E - Fixed Constructions – 21 – B
Patent
E - Fixed Constructions
21
B
E21B 7/00 (2006.01) E21B 7/14 (2006.01)
Patent
CA 2532314
The major field of application of drilling in ice is polar research with through-bores in floating ice for examining the lower surface of the ice, the water below it and the bottom of the sea. Melt drill heads or wash drill heads operating with hot water are used for heat drilling which, however, can only wash out bore hole diameters in the range of he diameter of the drill and. Therefore, render the lowering and hoisting of drills and measuring apparatus very difficult. For forming uniform and large bore diameters the method in accordance with the invention, therefore, provides a combination of the melt drill and the wash drill, wash drilling taking place in the radial plane of the bore hole, and for this purpose uses a melt-wash drill head (1) which at its top is provided with a water inlet (2), a hemispherical melt section (3) below and a narrow azimuthally circumferential annular gap (5) connected by large surfaces with the water inlet (2), through which gap (5) the hot water (4) is guided against the wall (7) of the bore hole and deflected upwardly so that a smooth surface (14) of the bore hole and a constant bore hole diameter (15) result. The melt-wash drill head (1) closes a pilot bore hole (9) with a film (12) of melt water to prevent cold sea water from being sucked in at the end of the main bore hole (19).
Le principal domaine d'application du forage de trous dans la glace est la recherche polaire avec le perçage de la glace flottante pour analyser la face inférieure de la glace, l'eau sous-jacente et le fond marin. Actuellement, on utilise pour le forage thermique des têtes de forage thermique ou des têtes de forage hydraulique fonctionnant à l'eau chaude. Or ces têtes de forage ne permettent de creuser des trous que d'un diamètre correspondant au diamètre du foret, ce qui complique beaucoup le détachement et la récupération des forets et appareils de mesure. Le procédé selon l'invention vise donc à obtenir un diamètre de forage grand et régulier. Pour ce faire, on combine le forage thermique au forage hydraulique, le forage hydraulique s'effectuant dans le plan radial du trou de forage, et on utilise, de préférence, une tête de forage thermique-hydraulique (1) qui présente, dans sa partie supérieure, une entrée d'eau axiale (2) et, sous une zone de fusion (3) hémisphérique et au-dessus de cette zone de fusion (3), une étroite fente annulaire (5). Cette fente annulaire est reliée sur une grande surface à l'entrée d'eau (2) et s'étend sur la périphérie azimutale. Cette fente annulaire permet de dévier l'eau chaude (4) pour la diriger vers la paroi (7) du trou et vers le haut, ce qui permet d'obtenir un trou de surface lisse (14) et d'un diamètre (15) constant. La tête de forage thermique-hydraulique (1) ferme un prétrou (9) par un film d'eau de fonte de glace (12), ce qui permet d'éviter l'aspiration de l'eau de mer froide à l'extrémité du trou principal (19).
Smart & Biggar
Stiftung Alfred-Wegener-Institut Fuer Polar-Und Meeresforschung
LandOfFree
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