Установка для проходки скважин в мерзлом грунте или во льду

 

ОПИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт, свид-ву (51) М. Кл.

Е 21 С 21/00

Е 02 P 5/30

P 25 С .5/08 (22) Заявлено 020876(21) 2394619/22 — 03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 251277 Бтоллетень № 47 (45) Дата опубликования описания 1812.77

ГаоидарвтввииыЯ иомитвт

Повита овиииотров NGP ио двиаа ивооротвиий и открытий (53) УДК 622.243.94 (088.8) (72) -Авторы изобретения

A.Ф.Стреленко и В.П.Шматько

Pl) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН В МЕРЗЛОМ

ГРУНТЕ ИЛИ ВО ЛЬДУ

Изобретение касается установки для проходки скважин в мерзлом грунте или во льду, которая позволяет нагревать забойную часть скважины и одновременно охлаждать стенки скважины, расположенные выше ее забойной части.

Известна установка для образования скважин в мерзлом грунте или во льду, содержащая два коаксиально рас- 10 положенных трубчатых электрода, пространство между которыми заполнено диэлектрическим материалом, при этом электроды подключены к источнику электромагнитной энергии. К электро- 16 дам прикреплены породоразрушающие резцы, каждый из которых служит излучателем электромагнитной энергии (11 .

При бурении скважин такой установкой происходит раэупрочнение буримой 0 среды под действием высокочастотного магнитного поля и разрушение ее резцами. Однако часть электромагнитной энергии неизбежно передается стенкам скважины, вызывая их протаивание и снижая устойчивость, Наиболее близким техническим режением к предлагаемому является установка, которая содержит источник на30 греза и кефноприемную трубу с двойными стенками и заостренным рабочим наконечником, которая снабжена размещенными между ее стенками нагревательным элементом, примыкающим к рабочему наконечнику, и охлаждающим элементом, расположенным за нагревательным и примыкающим к внутренней стороне наружной стенки трубы 12) .

Работа известной установки основана на использовании явления Пельтье, согласно которому при пропускании электрического тока по замкнутой цепи, содержащей два контакта, один иэ них нагревается, а другой охлаждается.

При работе известной установки нельзя обеспечить устойчивость стенок скважины по всей глубине, поэтому по мере ее проходки требуется производить обсадку трубами.

Целью изобретения является закрепление стенок скважины по всей глубине по мере проходки без использования обсадных труб.

Это достигается тем, что нагревательный и охлаждающий элементы выполнены в виде насыщенного испаряющейся жидкостью слоя пористого материала на внутренней стороне стенок трубы, а источник нагрева расположен.

585285 на ее хвостовой части, при этом тру ба снаружи покрыта слоем теплоизоляционного материала.

Благодаря такому выполнению при нагреве хвостовой части трубы находящаяся в пористом материале жидкость начинает интенсивно кипеть и испаряться. Иэ-за разности давлений между холодным и нагРетым концами трубы пар начинает перемещаться к холодному <о концу, конденсироваться на нем и отдавать тепло контактирующему с буримой средой рабочему наконечнику, в результате чего сохраняется разность давлений. Конденсированная жидкость вновь возвращается по капиллярам к источнику нагрева эа счет сил поверхностного натяжения жидкости и сил сцепления между ней и стенками пористого материала.

На чертеже схематично показана предлагаемая установка.

Установка содержит керноприемную трубу 1 с двойными стенками, внутренняя сторона которых покрыта слоем 2 пористого материала, насыщенного испаряющейся жидкостью. Труба 1 заканчивается рабочим заостренным наконечником 3, находящимся в контакте с забойной частью проходимой скважины.Выше рабочего наконечника 3 труба 1 с . 80 наружной стороны покрыта слоем 4 теп= лоизоляционного материала, обращенным к стенкам проходимой скважины. Хвостовая часть трубы 1 соединена с источником 5 нагрева, в качестве которого ЗЬ могут быть использованы, например, омические нагреватели, газовые горелки, работающие на жидком топливе форсунки.

Для -удаления размягченного грунта 40 или талого льда из керноприемной трубы 1 внутри нее размещен шнековый став 6 с буровым наконечником 7, соединенный с вращателем 8, который в свою очередь соединен с подающим ме-,ц ханизмом 9, воздействующим на шнековый став 6 и трубу 1.

Установка работает следующим образом.

Вращателем 8 вращают шнековый став Е

6 и с помощью подающего механизма 9 создают осевое усилие на него и кьрноприемную трубу 1. Одновременно включают в работу источник 5 нагрева.

При нагреве хвостовой части трубы

1 тепло от нее передается рабочему наконечнику 3, который контактирует с буримой средой. В точках контакта его режущей кромки с поверхностью буримой среды в ее прилегающем слое происходит таяние льда или разупрочнение грунта, что создает условия для последующего их доразрушения и транспортирования шнековым ставом 6.

Под действием подающего механизма9 керноприемная труба 1 вместе со шнековым ставом 6 погружается в грунт или в лед,образуя скважину.

Формула изобретения

1. Установка для проходки скважин в мерзлом грунте или во льду, содержащая источник нагрева и керноприемную трубу с двойными стенками и заостренным рабочим наконечником, которая снабжена размещенными между ее стенками нагревательным элементом, примыкающим к рабочему наконечнику, и охлаждающим элементом, расположенным за нагревательным и примыкающим к внутренней стороне наружной стенки трубы, отличающаяся тем, что,с целью закрепления стенок скважины по всей глубине по мере проходки, нагревательный и охлаждающий элементы выполнены в виде насыщенного испаряющейся жидкостью слоя пористого материала на внутренней стороне стенок трубы, а источник нагрева расположен на ее хвостовой части.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что труба снаружи покрыта слоем теплоизоляционного материала.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертиза:

1.Авторское свидетельство 9446655, кл.Е 21 С 37/18, 1973.

2.Патент СССР 9369753, кл. К 21 С 37/18, 1970.

<-Остаактель Б,Лянкн

РЕдаК 1 Ор Е . ПОЛ КСНСВ а 1 ЯКРОД H,ÀÍÄpeö ó}< E0ppQ i

Заказ Ä979/22 Тира-;; 757 ПСДпкс нОе

111 ИИПИ 1 ОсударстэеннсГО ксмктета Соаета 11кнкст1)ОБ СССР

ПО ДЕЛаМ кзОбретянкй к ОТкРытий

113035, Мсскаа, Ж вЂ” 35, Рау::окая наб., д. 4/5

Рилкал ППП liare -,, r."êrîpñä, ул. Проектная, 4