Устройство для образования направленных трещин в скважинах

Устройство для образования направленных трещин в скважинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к разрушению горных пород и м.б. использовано для отделения горной породы от массивов, раскалывания негабаритов, добычи и обработки строительного к амня. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет образования трещин в костях, перпе1щикулярных продольной оси скважины (С) на различных уровнях по ее длине. Цилиндрический корпус 9 устройства установлен с зацеплением типа винт - гайка с полым штоком (Ш) 1, выполненным в виде стакана с коническим кольцевым буртом в основании и радиально расположенными сквозными отверстиями 2. Корпус 9 и Ш 1 имеют соответственно рукоятки 10 и 11. Внутри Ш 1 перемещается поршень 3, взаимодействующий с винтом 4, имеющим рукоятку 5. На Ш 1 между буртом и обращенным к нему торцом корпуса 9 насажены выполненные из эластичного материала кольцевые распорные элементы (РЭ) 7. В продольном сечении РЭ 7 имеют форму равнобедренной трапеции, прилегающей меньшим основанием к Ш 1. Отверстия 2 Ш 1 расположены между РЭ 7. С торцов РЭ 7 зажаты коническими кольцами 8, взаимодействующими с торцом корпуса 9. Заполненное высоковязкой жидкостью уст-во опускают в С и с помощью рукояток 10 и 11 сжимают кольца 8. При этом РЭ 7 вьщавливаются между стенками С и устройством. Вращением рукоятки 5 перемещают поршень 3 в сторону отверстий 2, вьодавливая через них жидкость до образования в стенках С трещины. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. с (Л 00 4: о: 00 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5!) 4 F. 21 С 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь, ; В 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4069647/22-03 (22) 22.05.86 (46) 23.10.87. Бюл. ¹ 39 (71) Институт горного дела

СО АН СССР (72) Н.Г.Кю, О.И.Чернов, И.В.Шабалин и Л.Н.Шепелев (53) 622.231.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 370340, кл. Е 21 С 37/04, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 964140, кл. Е 21 С 37/04, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ ТРЕЩИН В СКВАЖИНАХ (57) Изобретение относится к разрушению горных пород и м.б. использовано для отделения горной породы от массивов, раскалывания негабаритов, добычи и обработки строительного камня. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства sa счет образования трещин в плоскостях, перпендикулярных продольной оси скважины (С) на различных уровнях по ее длине. Цилиндрический корпус 9 устройства установлен с зацеплением типа винт — гайка с полым што„„SU„„1346783 А1 ком (Ш) l, выполненным в виде стакана с коническим кольцевым буртом в основании и радиально расположенными сквозными отверстиями 2. Корпус 9 и Ш 1 имеют соответственно рукоятки

10 и ll. Внутри Ш 1 перемещается поршень 3, взаимодействующий с винтом 4, имеющим рукоятку 5. На Ш 1 между буртом и обращенным к нему торцом корпуса 9 насажены выполненные из эластичного материала кольцевые распорные элементы (РЭ) 7. В продольном сечении РЭ 7 имеют форму равнобедренной трапеции, прилегающей меньшим основанием к Ш l. Отверстия 2

Ш 1 расположены между РЭ 7. С торцов

РЭ 7 зажаты коническими кольцами 8, взаимодействующими с торцом корпуса

9. Заполненное высоковязкой жидкостью уст-во опускают в С и с помощью рукояток 10 и ll сжимают кольца 8.

При этом РЭ 7 выдавливаются между стенками С и устройством. Вращением рукоятки 5 перемещают поршень 3 в сторону отверстий 2, выдавливая через них жидкость до образования в стенках С трещины. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1346783 2

Изобретение относится к раэруше= нию горных пород и может быть использовано для образования направленных трещин в скважинах с целью отделения горной породы от массивов, раскалывания негабаритов, добычи и обработки строительного камня.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства за счет образования трещин в плоскостях, перпендикулярных продольной оси скважины на различных уровнях по ее длине.

На чертеже представлено устройство в скважине, продольный разрез.

Устройство состоит из полого штока 1 в виде стакана с коническим . кольцевым буртом в основании и радиально расположенными сквозными отверстиями 2. Внутри корпуса перемещается поршень 3, взаимодействующий с винтом 4, имеющим рукоятку 5, образующие систему нагнетания жидкости под давлением в полости штока. Винт

4 находится в зацеплении с гайкой 6, закрепленной на штоке 1. На штоке насажены по крайней мере два кольцевых распорных элемента 7 с торцов, зажатых коническими кольцами 8, которые взаимодействуют с торцом цилиндрического корпуса 9, насаженного на шток и имеющего с ним зацепление типа винт — гайка, т.е. с узлом навинчивания корпуса на шток. Для удобства взаимного вращения корпус имеет рукоятку 10 а шток — рукоятку 11, закрепленную на гайке 6. Элементы 7 выполнены из эластичного материала (резины). Для удобства эксплуатации устройства рукоятки 5, 10 и 11 могут свободно выниматься из отверстий, в которые они вставляются. Отверстия 2 расположены между кольцевыми распорными элементами.

Каждый кольцевой распорный элемент в продольном сечении имеет форму равнобедренной трапеции, прилегающей меньшим основанием к штоку.

Кольца 8 в виде усеченных конусов насажены на полый шток попарно между кольцевыми распорными элементами и прилегают наружными наклонными поверхностями к соответствующим наклонным поверхностям этих элементов.

Устройство работает следующим образом.

Устройство заполняют высоковязкой жидкостью и опускают в скважину или

55 водныи раствор глины.

Принцип устройства основан на концентрации давлении жидкости на горную породу в узкой полосе между коническими кольцами, что при данном варианте устройства приводит к образованию трещины, перпендикулярной скважине. Жидкость здесь выступает в роли и гидроклина и энергоносителя. Прижатием кольцевых герметиэатошпур на требуемую глубину. С помощью рукояток 10 и 11 вращают корпус 9 относительно штока 1 таким образом, чтобы корпус 9 перемещался в сторону

5 кольцевого конического бурта в основании корпуса. В результате такого перемещения корпуса 9 сжимаются конические кольца 8, выдавливая к стенам скважины кольцевые элементы 7, тем самым герметизируя пространство между стенками скважины и устройством. Затем вращением рукоятки 5 перемещают поршень 3 в сторону отверстий 2, выдавливая через них жидкость, которая, раздвигая конические кольца 8, еще сильнее прижимает коль. цевые элементы 7 к стенкам скважины и воздействует на горную породу. При достижении давлением жидкости предельной прочности горной породы на растяжения в стенках скважины появляется начальная трещина. Дальнейшее развитие этой трещины происходит под

25 действием проникающей в ее полость жидкости под давлением. Размер трещины определяется количеством поданной в нее жидкости, что зависит от числа оборотов винта 4 или расстояния, на которое перемещается поршень 3. Если устройство используется для разрушения блоков горных пород, TO жидкость подается в трещину до тех пор, пока блок не расколится на две части. По35 дав в трещину требуемый объем жидкости, вращением рукоятки 5 перемещают поршень 3 в сторону от отверстий 2, сбрасывая тем самым давление жидкости. Затем вращением рукоятки 1О осуществляют разгерметизацию пространства между стенками скважины и устройством и последнее извлекают из скважины. Жидкость для заполнения устройства должна обладать возможно большей вязкостью для того, чтобы

45 жидкость не выходила на боковую поверхность блока до его разрушения на отдельные части. В качестве вязкой жидкости можно испольэовать густой

1346783 чивания корпуса на шток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет образования трещин в плоскостях, перпендикулярных продольной оси скважины на различных уровнях по ее длине, устройство снабжено системой нагнетания

15 формула и з обретения

Составитель О.Попов

Техред А.Кравчук Корректор А.Ильин

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 5105/32

Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ров к стенкам скважины обеспечивается едннство устройства и горной породы. В этом случае щель, образованная коническими кольцами, выступает в качестве концентратора напряжения, обеспечивающего ориентированный разрыв горной породы через скважину.

Вместо поршня с винтом можно использовать высоконапорный насос. Однако предлагаемый вариант устройства существенно облегчает его эксплуатацию в условиях подземного производства, ибо оно имеет относительно небольшой вес и не требует соблюдения особых мер искровзрывобезопасности.

1. Устройство для образования направленных трещин в скважинах, включающее цилиндрический корпус с расположенным внутри него на резьбе полым штоком с кольцевым буртом, коль- 25 цевые распорные элементы иэ эластичного материала, последовательно насаженные на шток между кольцевым буртом и обращенным к нему торцом цилиндрического корпуса, узел навинжидкости под давлением в полость штока, а в штоке выполнены сквозные радиальные отверстия, расположенные между кольцевыми распорными элементами.

2» Устройство по и.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый кольцевой распорный элемент в продольном сечении имеет форму равнобедренной трапеции, прилегающей меньшим основанием к штоку.

3. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено кольцами в виде усеченных конусов, насаженных на полый шток попарно между кольцевыми распорными элементами и прилегающих наружными наклонными поверхностями к соответствующим наклонным поверхностям этих элементов.