Устройство для направленного гидроразрыва горных пород

(56)В 12АвВ 70 СССР1984.ССР1976.В,69 чиг р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 446168 М 23-0315.07.8823,04,90,Бюп. В 15Специальное конструктоприкладной геофизики СОО,И,Гребенник, В.Г.Зарворыгин и Р,С.Прасолов622.234,5 (088,8)Авторское свидетельств2837, л, Е 21 С 37/ООторское свидетельство803, клЕ 21 В 43/26,.,801559141 А 1(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ НАПРАВЛЕННОГОГИДРОРАЗРЫВА ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к горнойпром-сти и предназначено для направленного гидроразрыва горных пород искважины в поперечном направлении прразупрочнении, труднообрушаемас кровель, Цель - снижение трудоемкостиэксплуатации устр-ва, Корпус (К) 1устр-ва выполнен в виде концентричнрасположенных внешней 9 и внутренней 1 О труб (Т). Рабочая часть К 1559141 имеет сообщенные с полостью Т 9 выходные каналы и сообщенные с Т 10 радиальные подрезающие насадки (ПН) 5 связанные с Т 1 О с возможностью сов 5 местного перемещения, На наружной поверхности К 1 между его входным торцом и рабочей частью установлен герметизатор 3, сообщенный с полостью Т 9, На выходе из полости Т 9 в выходные окна установлен клапан предельного давления в виде крышки б, имеющей в торце отверстия, перекрываемые диском 7 с помощью пружины 8, При этом Т 10 установлена с возможностью Изобретение относится к горной промышленности, а именно к породоразрушакцему инструменту, может быть использовано для направленного гидроразрыва горных пород из скважины в25 поперечном направлении при разупрочнении труднообрушаемых кровель, в . борьбе .с горными ударами и внезапными выбросами, при отделении блоков породы и при решении других задач горной промышленности.30Цель изобретения - снижение трудоемкости эксплуатации устройства,На Фиг,1 показано устройство при нарезании щели, продольный разрез; на фиг.2 - то же, при гидроразрыве.Устройство включает в себя полый корпус 1 в виде двух,концентрично расположенных труб, с внешней стороны которого выполнена кольцеваяполость кольцевого герметизатора, сообщающаяся отверстием с полостьювнешней трубы корпуса в которой находится поршень 2, наружным торцом касающийсяя торц а гер мети зирующего зле 45мента 3, Внутренняя труба 4 корпусасообщена и связана с воэможностьюсовместного вращения с радиальными подрезающими насадками 5 рабочейчасти корпуса, На рабочей части корпуса имеются жмодные каналы (кольцевой.канал), сообщенные с полостьювнешней трубы через клапан предельного давления в виде крышки б, имеющей в торце отверстия, перекрываемые диском 7 с помощью пружины 8. Корпус входным тррцом соединен соответственно с наружной трубой 9 н внутренней трубой 10 коаксиального труНезависимого вращенияв Т 9, ЧерезТ 1 О подают высоконапорную жидкостьв ПН 5, сообщая Т 10 вращение, Изливаясь из ПН 5 под напором, жидкостьпрорезает в стенке скважины кольцевую щель, Затем через Т 9 подают жидкость разрыва, которая попадает черезотверстие в герметизатор, Последний,расширяясь в скважине, герметизируетучасток разрыва, Вызванное этим увеличение давления отбрасывает диск 7,преодолевая сопротивление пружины 8,и жидкость попадает в зону разрыва,Г )2 ил,бопровода, связывающего устройство сназемными агрегатами подачи рабочейжидкости под давлением,Устройство работает следующим образом,Устройство опускают в скважину до упора торца корпуса в ее забой Через внутреннюю трубу 4 в насадки 5 подают высоконапорную жидкость, сообщая внутренней трубе одновременно вращение. При этом жидкость, изливаясь из насадок с напором более100 ИПа, прорезает в стенке скважиныв непосредственной близости от забоякольцевую щель, Отработанная жидкостьудаляется из зоны резания через зазор между герметизатором и стенкойскважины, Движение жидкости при нареэании щели (фиг,1) и при гидроразрыве (фиг,2) показано стрелками, После прорезания щели прекращают вращение внутренней трубы и подачу высоконапорной жидкости, Через наружнуютрубу подают жидкость разрыва, которая, попадая через отверстие в кольцевой герметизатор, перемещает пор"шень, сжимая упругий элемент до тех пор, пока он не разонрется внутрискважины, герметизируя участок раз. -рыва, при этом поршень остановится,Вызванное этим увеличение давленияотбрасывает диск 7, преодолевая сопротивление пружины 8, н жидкость попадает в зону разрыва, Давление увеличнвают до тех пор, пока не произойдет разрыв породы, а закачку жидкости продолжают до образования трещинынеобходимых размеров, 5 15Расстояние между забоем и герметизатором должно быть не более 0,5 диаметра скважины, Этот предел выбран извозможности изготовления устройствадля образования направленных трещинв скважинах (минимальный размер скважины в горных разработках 39 мм) инадежности направленного поперечногоразрыва, Если диаметр скважины 39 мм,/то на расстоянии 19,5 мм должны бытьвыполнены сопла щелеобразователя икольцевые каналы корпуса, что вполневыполнимо, При большем расстоянии по.перечный разрыв уже не может бытьгарантирован вспедствие неоднородности породы,Формул а изобретенияУстройство для направленного гид-роразрыва горных пород, включающеекорпус в виде концентрично располо 5914 1,женных внешней и внутренней труб дляподачи по ним жидкости под давлением, имеющий рабочую часть с выходными каналами, сообщенными с полостью 5внешней трубы, и радиальными подрезающими насадками, сообщенными с внут-ренней трубой и связанными с ней свозможностью совместного вращения,кольцевой герметизатор, установленныйна наружной поверхности корпуса между его входным торцом и рабочейчастью и приводимый в действие отдавления в корпусе, о т л и ч, а ю -щ е е с я тем, что, с целью снижениятрудоемкости эксплуатации устройстваоно снабжено клапаном предельногодавления, установленным на выходе изполости внешней трубы в выходные ок-" 20 на, при этом внутренняя труба установлена с возможностью независимоговращения во внешней трубе, а кольцевой герметиэатор сообщен с полостьювнешней трубы.559141 ФиВ Соста актор Л,Зайцева Техредорректрр В,Кабаций Тираа 403 Подписноесударственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Проиэводственна-иэдательский комбинат "Патент", г.уагород, ул. Гагарина,10 1 Закаэ 82 ВНИИЛИ Г ель О,Попов ердвкова"