Устройство для бурения скважин во льду с отбором керна

 

Союз Советских

С04малмстм46ских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.03.76 (21) 2333011/03 (51) М. Кл..2

E 21 С 21/00.Б 21 С 1/14

F 25 . 5/08 с присоединением заявки №

Гасударственный номнтет

Соввта Мнннстроа СССР по делам нэоорвтеннй н отнрытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07.77. Бюллетень № (45) Дата опубликования описания 24,11.77 (53) УДК 622.243..94;6 22. 143 (088.8) (72) Авторы изобретения Ь. Ь. Кудряшов, Г. Н, Соловьев, Ю. Д. Мураев и В. И. Коваленко

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ВО ЛЬДУ

С ОТБОРОМ КЕ PH А

Изобретение может быть использовано для проходки скважин в мощных снежно-ледовых толщах горных ледников и районов

Арктики и Антарктики, Известно устройство для бурения скважин 5 во льду, имеющее для этого нагреваемое с помощью электрического тока нагревательное кольцо для плавления льда и расположенную выше него емкость для сбора талой воды, подаваемой с помощью насоса из призабойной )0 части скважины в зоне нагревательного коль4- Е13

Это устройство позволяет бурить скважины с отбором необведенного керна, но требует для своей работы большое количество энергии, которую не всегда можно получить в условиях труднодоступных районов.

Более близким по техническэму рещению и получаемому эффекту к описываемому является устройство для бурения скважин во 2О льду с отбором керна, содержащее колонковую трубу с утапливаемыми керноудерживающими зубьями, оснащенную по торцу полым нагревательным кольцом, электрический парэгенератэр, сообщаемый с пэлэстью нагре- 25 вательного кольца посредством пароподводяших трубок, и водосборную емкость с насосом> сообщаемую с призабойной зоной скважины через водоотсасывающие трубки (2).

Однако при бурении скважины указанным устройством не удается получить высококачественный сухой керн за счет насыщения его конденсирующими парами воды. Кроме того, пар конденсируют на стенках сква( жины, что может быть причиной примерзания устройства ко льду внутри скважины.

Йель изобретения — обеспечение возможности получения необводненного керна льда.

Для этого пространство нагревательного кольца разделено радиальными перегородка,ми на изолированные полости, одни из которых соединены с паропэдводящими трубками, а другие с конденсато-отсасывающими трубками, которые присоединены к вэдоотсасывающим трубкам.

Место соединения конденсатоотсасывающих трубок с водоотсасывающими может быть расположено перед нагревательным кольцом.

На фиг. 1 изображено предлагаемое усгрэйство; на фиг. 2 - нагревательное кольцо.

564419 з

Устройство содержит колонковую грубу 1 с полым нагревательным кольцом 2 на нижнем горце и с керноудерживаюшими подпружиненными зубьями 3, которые могут утапливаться при входе керна в грубу 1, Над верхней частью колонковой трубы 1 смонтирован электрический парэгенератор 4, полость которого через пароподводящую трубку 5 соединена с полостью нагревательного кольца 2, В верхней части устройства над парогенерагором 4 расположена водэсборная емкость 6 для талой воды, соединенная при пэмоши водоотсасываюшей трубки 7 с призабойной зоной скважины, где образуется талая вода. Водо- сборная емкость 6 оснащена насосом 8, слу- 5 жашим для отключения талой воды.

Полость нагревательного кольца 2 (фиг,2) разделена радиальными перегородками 9 на изолированные полости, при этом полости

10 соединены с парэподводяшими трубками 2О

5, а полости 11 с конденсагоотсасываюшими трубками 12, которые присоединены к вэдоотсасывающим трубкам 7 перед нагревательным кольцом 2.

Устройство работаег следующим образом.

Включае тся электрический парогенератор

4, а затем после нагрева воды в нем созда1ется рабочее давление пара, которое авгома тически поддерживается на постоянном уровне. После достижения паром рабочего давления устройство опускается на кабеле на забой скважины. Вырабатываемый электрическим парЬгенератэром 4 рабочий пар по паропэдводяшей трубке 5 подается в отдельные изолированные полости 10 нагревательного кольца 2. При атом тепловая энергия конденсируюшегэ пар» передаегся на забой, где происходит плавление льда. Вода, образующаяся при этом, удаляется Il0 водоотсасыват 40 юшей трубке 7 и поступает в вэдэсборную емкость 6, а конденсат, образовавшийся в отдельных изолированных пэлосгях 11, отво дится пэ конденсатоотсасывающей трубке 12 и также поступает в вэдэсбэрную емкость 45

6. По мере прохэдки скважины керн заполняет колонковую трубу 1 и при подъеме усг4 райства поддерживается утжщиваемыми кер- ноудерживающими зубьями 3.

Предлагаемэе устройство позволяет полу+ чать качественный необводненный керн, исключить нерациональное оплавление стенок, скважины и керна и устранить образование на них конденсата в процессе бурения за счет того, что пар, служащий источником энергии для плавления льда, конденсируется в изолированной полости нагревательного кольца 2 и не попадаег в забой скважины, а вода, образующаяся при конгакте нагревательного кольца со льдом, отсасывается под вакуумом в водосборную емкость 6.

Ф ормула изобретения

Устройство для бурения скважин во льду с отбором керна, содержащее колонковую трубу с утапливаемыми керноудерживаюшими зубьями, оснащенную по горцу полым нагревательным кольцом, электрический парэгенератор, сообщаемый с полостью нагреватель-ного кольца посредством пароподводяших трубок, и вэдосборную емкость с насосом, сообщаемую с призабойной зоной скважины че-. рез водоотсасываюшие трубки, о т л и ч ао щ е е с я тем, чтэ, с целью получения

;еобводненнэго керна льда, пространство нагревательного кольца разделено радиальными перегородками на изолированные полости, одни из которых соединены с пароподводящими трубками, а другие с конденсатоогсасываюшими трубками, которые присоединены к водоотсасывающим трубкам.

2. Устройство по п. 1, o r л и ч а ю— щ е е с я тем, что место соединения конденсатоотсасываюших трубок с водоотсасывающими расположено перед нагревательным кольцом.

Источники инф ормации, принятые в о вниманйе при экспертизе:

1. Ав торск ое свиде гельc тв о СССР

¹ 127629, кл. E 21 В 49/02, 1959.

2. Ав т орск ое свиде тельс тв о СССР

¹ 242083, кл. E 21 В 49/02, 1966, 564419

Составитель В. Левин

Редактор С. Титова . Техрец H. Анцрейчук Корректор С. Гарасиняк

Заказ 2004/200 Тираж 757 - Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

- -I13035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4