при отработке фильтровых зон для повышения их проницаемости

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности

Изобретение относится к горной нефтедобывающей промышленности

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подготовке продуктивных горизонтов с помощью горизонтальных гидроразрывов, например, при выщелачивании полезных ископаемых

Изобретение относится к пакерным устройствам для воздействия на пласт при исследовании скважин в процессе их бурения и испытания

Изобретение относится к способам извлечения глубинного тепла земли и м.б
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам воздействия на продуктивный пласт давлением пороховых газов с целью повышения добычи нефти и газа за счет повышения фильтрационных характеристик горных пород и очистки прискважинной зоны пласта от накопившихся во время предыдущей эксплуатации скважины асфальто-смоло-парафинистых отложений, продуктов химических реакций, песчано-глинистых частиц и т.п
Наверх