Электрогидроимпульсный бур

(51) 21 4/12 (2006.01) 21 7/08 (2006.01) 21 37/18 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ кумуляции энергии электрогидравлического удара на небольшом участке в забое скважины. Технический результат достигается тем, что устройство для бурения скважин для установки теплообменных аппаратов содержит генератор импульсного тока с источником питания и связанные с ним кабели-электроды электрогидроимпульсного бура, один из которых имеет оголенную жилу. Внутренняя часть бура выполнена в виде параболоида, изготовленного из стали,который обеспечивает,вследствие кумулятивного эффекта, повышение силы ударной волны. При электровзрыве энергия ударной волны распространяется во все стороны изотропно, а с помощью параболоидного отражателя она может концентрироваться в одном преимущественном направлении. Опыт показал, что с помощью параболоидных отражателей можно получить кумулятивное усиление мощности ударной волны. Наибольшая эффективность была зафиксирована при расположении кабеля-электрода между фокусом и двойным фокусом параболоидного отражателя.(72) Кусаиынов Каппас Нусупбеков Бекболат Рахишевич Шуюшбаева Нургуль Найзабековна Турдыбеков Калкаман Мубаракович Ахмадиев Бектурсын Айтжанович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Карагандинский государственный университет им. академика Е. А. Букетова Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин электрогидроимпульсным способом и может найти применение при бурении стволов и скважин,разрушении и измельчении горных пород. Была поставлена задача на повышение концентрации энергии электрогидроимпульсного удара, придание направленности и усиление значения давления, а также осуществление Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин электрогидроимпульсным способом и может найти применение при бурении стволов и скважин, разрушении и измельчении горных пород. Электрогидроимпульсный бур состоит из корпуса бура 1, буровой коронки 2,центрального кабеля-электрода 3, каналов 4 и 5 для подачи промывочной жидкости, отверстия в коронке бура для выхода газов 6 и зубцов коронки 7(фиг.1). Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин электрогидроимпульсным способом с промывкой электропроводящими и электроизоляционными жидкостями. Изобретение может найти применение при бурении скважин для теплообменников при извлечении теплоты грунта,где необходимо создание высоких давлений или направленного движения текущей среды. Известен электроимпульсный бур (Патент РФ 730029, МПК 5 Е 21 С 37/18, опубл.30.10.93 г.,бюл. 39-40), позволяющий вести бурение скважин не только с использованием электроизоляционных,но и электропроводящих промывочных жидкостей,который состоит из полого заземленного корпуса, в котором закреплен изолированный высоковольтный токопровод. Токопровод соединен с изолированными высоковольтными электродами,расположенными внутри наружной коронки. Разрушение горной породы происходит при подаче в корпус промывочной жидкости и подаче на токопровод импульсов высокого напряжения. При этом бур вращают или перемещают по разрушаемой поверхности. Основным недостатком данного бура является сравнительно низкая эффективность бурения,которая связана с тем, что при постоянном вращении электродов по забою скважины,электрический разряд частично внедряется в горную породу или совсем не внедряется, что и приводит повышению энергозатрат при электроимпульсном разрушении. Известен снаряд для бурения электрическими импульсными разрядами,состоящий из последовательно соединенных колонн бурильных труб и бурового наконечника, в котором источник высоковольтных импульсов расположен непосредственно в буровом снаряде, и импульсы подаются с определенной частотой (патент 2351762, МПК Е 21 С 37/18, 2006). В данном снаряде осуществлены не все возможности для усиления электрогидравлического удара, при котором создаются условия для повышения концентрации энергии давления гидравлического удара на породу в забое. Прототипом предлагаемого изобретения является устройство для бурения скважин щелеобразной формы высоковольтными импульсными разрядами с обратной внутренней промывкой (А.с.730033,МПК 5 Е 21 С 37/18, 1993), которое содержит высоковольтную и заземленную системы,закрепленные на изоляционном корпусе, имеющем в центральной части канал для выноса шлама, а в боковых частях - каналы для подачи промывочной 2 жидкости на забой скважины призабойная часть корпуса выполнена клинообразной,а прикрепленные к корпусу электроды имеют форму пластинчатых параллельных клиньев. Недостатком прототипа является отсутствие возможности фокусировки энергии разрядов, так как в устройстве конструктивно не предусмотрено управление направленностью действий электрогидравлических ударов. Была поставлена задача на повышение концентрации энергии электрогидравлического удара, придание направленности и усиление значения давления, а также осуществление кумуляции энергии электрогидравлического удара на небольшом участке в забое скважины. Технический результат достигается тем, что устройство для бурения скважин для установки теплообменных аппаратов содержит генератор импульсного тока с источником питания и связанные с ним кабели-электроды электрогидроимпульсного бура, один из которых имеет оголенную жилу. Внутренняя часть бура выполнена в виде параболоида, изготовленного из стали,который обеспечивает вследствие кумулятивного эффекта, повышение силы ударной волны. При электровзрыве энергия ударной волны распространяется во все стороны, изотропно, а с помощью параболоидного отражателя она может концентрироваться в одном преимущественном направлении. Наибольшая эффективность была зафиксирована при расположении кабеля-электрода между фокусом и двойным фокусом параболоидного отражателя. Установка работает следующим образом. Импульсный конденсатор заряжается от высоковольтного генератора,питаемого из регулируемого источника тока. При достижении заданного напряжения происходит пробой разрядника и вся запасенная энергия в конденсаторе через кабель-электрод передается в рабочий промежуток электрогидроимпульсного бура. Происходит импульсный электрический разряд в жидкости, являющийся источникам мощных механических ударных волн, которые отражаясь от параболоидной поверхности внутренней части бура,сфокусировано воздействуют на обрабатываемую горную породу, тем самым разрушая ее на мелкие куски. Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата выражается в концентрации энергии электрогидравлического удара,придании направленности и усилении значения давления, в осуществлении кумуляции энергии электрогидравлического удара на небольшом участке в забое скважины. Это свидетельствует о том, что заявляемое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможности реализации с использованием существующих современных технологий. Применение предлагаемого устройства с параболоидным отражателем,фокусирующего электрогидравлический удар, направленный в сторону разрушающего материала, позволяет сократить потери энергии и увеличить буримость в каменистом грунте. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электрогидроимпульсный бур для бурения скважин содержащий корпус бура, канал для подачи промывочной жидкости, отличающийся тем, что внутренняя часть бура изготовлена в виде параболоидного отражателя, а рабочая точка кабеляэлектрода расположена между фокусом и двойным фокусом параболоидного отражателя.