Способ электротермомеханического бурения и устройство для его осуществления

(088;8)видетельство СССР 21 С 37/18, 1974. идетельство СССР21 С 37/18, 1975. УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЩРОТИЯМ ЖНТ СССР АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ЗЛЕКТРОТЕРЯОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к бурению горных пород с использованием тепла и м.б, использовано для бурения взрыв ных скважин на железорудных карьерах. Цель изобретения - увеличение производительности бурения за счет уменьшения переизмельчения шлака. Породу разупрочняют пропусканием через нее электрического тока. Разупрочненную породу бурят механическим инструмен1555460 том и удаляют шлам из скважины водовоздушной смесью. При этом шлам разделяют на фракции. Крупную фракциювыделяют, концентрируют и термомехани"чески разрушают в затрубном пространстве, Реализуется способ устройством,содержащим буровую колонну (БК) 4,которая связана с головкой 1 бурово"го снаряда посредством изолирующегопереходника 2, а на БК 4 закрепленодолото 7, электрически связанное стокоприемником 3, Между долотом 7 иБК 4 закреплен наддолотник (НД) 5 сосходящимися в сторону БК 4 ветвями Изобретение относится к способам бурения горных пород с использованием тепла, вырабатываемого с помощью электричества, и может бытЬ использовано при электротермомеханическом бурении взрывных скважин на железо рудных карьерах.Цель изобретения - увеличение производительности бурения за счет уменьшения переизмельчения шлама.На чертеже показано устройство для электротермомеханического буренияСогласно предлагаемому способу породу разупрочняют пропусканием через нее электрического тока, бурят разупрочненную породу механическим инструментом, удаляют буровой шлам из скважины водовоздушной смесью. При этом шлам разделяют на фракции, затем крупную фракцию шлама выделяют, концент рируют и термомеханически разрушают в затрубном пространстве.Устройство для электротермомеханического бурения содержит головку 1 бурового снаряда, соединенную через изолирующий переходник 2 и токоприемник 3 с бурильной колонной 4; на которой внизу навинчен удлиненный наддолотник 5 со сходящимися ветвями многозаходной шнековой спирали 6 на наружной цилиндрической поверхности. Наддолотник свинчен с долотом 7 и ориентирован сходящимися ветвями к колонне 4, Напряжение на долото подают от источника питания (не показан, через электрический с вя з а нный с ним ток оприемник 3, Изолирующий переходник 2 состоит из верхней 8 и нижней 9 ступиц,присоединенных к фланцам 10, между многозаходной шнековой спирали 6 наего наружной цилиндрической поверх"ности. Расположение начала заходоксо стороны долота 7 симметрично от"носительно оси НД 5. При подаченапряжения на долото 7 по породетечет ток и она разупрочняется.Вращающееся долото 7 разрушаетзабой. Буровой шлам выносится водовоз"душной смесью по затрубному пространству. Крупная фракция шлама застревает между сходящимися ветвями сдирали б и закорачивает НД 5 на стенкускважины. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. которыми установлена изолирующая шайба 11, при этом фланцы 10 стянуты между собой шпильками 12, изоляцию которых от наружной поверхности фланцев обеспечивают изолирующие шайбы 13, Расположение начала заходок ветвей шнековой спирали симметрично относительно оси наддолотника.Способ реализуется при работе устройства следующим образом.От источника питания 2 УРНнапряжение подают через токоприемник 3, расположенный на нижней ступице 9 и отделенный от головки 1 бурового снаряда изолирующей шайбой 11, по бурильной колонне 4 на долото 7 и наддолотник 5 с трехзаходной шнековой спиралью 6. Второй полюс источника питания заземляют, Ток протекает между долотом 7 и заземлителем источника питания через забой скважины, при этом нагревает и разупрочняет горную породу на забое скважины, после чего порода разрушается долотом 7 механически. Образующийся при бурении буровой шлам удаляют с забоя потоком водовоз- душной смеси, при этом крупную фракцию бурового шлама транспортируют до начала заходок шнековой спирали 6Попав на шнековую спираль 6, частицы шлама перемещаются по ней, замыкая наддолотник 5 на стенки скважины, и, таким образом, последние подвергаются электротермической обработке. В процессе перемещения по шнеку шлам разделяется на фракции, мелкие фрак-. ции удаляются потоком, а крупная фракция выделяется, ее концентрация увеличивается и из-за улучшения контакта возрастает ток и эффективностьФормула из обретения Составитель С.РобатеньТехред А,Кравчук Корректор М.Максимишинец Заказ 543 Тираж 485 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 15электротермической обработки последней. При достижении маКсимальнойплотности крупной фракции буровогошлама ее механическое разрушение,обусловленное трением между шнекоми частицами, а также трением междучастицами и стенками скважины. Эффективности процесса способствуетпроизведенное электротермическое.разупрочнение этих частиц. Продуктыразрушения частиц. крупной фракциибурового шлама выносятся из скважинывосходящим потоком водовоздушной смеси,Способ электротермомеханического бурения, согласно которому разупрочняют породу пропусканием черезнее электрического тока, бурят разупрочненную породу механическим инструментом и удаляют буровой шлам из скважины водовоздушной смесью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 554 бО 6целью увеличения производительностибурения за счет уменьшения переизмельчения шлама, последний разделяют нафракции, затем крупную фракцию шламавыделяют, концентрируют и термомеханически разрушают в затрубном пространстве.2. Устройство для электротермомеханического бурения, включающее закрепленное на буровой колонне долото,размещенный между долотом и буровойколонной наддолотник, токоприемник,электрически связанный с долотом инаддолотником, изолирующий переходник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения производитедльности бурения за счет уменьшения пе-.реизмельчения шлама, на наружной ци 20 линдрической поверхности наддолотникавыполнены сходящиеся в сторону буровой колонны ветви многоэаходной шнековой спирали, причем расположениеначала заходок со стороны долота вы 25 полнено симметричным относительнооси наддолотника,