Устройство для термомеханического бурения

Устройство для термомеханического бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.05.80 (21) 2928345/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 15.02.82 (51) М.К .

Е21 В 7jl4

Государственный комитет (53) УДК 622.243..94 (088.8) по делам изобретений н открытий

Д. В. Чесноков, В. М. Кононов, С. А. Самохин, А. И. Тихонов и А. М. Челышев (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного трайспорта(7l ) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к устройству для термомеханического бурения скважин в крепких породах путем воздействия высокотемпературных газовых струй и ударных нагрузок.

Известно устройство для термомеханического бурения, имеющее ударное долото, в котором выполнена камера сгорания с сопловым отверстием, и взаимодействующий с хвостовиком долота пневматический ударный механизм, при этом хвостовик долота установлен подвижно в корпусе так, что обеспечивается избирательная работа камеры сгорания или пневматического ударного механизма путем регулирования им количества сжатого воздуха, подаваемого в камеру сгорания и пневматический ударный механизм (1).

Однако конструкция этого устройства оказывается достаточно сложной в результате использования комбинации огнеструйной горелки и ударного механизма.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является устройство для термомеханического бурения, включающее буровую штангу и соединенную с ней огнеструйную горелку, имеющую смесительную камеру с магистралями подвода горючего и окислителя и сообщаемую с ней посредством клапана камеру сгорания с аксиально подвижной сопловой крышкой, жестко связанной с кольцевой буровой коронкой (2).

В этом устройстве для возврата коронки после удара в исходное положение служит пружина, располагаемая снаружи корпуса огнеструйной горелки. В то же время при совершении коронкой рабочего хода для

t0 удара пружина сжимается, что приводит к непроизводительной затрате энергии взрыва топливной смеси в камере сгорания и к снижению энергии удара коронки.

Цель изобретения — повышение энергии удара коронки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленным на штанге электромагнитом, сердечник которого связан с коронкой гибким элементом, расположенным внутри штанги.

20 На фиг. 1 изображено устройство для термомеханического бурения, общий вид; на фиг. 2 — огнеструйная горелка устройства, продольный разрез.

9054

1о зо зо зз ао

Устройство для термомеханического бурения скважин содержит буровую штангу 1 (фиг. 1) и соединенную с ней огнеструйную горелку 2. На штанге 1 закреплен электромагнит 3, сердечник 4 которого связан гибким элементом 5, например тросиком, с кольцевой буровой коронкой 6. Последняя является сопловой крышкой горелки 2 и имеет возможность осевого перемещения относительно буровой штанги 1 и горелки 2. В корпусе горелки 2 выполнены кольцевая камера 7 (фиг. 2) сгорания, имеющая систему подачи в нее бензовоздушной смеси.

Она состоит из форсунки 8 с каналом 9, смесительной камеры 10 с каналом 11 для подачи воздуха, клапанов 12 и пламезащитного кольца 13. Для воспламенения бензовоздушной смеси в кольцевой камере 7 служит свеча 14 зажигания, смонтированная в запальной трубке 15, сообщенной с кольцевой камерой 7 сгорания. Каналы 16 предназначены для охлаждения корпуса горелки 2, а жестко скрепленные с ней направляющие упоры 17 — для размещения устройства на забое скважины 18. Устройство включает систему для подачи хладоагента на забой, состоящую из трубопровода 19, форсунки 20 для разбрызгивания воды в полости 21 водяного патрубка 22 и воздушного канала 23 для распыливания воды.

Для дополнительного охлаждения кольцевой коронки 6 воздушно-водяной смесью предусмотрен патрубок 24, связанный с тросиком 5.

Устройство работает следующим образом.

Подают электрический ток на обмотку электромагнита 3. Его сердечник 4 втягивается и перемещает вверх с помощью тросика 5 кольцевую коронку 6 в положение, как это показано на фиг. 2. После этого горючее, поступившее по каналу 9 и распыленное форсункой 8, смешивается с воздухом в камере 10, и образующаяся бензовоздушная смесь через клапаны 12 и пламезащитное кольцо 13 поступает в камеру 7 сгорания, а также в запальную трубку 15.

Далее отключается подача электрического тока на катушку электромагнита 3 и одно13

4 временно подается электрический разряд на свечу 14, которая инициирует взрыв бензовоздушной смеси в камере 7 сгорания.

Под действием давления взрыва в камере 7 кольцевая коронка 6 перемещается вниз, ударяя по забою скважины 18. Затем высокотемпературные продукты взрыва в образовавшееся сопло истекают на забой, нагревая его. Затем снова подают ток на электромагнит 3, сердечник 4 втягивается, приподнимая коронку 6, и цикл повторяется.

В процессе работы по трубопроводу 19 не. прерывно подается вода и разбрызгивается форсункой 20, а воздухом, поступающим по каналу 23, она распыляется. Образовавшаяся воздушно-водяная смесь направляется водяным патрубком 22 через кольцевую коронку 6 на забой скважины, охлаждая его. Таким образом, забой скважины подвергается комбинированному воздействию: нагреву высокотемпературными газами, охлаждению воздушно-водяной смесью и ударной коронки.

Формула изобретения

Устройство для термомеханического бурения, включающее буровую штангу и соединенную с ней огнеструйную горелку, имеющую смесительную камеру с магистралями подвода горючего и окислителя и сообщаемую с ней посредством клапана камеру сгорания с аксиально подвижной сопловой крышкой, жестко связанной с кольцевой буровой коронкой, отличающееся тем, что, с целью повышения энергии удара коронки, оно снабжено установленным на штанге электромагнитом, сердечник которого связан с коронкой гибким элементом, расположенным внутри штанги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Великий М. И. и др. Техника бурения скважин комбинированными способами.

M., «Наука», 1977, с. 22, рис. 4 б.

2. Авторское свидетельство СССР № 473012, кл. Е 21 В 7/14, 1974.

9054I3

Составитель О. Серегина

Редактор Н. Воловик Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Заказ 312/44 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4