Проходческое устройство для образования скважин в грунте

Патент 659693

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1п,659693

ОП ИСАН И Е

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕйЬСТВУ

Сан>э Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву _#_ 597782 (22) Заявлено 11.10.76 (21) 2411927/29-03 (51) М Клг

Е 02Г 5/18

Е 21С 37/12 с присоединением заявки № (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 по делам изобретений н открытий (53) УД1(621.643.2:

:624.13 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Минаев и А. Ф. Ренкель

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина (71) Заявитель (54) ПРОХОДЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ

СКВА)КИН В ГРУНТЕ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области строительства и может быть применено при бестраншейном сооружении газотоннелепроводов в уплотняемых грунтах.

По основному авт. св. известно проходческое устройство для образования скважин в грунтах. Оно содер>кит корпус, в передней части которого установлен рабочий орган с расположенными в его полости поршнями с ограничителями их движения, образующими совместно с последними камеры поочередного взрывания, в стенках которых выполнены каналы для подвода рабочего агента и вывода отработанных газов.

Недостатком устройства является относительно малая мощность.

Целью изобретения является повышение ударной мощности путем увеличения кинетической энергии поршней.

Для достижения поставленной цели в теле поршней проходческого устройства выполнены каналы, в каждом из которых установлены прямой и обратный клапаны.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Проходческое устройство состоит из конусообразного рабочего органа 1, средней части 2, одной или нескольких, и хвостовой части 3, жестко соединенных между собой болтами 4 или другими аналогичными соединениями.

Устройство содержит канал 5 для ввода газовоздушной смеси через обратные клапаны 6 и тангенциальные каналы 7 отвода продуктов взрыва на боковую поверхность корпуса через подпорные клапаны 8.

Хвостовая часть 3 корпуса имеет канал 9 для кабеля 10, инициатор 11 взрыва (элек10 трозапальная свеча), канал 12 для вывода продуктов взрыва и реактивные сопла 13 с запирающим механизмом, включающим крышку 14 с направляющей 15 и пружиной 16.

15 В полости рабочего органа установлены поршни 17 и 18 (количество поршней может варьироваться) с уплотнптельHûìll кольцами 19. B теле поршней выполнены нарезные каналы 20, в каждом из которых ус20 тановлены прямой 21 и обратный 22 клапаны.

В стенках выполнены ограничители 23 движения поршней. Задняя стенка 24 конусообразного рабочсго органа 1 имеет гер25 метичную крышку 25, через которую возможен доступ к системам пространственной ориентации устройства и механизму образования лидирующей выраоотки (Hc показаны).

30 Проходческое устройство снабжено бло659693

40 ком 26 управления и контроля, блоком 27 зажигания и блоком 28 наполнения, к которому подводят газ и воздух.

Поршни 17 и 18 и ограничители 23 образуют со стенками камеры А, В и С.

Устройство работает следующим образом.

По каналу 5 через обратные клапаны 6 в камеры А, В и С подают блоком 28 наполнения газ (метан), затем сжатый воздух.

Давление газа и воздуха задается блоком

26 управления и определяется из условий полного сгорания газа.

Метано-воздушную смесь поджигают в камере А инициатором 11 взрыва, соединенным кабелем 10 с блоком 27 зажигания, получающим команду от блока 26 управления. Взрыв быстро и плавно повышает начальное давление газовоздушной смеси (примерно в 10 раз).

При достижении необходимой величины давления в камере А поршень 17 разгоняется до определенной скорости, а крышка 14 запирающего механизма перемещается по направляющей 15, сжимая пружину 16.

Часть продуктов сгорания, истекая через реактивные сопла 13, гасит реактивную силу.

При достижении в камере А заданного давления и поршнем 17 заданной скорости открывается прямой клапан 21 поршня 17, Пламя из камеры A врывается в канал 20 и, двигаясь вдоль него, разгоняется. При этом в канале 20 нормальное горение переходит в детонационное и, когда фронт пламени открывает обратный клапан 22 и врывается в камеру В, ударная волна сжимает газовоздушную смесь в камере В до высокого давления и раскаляет ее, В результате следует детонация, резко увеличивающая

30 начальное давление газовоздушной смеси (примерно в 50 раз).

При детонационном взрыве смеси в камере В обратные клапаны 22 закрывают каналы 20, поршень 17 останавливается и передает накопленную им кинетическую энергию второму поршню 18. Разогнавшийся поршень 18 при детонации горючей смеси в камере С останавливается и передает свою кинетическую энергию задней стенке 24 рабочего органа 1, который концентрирует всю энергию и осуществляет прокол путем радиального уплотнения грунта.

Продукты взрыва выводят из камер посредством тангенциальных каналов 7 через клапаны 8, что способствует термообработке внутренней поверхности образуемой скважины.

За время перемещения поршней 17 и 18 в исходное положение за счет создания перепада давлений воздуха в камерах А, В и С, подаваемого блоком 28 наполнения, через подпорные клапаны 8 осуществляют продувку камер.

Давление в камерах А, В и С зависит от настройки клапанов 8.

Затем блоком 28 наполнения подают новые порции газовоздушной смеси в камеры

А, В и С. Проходческое устройство подготовлено к следующему рабочему циклу.

Формула изобретения

Проходческое устройство для образования скважин в грунте по авт. св. Хо 597782, отличающееся тем, что, с целью повышения ударной мощности устройства путем увеличения кинетической энергии поршней, в теле поршней выполнены каналы, в каждом из которых установлены прямой и обратный клапаны.

659693

7В го

6 в

2В

Составитель В. Макаева

Редактор Г. Прусова

Корректор Т. Добровольская

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 833/9 Изд. № 317 Тираж 779 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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