ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И ВЫРАБОТОК

Предложение относится к технологии образования скважин и выработок в осадочных горных породах путем воздействия на буримую среду энергией струй рабочего агента и механическим породоразрушающим органом.
В настоящее время известны принципиальные направления развития технических средств для проходки горных пород, из которых наиболее представительным можно считать конструкции технических комплексов, содержащих бурильный агрегат, имеющий корпус в виде полого цилиндра, генератор рабочего агента, размещенный в корпусе и соединенный своим выходным сечением (патрубком) с рабочим породоразрушающим органом, имеющим сопловые насадки для разработки забоя струями истекающего агента и создания усилия подачи бурильного агрегата к забою при проходке скважины, устье которой оборудовано превентором; комплекс также содержит подъемно-транспортное устройство для функционирования устройств и агрегатов комплекса / US 3934659, 175/ 14; ДЕ 2607046, Е21В; RU 99817, Е21С 37/16, 2010; RU 88725, 2009; RU 84907, 2009; RU 46289, 2005; RU 2240420, Е21В 7/17, 2004.].
Последнее из указанных устройств является по техническому решению и конструкции наиболее близким техническим комплексом для проходки горных пород и образования скважин и выработок.
Выбранный прототип имеет существенные недостатки: высокий постоянный расход рабочего агента на процесс разрушения пород на забое, где этот процесс не учитывает инерционности пород на динамические и температурные нагрузки, без учета условия, что производительность разрушения пород не прямо пропорциональна увеличению расхода агента на забой; известное устройство низко маневренно, и не имеет в своей конструкции соответствующих агрегатов для оперативного регулирования воздействий рабочим агентом на забой и на формирование потока отходящего от него бурового шлама.
Технической задачей и положительным результатом заявляемого тех. комплекса является увеличение мобильности и маневренности его агрегатов и устройств, увеличение производительности разрушения пород на забое и снижение удельных расходов энергии на процесс проходки, закрепление стенки скважины и создание восходящего потока бурового шлама к устью скважины.
Указанная задача и эффективность достигаются за счет того, что технический комплекс для образования скважин и выработок в осадочных горных породах, содержит оборудование устья скважины в виде превентора, подъемно-транспортное оборудование, буровой агрегат, цех подготовки и технического обслуживания бурового агрегата, при этом его подъемно-транспортное оборудование, выполненное в виде крана, размещено на криволинейном рельсовом, пути, огибающем рабочую площадку устья скважины, сообщенное с шламоотводом, имеющим пробоотборные трубки, цех подготовки и техобслуживания оснащен стендами для заправки буровых агрегатов, имеющих корпус, выполненный в виде удлиненных пустотелых геометрических тел, оснащенных в своей полости генераторами рабочего агента, соединенными с породоразрушающими рабочими органами, один из которых закреплен на забойном торце агрегата, второй - на торце агрегата, обращенном к устью скважины, при этом забойный рабочий орган оснащен струйными и механическими насадками, а второй рабочий орган оснащен только струйными насадками.
Технический комплекс характеризуется тем, что часть корпуса агрегата выполнена в виде упругоподатливого сильфона.
Технический комплекс характеризуется также тем, что генераторы рабочего агента оснащены емкостями с топливными компонентами и емкостями с сжатым газом.
Техкомплекс поясняется графическим материалом, где на фиг.1 показан его общий вид; на фиг.2 - конструкция бурового аппарата; на фиг.3, 4 - детали аппарата на фиг.2.
Описываемый техкомплекс содержит: подъемно-транспортное оборудование в виде крана 1 и его рельсового пути 2, выполненного по линиям переходных кривых, на этих криволинейных рельсах установлена опорная платформа 3 крана 1, что позволяет крану совершать большезахватные маневры относительно скважины 4 и ее устьевого оборудования 5, а также быть доступным ко всем производственным цехам, вспомогательным сооружениям и временно используемому оборудованию, предназначенному для обеспечения работы бурового агрегата 6 на забое скважины. Агрегат выполнен в виде удлиненного цилиндра, в полости которого размещены модульные блоки, обеспечивающие функционирование как агрегатов, так и рабочего органа 7. Рабочая площадка оснащена компрессорной станцией 8, стендом 9 заправки агрегатов 6, стеллажем 10 подготовки агрегатов к спуску в скважину 4. Буровой агрегат 6 снабжен несколькими модульными силовыми аппаратами 18, 19, 20 в виде термогазогенераторов, обеспечивающих работу агрегата на забое скважины за счет воздействия на разрушаемую породу забоя механическими и физическими нагрузками, при этом аппарат 20 состыкован с генератором 21 рабочего агента, имеющим расходные насадки 22 и 23 для очистки полости скважины от шлама и для подъема агрегата 6 к устью скважины. Рабочий орган 7 оснащен сопловыми насадками 24, 25 и 26 и механическим инструментом 27 для комплексного эффективного воздействия на забой; на стенку скважины кольцевыми насадками 28.
Работа техкомплекса, как она частично изложена, осуществляется следующим образом. Снаряжают топливными компонентами модульные аппараты 18, 19, 20 агрегата и генератор 21. С помощью крана 1 в устье 5 скважины подают буровой агрегат 6, включают в работу его термогазогенераторы, из которых генератор 18 подает под давлением рабочий агент в рабочий орган 7, который своими насадками 24 и 25, 27 разрабатывает забой, генераторы 19 и 20 регулируют рабочее давление в полости рабочего органа и создают восходящий поток бурового шлама, а также через кольцевые сопловые насадки 28 закрепляют стенку скважины, предупреждая ее нарушения до опускания колонны обсадных труб.
Эффективность работы техкомплекса повышается на 25-30% благодаря мобильности и маневренности наземного оборудования, а производительность буровых работ увеличивается в 1,18-1,20 раза по сравнению с используемым техкомплексом-прототипом, являющимся базовым буровым оборудованием.