ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОХОДКИ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Предложение относится к горному делу и используемых для проходки пород устройств, воздействующих на разрушаемую среду энергией струй рабочего агента под давлением.
В настоящее время известны принципиальные направления развития устройств и комплексов для проходки скважин и выработок, из которых наиболее представительными являются устройства, содержащие корпус в виде удлиненного цилиндра, в полости которого размещен генератор рабочего агента, программированное устройство управления работой узлов, рабочий орган, соединенный с рабочим пространством генератора и оснащенный породоразрушающими сопловыми насадками, ориентированными к забою, стенкам и устью скважины [RU 45766, 2004; RU 47041, 2005; RU 2222681, 2004; RU 2240420, 2004, МПК Е21В 7/14, 7/18; Е21С 37/16]. Последнее из указанных устройств (RU 2240420) является более прогрессивным по отношению к аналогам, а также является наиболее близким по конструкции и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству для проходки скважин и выработок.
Очевидными и существенными недостатками аналогов и прототипа являются высокие удельные затраты рабочего времени и расходы рабочего агента на процесс разрушения пород на забое, на формирование восходящего потока бурового шлама и на выполнение спуско-подъемных операций устройства от устья к забою и обратно. Эти технологические недостатки вызваны несовершенной, исходя из современных требований горной промышленности, конструкцией устройства.
Технической задачей и положительным результатом заявляемого устройства является существенная модернизация и усовершенствование агрегатов и устройств технического комплекса для увеличения его производительности при проходке осадочных горных пород, повышения эффективности использования его рабочего оборудования за счет сокращения удельных расходов энергии на процесс разрушения пород и на удаление бурового шлама.
Указанная задача и эффективность достигаются за счет того, что технический комплекс для проходки осадочных горных пород, содержит оборудование устья скважины, превентор, спуско-подъемный агрегат, бурильный аппарат, при этом техкомплекс снабжен набором модульных блоков, размещенных в едином полом корпусе автономного бурового аппарата, в качестве модульных блоков использованы термогазогенераторы, оснащенные общим источником газовырабатывающих компонентов и - общим вытесняющим устройством для термогазогенераторов и источника газовырабатывающих компонентов, рабочие пространства термогазогенераторов соединены с основным забойным рабочим органом, оснащенным механическими и струйными насадками, а также соединены с дополнительным газоструйным рабочим органом, установленным на корпусе бурового аппарата, при этом каждый термогазогенератор оснащен двумя камерами нагрева и расхода рабочего агента.
На фиг.1 изображен общий вид описываемого техкомплекса;
На фиг.2 - общий вид бурового агрегата;
На фиг.3 - узел А на фиг.1; На фиг.4 - узел Б на фиг.1.
Техкомплекс содержит наземное и скважинное оборудование, в котором бурильный агрегат выполнен в виде энергетически автономного аппарата, в его едином корпусе 1 размещены модульные блоки, в качестве которых разработаны устройства для получения рабочих агентов: термогазогенераторы 2 и 3, оснащенные одним общим источником 4 топливных химических компонентов и единым газовытесняющим устройством 5, размещенными между термогазогенераторами, рабочие камеры которых соединены с устройствами расхода парогазовой композиционной смеси, выполненными в виде породоразрушающего рабочего органа 6 с газоструйными 7, 8 и механическими 9 насадками, и в виде дополнительного рабочего органа 10 с газоструйными насадками 11, предназначенными для создания восходящего потока бурового шлама, а также для подачи бурового агрегата к забою 12 и - к устью скважины 13. Генераторы 2 и 3 снабжены двумя камерами 14 и 15, инициатором 16 нагрева смеси и ее термохимического разложения. Агрегат является универсальным буровым аппаратом для проходки различных пород.
Работа техкомплекса осуществляется следующим образом. С помощью ПТО-19 буровой аппарат 1 спускают на забой 12 скважины, включают его газогенераторы 2 и 3 и с помощью газоструйных насадок 7 и 8, а также - механических насадок 9 ведут разрушение породы на забое и удаление ее из зоны забоя отходящим потоком газообразного рабочего агента; включением в работу дополнительных насадок 11 упрочняют стенки скважины и создают восходящий поток бурового шлама к устью скважины 13. Существенная эффективность процесса проходки пород достигается включением в работу двух камер 14 и 15 бурового агрегата и его обоих генераторов 2 и 3, позволяющих увеличить производительность на 22-25% и повысить эффективность процесса проходки в 1,20 раза по сравнению с базовым буровым аналогичным агрегатом за счет снижения удельных энергетических затрат.