RU2436926C2 - Буровой снаряд для бурения твердых горных пород - Google Patents
Буровой снаряд для бурения твердых горных пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436926C2 RU2436926C2 RU2010105167/03A RU2010105167A RU2436926C2 RU 2436926 C2 RU2436926 C2 RU 2436926C2 RU 2010105167/03 A RU2010105167/03 A RU 2010105167/03A RU 2010105167 A RU2010105167 A RU 2010105167A RU 2436926 C2 RU2436926 C2 RU 2436926C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- rock
- laser
- drill
- heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения скважин в твердых горных породах. Буровой снаряд содержит колонковую трубу, соединенную с источником нагрева разрушаемой породы. В качестве источника нагрева использован лазер, а снаряд снабжен цилиндрической буровой коронкой с термостойкими резцами, штангокабелем, соединенным своей нижней частью с верхней частью колонковой трубы посредством переходника, и вертлюгом, соединенным с верхней частью штангокабеля и оснащенным съемником лазерного излучения, который соединен с цилиндрической буровой коронкой с помощью волоконно-оптического кабеля. Обеспечивает повышение эффективности бурения скважин различного назначения в твердых горных породах. 2 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения скважин в твердых горных породах.
Известен «Термомеханический породоразрушающий инструмент» (патент RU №2247217, опубл. 17.04.2003). Термомеханический породоразрушающий инструмент включает корпус, фрикционные элементы, разупрочняющие нагревом приповерхностный слой породы, и термостойкие резцы, снимающие этот слой. Фрикционные элементы и термостойкие резцы неподвижно закреплены на одном корпусе. Резцы установлены с опережением фрикционных элементов на величину, определяемую из соотношения: δ=V/nk, где V - проектная механическая скорость бурения, м/сек; n - число оборотов инструмента за 1 сек, об/сек; k - число резцов на одной линии резания.
Недостатком является то, что разупрочнение прослойки твердой горной породы осуществляется за счет больших скоростей вращения породоразрушающего инструмента, что влечет за собой преждевременный износ фрикционных элементов, резцов и бурильных штанг
Известна «Установка электродугового плазмобура» (патент RU №2100602, опубл. 27.12.1997), взятое нами за прототип, содержащая буровую колонку, соединенную с источником нагрева разрушаемой породы, причем источник нагрева выполнен в виде плазмотрона, соединенного с системой подачи плазмообразующего газа и системой охлаждения плазмотрона, содержащего корпус, не менее двух плоскообразных сопел, расположенных с пересекающимися межэлектродными промежутками и объединенных центральным каналом плазмотрона, не менее трех электродов, соединенных с одним или несколькими источниками электропитания, устройство вращения или колебания плазмотрона, устройство отсасывания (удаления) разрушенной породы, сопла подачи охлаждающей породу среды, закрепленные у основания буровой колонки и имеющие систему каналов, устройство поступательной подачи плазмотрона, газоанализатор, датчик которого установлен у основания буровой коронки.
Недостатком установки электродугового плазмобура является отсутствие породоразрушающих элементов для механического разрушения горной породы и нагрев ее до температуры плавления. Бурение скважин плавлением скальных горных пород с удалением избытка расплава с забоя, с переводом его за счет охлаждения в твердый шлам, выносом последнего из устья скважины является достаточно сложным техническим решением, поскольку даже раздробленные части расплава имеют значительный вес и, кроме того, при плавлении горной породы будут оплавляться стенки скважины, при этом ствол скважины будет иметь каверны, образующиеся за счет плавления различных включений, температура плавления которых значительно отличается от других составляющих горную породу. К вышеизложенным недостаткам можно отнести сложность конструкции и стоимость реализуемой энергии.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности и снижение затрат при бурении глубоких скважин различного назначения в твердых горных породах.
Технический результат достигается тем, что в буровом снаряде для бурения твердых горных пород, содержащем колонковую трубу, соединенную с источником нагрева разрушаемой породы, в качестве источника нагрева использован лазер, а снаряд снабжен цилиндрической буровой коронкой с термостойкими резцами, штангокабелем, соединенным своей нижней частью с верхней частью колонковой трубы посредством переходника, и вертлюгом, соединенным с верхней частью штангокабеля и оснащенным съемником лазерного излучения, который соединен с цилиндрической буровой коронкой с помощью волоконно-оптического кабеля.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображен буровой снаряд для бурения твердых горных пород. На фиг.2 показана общая схема устройства.
Буровой снаряд для бурения твердых горных пород содержит колонковую трубу 3, верхняя часть которой соединена с нижней частью штангокабеля 6 через переходник 5. Верхняя часть штангокабеля 6 соединена с вертлюгом 9, оснащенным съемником лазерного излучения 10. На наружной части колонковой трубы 3 к цилиндрической буровой коронке 2, оснащенной термостойкими резцами 1, выполнен паз 4. От съемника лазерного излучения 10 через полость штангокабеля 6 и паз 4 на забой скважины протянут волоконно-оптический кабель 7, размещенный в стальной трубке 8. Лазерное излучение от лазера (не показано на фиг.2), запитанного от дизель-генератора 13, транспортируется по волоконно-оптическому кабелю 7 к съемнику лазерного излучения 10 и далее через съемник лазерного излучения 10 непосредственно на забой скважины через полость цилиндрической буровой коронки 2, оснащенной термостойкими резцами 1.
Буровой снаряд для бурения твердых горных пород устанавливают на забой скважины с оборудованием, размещенным на самоходной буровой установке глубокого бурения УГБ 50М. Глубина скважины определяется количеством штангокабелей, которых может быть более одного. Последующий штангокабель присоединяют снизу к первому штангокабелю, оснащенному вертлюгом и съемником. После сборки бурового снаряда и постановки его на забой скважины лебедкой 11, размещенной на самоходной буровой установке УГБ 50М (фиг.2.), и вращателя 12 осуществляется бурение скважины.
Процесс бурения происходит следующим образом. Разупрочнение слоя твердых горных пород забоя осуществляют путем воздействия на него лазерным излучением, транспортируемым на забой скважины по волоконно-оптическому кабелю 7. Разупрочнение слоя твердых горных пород забоя происходит за счет термических напряжений, возникающих при быстром нагреве твердых горных пород забоя. Разупрочненая твердая горная порода снимается без значительных усилий термостойкими резцами 1 при вращении колонковой трубы 3, оснащенной цилиндрической коронкой 2. Продукты разрушения удаляются с забоя скважины сжатым воздухом, транспортируемым через вертлюг 9, штангокабель 6 и колонковую трубу 3 от компрессора 14, установленного на платформе УГБ-50М.
Предложенный буровой снаряд для бурения твердых горных пород существенно снижает материальные затраты и затраты времени на сооружение скважин в твердых горных породах, в частности гранитных блоках, и может найти экономически целесообразное практическое применение в строительной промышленности, исключает при этом использование дорогостоящих алмазных буровых коронок.
Claims (1)
- Буровой снаряд для бурения твердых горных пород, содержащий колонковую трубу, соединенную с источником нагрева разрушаемой породы, отличающийся тем, что в качестве источника нагрева использован лазер, а снаряд снабжен цилиндрической буровой коронкой с термостойкими резцами, штангокабелем, соединенным своей нижней частью с верхней частью колонковой трубы посредством переходника, и вертлюгом, соединенным с верхней частью штангокабеля и оснащенным съемником лазерного излучения, который соединен с цилиндрической буровой коронкой с помощью волоконно-оптического кабеля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010105167/03A RU2436926C2 (ru) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Буровой снаряд для бурения твердых горных пород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010105167/03A RU2436926C2 (ru) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Буровой снаряд для бурения твердых горных пород |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010105167A RU2010105167A (ru) | 2011-08-20 |
RU2436926C2 true RU2436926C2 (ru) | 2011-12-20 |
Family
ID=44755477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010105167/03A RU2436926C2 (ru) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Буровой снаряд для бурения твердых горных пород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2436926C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516422C1 (ru) * | 2013-01-29 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Волоконно-Оптического и Лазерного Оборудования" | Способ комбинированного лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов |
RU2521260C1 (ru) * | 2013-02-15 | 2014-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Волоконно-Оптического и Лазерного Оборудования" | Способ лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов |
RU2523901C1 (ru) * | 2013-03-04 | 2014-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Волоконно-Оптического и Лазерного Оборудования" | Устройство лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов |
-
2010
- 2010-02-12 RU RU2010105167/03A patent/RU2436926C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Максимов В.И. и др. Новые способы бурения скважин. - М.: ВИЭМС, 1971, с.28-29, 32-34. Эстрин Ю.Я. Новые способы разрушения горных пород. - М.: ВНИИОЭНГ, 1978, с.60-62. Копылов В.Е. Бурение?… Интересно!. - М.: Недра, 1981, с.132-134. Мерзляков В.Г. и др. Комбинированные способы и устройства разрушения горных пород. - М.: Недра, 1995, с.163-170. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516422C1 (ru) * | 2013-01-29 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Волоконно-Оптического и Лазерного Оборудования" | Способ комбинированного лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов |
RU2521260C1 (ru) * | 2013-02-15 | 2014-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Волоконно-Оптического и Лазерного Оборудования" | Способ лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов |
RU2523901C1 (ru) * | 2013-03-04 | 2014-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Волоконно-Оптического и Лазерного Оборудования" | Устройство лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010105167A (ru) | 2011-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6755262B2 (en) | Downhole lens assembly for use with high power lasers for earth boring | |
US8636085B2 (en) | Methods and apparatus for removal and control of material in laser drilling of a borehole | |
US5168940A (en) | Profile melting-drill process and device | |
US20140305635A1 (en) | Method For Developing Oil And Gas Fields Using High-Power Laser Radiation For More Complete Oil And Gas Extraction | |
US9903171B2 (en) | Method for developing oil and gas fields using high-power laser radiation for more complete oil and gas extraction | |
NO336737B1 (no) | System og fremgangsmåte for boring av et borehull | |
US10221687B2 (en) | Method of mining using a laser | |
EP2347085A2 (en) | Methods and apparatus for mechanical and thermal drilling | |
US9022139B2 (en) | Gas cutting borehole drilling apparatus | |
EA200800001A1 (ru) | Устройство для бурения с погружным пневмоударником и способ бурения по наносам | |
CN110036179A (zh) | 井下井筒高功率激光加热压裂增产处理和方法 | |
US20230407706A1 (en) | Microwave rock-breaking drilling device | |
RU2416708C2 (ru) | Устройство для бурения твердых горных пород | |
RU2436926C2 (ru) | Буровой снаряд для бурения твердых горных пород | |
RU2365731C1 (ru) | Устройство для термомеханического бурения твердых горных пород | |
US11053781B2 (en) | Laser array drilling tool and related methods | |
WO2013110328A1 (en) | Thermal spallation atomic hydrogen arc drilling | |
US20160053571A1 (en) | Method for lining boreholes for deep bores and device for carrying out said method | |
CN108104720A (zh) | 抽水蓄能电站压力管道斜井非***掘进机成井工艺 | |
RU2449106C1 (ru) | Способ бурения скважин с использованием лазерной энергии и устройство для его реализации | |
RU2426857C1 (ru) | Устройство для термомеханического бурения твердых горных пород | |
CN112855025B (zh) | 一种热致裂辅助钻头高效破岩钻井提速*** | |
RU2315165C1 (ru) | Способ бурения горных пород и устройство для его осуществления | |
CN103388455B (zh) | 一种耐高温钻头 | |
CN109519120B (zh) | 一种用于碎裂岩层石方开挖碎裂装置及其安装、使用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210213 |