Для поиска подземных источников воды и добычи полезных ископаемых используется технология бурения, известная еще в XIX веке. Проблема в том, что все доступные месторождения или источники, для открытия которых требовалась только скважина, в абсолютном большинстве уже освоены или исчерпаны. Сегодня месторождения приходится открывать в сложных, сыпучих грунтах, в неустойчивых породах, в мировом океане, поэтому сам процесс бурения стал намного сложнее — нужно одновременно продвигаться вглубь породы, укреплять стенки скважины и страховать буровой инструмент от повреждений. В буквальном смысле, бурить и защищать.
Патент недели: новый способ бурения скважин
Редакция ПМ

При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности («Роспатента») мы решили ввести на сайте рубрику «Патент недели». Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.

Патент: 2693371

Авторы: Евгений Торопов, Андрей Шабалин, Алексей Яковлев

Патентообладатель: Центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин»

Подобную задачу — совершенствование технологии бурения с учетом требований безопасности, снижения экономических издержек и сокращения времени на строительство скважин — уже пытались решать отечественные и иностранные конструкторы. Однако, способы, известные на сегодняшний день, всегда допускали, например, уменьшение диаметра скважины по мере продвижения вглубь породы, усложнение процесса строительства из-за появления новых этапов, дорогие технологические операции. Материал, который использовался для укрепления стенок скважины, препятствовал замене буровой колонки, существовал риск скручивания буровой трубы… В одном из близких по теме американских патентов техническое решение не предусматривало механизма армирования защитной трубы, а также не обеспечивало непрерывности процесса бурения.

Российские инженеры предложили окружить буровой механизм защитной трубой. При этом, труба внутри которой вращается бур, формируется, армируется и продвигается вглубь породы фактически одновременно с продвижением бура, не позволяя обломкам породы попасть внутрь бурового механизма и предохраняя его от неустойчивости грунта, если речь, например, идет о песчаной пустыне или насыщенной подземными водами породе!

Еще одно достоинство технологии — разделение зоны приема бурового раствора, содержащего обломки породы, и зоны подачи формовочного материала с помощью защитных экранов. Это исключает риск загрязнения формовочного материала, из которого создается защитная труба, обломками отработанной породы, и риск нарушения технологии армирования трубы. Причем, армирование, согласно предложенному техническому решению, можно будет проводить с помощью 3D-принтера, печатающего внутренний каркас защитного кожуха.

Технические детали предложенного решения — в опубликованном патенте.