Устройство для извлечения материала из подземных формаций через скважины

 

Изобретение предназначено для извлечения материала гидродобычей через скважины. Устройство предназначено для опробывания подземных формаций и включает колонну труб, полый хвостовик с гидромониторной насадкой, породоразрушающий инструмент и опорное седло под шариковый клапан. Хвостовик снабжен муфтой с лопастями из эластичного материала, дополнительным опорным седлом под шариковый клапан и отражателем. Дополнительное седло расположено в канале сообщения гидромониторной насадки и хвостовика, а отражатель - на внутренней стенке хвостовика в интервале расположения дополнительного седла. 4 ил.

Изобретение относится к технике геотехнологических методов разведки и разработки месторождений и может быть использовано при опробовании формаций, сложенных породами, склонными к произвольной дезинтеграции при контакте с водой.

Наиболее близким к предлагаемому является скважинный гидроагрегат, включающий корпус, хвостовик, соединенный верхним торцом с напорной колонной и содержаний, по крайней мере, одну гидромониторную насадку, опорное седло под шариковый клапан и приемные окна, на нижнем торце хвостовика закреплен породоразрушающий инструмент.

Недостатком этого устройства является низкая оперативность процесса извлечения на поверхность и установки в седло хвостовика шарикового клапана, что снижает эффективность опробования.

Цель изобретения - повышение эффективности работы при опробовании подземных формаций за счет повышения достоверности проб пород, склонных к произвольной дезинтеграции.

На фиг.1 показано устройство; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 и 4 - последовательность отработки выемочной камеры.

Устройство включает колонну 1 труб и сообщенный с ее полостью хвостовик 2, снабженный кольцевой муфтой 3, жестко соединенной с ним без возможности проскальзывания при вращении хвостовика. На внешней поверхности муфты 3 закреплены гибкие лопасти 4 из эластичного материала, установленные под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси хвостовика 2. Хвостовик 2 содержит боковую гидромониторную насадку 5 в полусфере 6, в канале сообщения приемных окон 7 с полостью хвостовика 2 расположено опорное седло 8 под шариковый клапан 9, выполненный из полиэтилена и снабженный шариком-маятником 10 меньшего диаметра, связанным с шариковым клапаном 9 гибкой тягой 11. В канале сообщения гидромониторной насадки 5 с полостью хвостовика 2 предусмотрено дополнительное опорное седло 12 и отражатель 13. Шарик-маятник 10 выполнен из стали.

Устройство работает следующим образом.

Колонна 1 опускается с хвостовиком 2, при этом шариковый клапан 9 располагается в опорном седле 8. Во внутреннюю полость колонны 1 подается воздуховоздушная смесь, формируемая насадкой 5 в струю. Одновременно с вращением колонны 1 передается крутящий момент хвостовику 2, муфте 3 и лопастям 4. Струей из насадки 5 производится размыв полезного ископаемого с образованием выемочной камеры 14, куда выводятся из обсадной колонны лопасти 4. При вращении лопастей 4 и пульпы в выемочной камере происходит осаждение полезного ископаемого на дно выемочной камеры и вынос по межтрубному кольцевому пространству вмещающих пород, не содержащих полезный компонент. Породоразрушающим инструментом 15 при вращении колонны 1 и приложении к ней осевой нагрузки осуществляется бурение через полезное ископаемое и в подстилающие породы, совмещая процессы бурения и размыва.

На заключительной стадии отработки выемочной камеры производится переключение системы на режим обратной промывки с подачей водовоздушной смеси по межтрубному пространству в выемочную камеру. Шариковый клапан 9 под действием воды перемещается вверх до отражателя 13, потоком пульпы прижимается к дополнительному седлу 12, перекрывая входное отверстие насадки 5. Пульпа поступает в приемные окна 7 и по внутренним полостям хвостовика 2 и колонне 1 выдается на поверхность. Шарик-маятник 10 потоком пульпы перебрасывается во внутреннюю полость полусферы 6 и удерживается потоком пульпы постоянного режима на поверхности шарикового клапана 9. При переключении системы в режим прямой промывки шарик-маятник 10 скатывается во внутреннюю полость хвостовика, через гибкую связь 11 передает усилие шариковому клапану 9, который перебрасывается в опорное седло 8 и перекрывает полость хвостовика 2, направляя водовоздушную смесь в насадку 5 для струеформирования.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ, включающее колонну труб и полый хвостовик с приемными окнами, сообщенный с полостью колонны и содержащий по меньшей мере одну боковую гидромониторную насадку, сообщенную с полостью хвостовика, породоразрушающий инструмент и опорное седло под шариковый клапан, расположенное в полости хвостовика над приемными окнами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности при опробовании подземных формаций за счет повышения достоверности проб пород, склонных к произвольной дезинтеграции, корпус хвостовика в интервале расположения насадки выполнен с выступом в виде полусферы с радиусом больше диаметра шарикового клапана, хвостовик снабжен жестко связанной с ним и расположенной над гидромониторной насадкой кольцевой муфтой, на внешней поверхности которой закреплены лопасти из эластичного материала, установленные под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси хвостовика, дополнительным опорным седлом под шариковый клапан, расположенным в нижней части полусферы хвостовика, и отражателем, установленным на внутренней стенке в интервале верхней части полусферы, при этом устройство снабжено шариком-маятником диаметром меньше диаметра шарикового клапана, соединенным с последним гибкой тягой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4