ТЕРМОБУР

Техническое решение относится к нефтегазовой промышленности, в частности, к устройствам для бурения горных пород с одновременным термическим и механическим воздействием на нее и может быть использовано при бурении глубоких скважин при добыче нефти и газа.
Известно устройство для термомеханического бурения скважин, включающее генератор газа с сопловой головкой, оснащенной соплами для истечения струй газа, и два коаксиально расположенных на ней с возможностью вращения кольца, между которыми расположены турбинные лопатки, несущие породоразрушающие резцы (см. а.с. СССР №942460, 1980 г.). Главным недостатком этого устройства является малая эффективность его работы.
Наиболее близким из известных является устройство для термомеханического бурения скважин, содержащее генератор газа с сопловой головкой, оснащенной соплами для истечения струй газа и породоразрушающими резцами, и установленную между генератором газа и сопловой головкой газовую турбину, приводимую во вращение давлением истекающего из генератора газа и сообщающую движение породоразрушающим резцам и обеспечивающую работу электрогенератора (см. а.с. СССР №378623, 1974 г.). Однако, это устройство имеет недостаточную точность ориентирования в проходимой выработке.
Техническая задача заключается во введении в устройство механического датчика, который позволит стабилизировать вертикальное (наклонное) направление бурения.
Технический результат - улучшение технических параметров устройства, а именно, повышение точности ориентирования термобура в скважине до возможности его перемещения по заданному курсу.
Он достигается тем, что в устройство введен механический датчик, выполненный в виде шара со смещенным центром тяжести, соединенный посредством рычагов, размещенных в стенке корпуса термобура, с регулирующими иглами, встроенными в тяговые сопла сопловой головки термобура.
Предлагаемое устройство изображено на рис.1-3 - (общий вид термобура), (узел I), (узел II).
Оно содержит размещенный в удлиненном цилиндрическом корпусе 1 генератор 2 газа, снаряженный запасом твердого топлива. Генератор 2 газа отделен перфорированной перегородкой 3 от газовой камеры 4, где образующийся поток газов поступает в полость 5 сопловой головки 6, которая жестко соединена с цилиндрическим корпусом 1 и оснащена забойными 7 и тяговыми 8 соплами. На выходе из газовой камеры 4 в корпусе 1 установлена газовая турбина 9, которая соединена с валом 10 электрического генератора 11, дающего искру при горении. С помощью распределительной коробки 12 достигнуто сообщение газовой камеры 4 с полостью 14 сопловой головки 6. Вал 13 проходит через переднюю стенку сопловой головки 6. Для вращения вала 13 с породоразрушающими резцами 16 используется газовая турбина 9, вал которой пропускается через электрический генератор 11. При этом вал 13 закрыт теплозащитным кожухом 15.
Перегородка 17 отделяет полость, в которой размещен механический датчик 18 от полости генератора газа 2. Механический датчик 18 расположен в шаровой обойме 19 и сообщен посредством рычагов 20, размещенных в стенке корпуса 1 термобура, с регулирующими иглами 21, установленными в тяговых соплах 8 и меняющими их просвет. Механический датчик 18 расположен в шаровой обойме 19 с возможностью свободного перекатывания, при этом благодаря балласту и смещенному центру тяжести, он будет всегда занимать горизонтальное положение.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Его размещают на забое и воспламеняют находящийся в генераторе 2 газа запас твердого топлива.
Энергия истекающих газов, идущая на разрушение забоя, частично преобразуется в механическое движение породоразрушающих резцов 16. За счет температурного и механического воздействия на породу происходит бурение. При отклонении термобура от заданного курса механический датчик 18, выполненный в виде шара со смещенным центром тяжести сохраняет свое положение в пространстве. За счет этого обеспечивается возвратное и поступательное движения рычагов 20 (укорачивание и удлинение). С рычагами 20 сообщены регулирующие иглы 21. Они меняют просвет тяговых сопел 8 и создают дисбаланс давлений на противоположных тяговых соплах 8, что приводит к выравниванию термобура в скважине.
Таким образом, механический датчик обеспечивает стабилизацию вертикального (наклонного) направления бурения.
Устройство позволит осуществлять бурение не только в вертикальном направлении, но и под заданным углом при бурении наклонных и искривленных скважин. Это достигается за счет введения в устройство механического датчика, выполненного в виде шара со смещенным центром тяжести, соединенного посредством рычагов с регулирующими иглами, меняющими просвет тяговых сопел.
Источники информации:
1. А.с. СССР №942460, 1980 г.
2. А.с. СССР №378623, 1974 г.