Устройство для подачи пены в скважину

Устройство для подачи пены в скважину

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 070580 (21) 2921787 22 03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2310.82. бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 231082

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)968322

/$1)M К з

Е 21 В 21/14

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

tS3)УДК 622.243.. 444 (088. 8) В.A. Матренин, В.К. Волобуев, И.Б. Катанов, И.Х. Ыаф, В.И. Белов, Ю.A. Садовец и О.Н. Вер (72) Авторы изобретения

Кузнецкий филиал Научно-исследовательского и конструкторского института по добыче полезных открытым способом и Производственное объедине по добыче угля "Кемеровоуголь" (71) заяви тели (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ПЕНЫ В СКВАЖИНУ

Изобретение относится к области горных Работ и строительства и может быть использовано для удаления воды, скопившейся во взрывных скважинах, а также для BoccTct»QBJIBHHH глубины взрывных скважин, сильно засоренных буровым шламом, перед размещением в них зарядов взрывчатых веществ.

Известна система промывки буровой машины, которая содержит водяной »асос, компрессор, гидравлический емеситель с трубопроводами для подвода сжатого воздуха и воды, редукционный клапан, установленный на тр;бопроводе для подачи сжатого воздуха, и обратный клапан, установленный на трубопроводе для подачи воды (1).

Недостатками системы проь.нвки буровой машины являются необходимость применения компрессоров большой производительности и резкое уменьшение производительности системы промывки для увеличения диаметра скважины.

Это обусловлено тем, что удаление води и шлама иэ скважины осуществляется воздухом, подъемная сила которого пропорциональна квадрату скорости его движения по скважине.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для подачи пены в скважину, содержащее смесительное устройство с трубопроводами для подвода сжатого воздуха, пенообразующей жидкости и подачи пены в скважину, компрессор, лозировочный насос, выполненный в виде пневмогидропреобразователя, являющийся одновременно аккумулятором сжатого воздуха и пенообразующей жидкости, с трубопроводами для подвода и отвода сжатого воздуха и пенообразующей жидкости, редукцион»ые клапаны, установленные на трубопроводах для подвода и отвода сжатого воздуха (2).

Недостатками известного устройства являются низкая производительность по выдаче води и шлама иэ скважины.

Это обусловлено тем, что удаление воды и шлама из скважины осуществляется пеной, на генерацию которой расходуется большое количество воздуха и пенообразующей жидкости, а также низкое качество очистки скважины изза невозможности выноса крупных частиц шлама скоростным потоком пены.

Целью изобретения является улуч- шение очистки скважины пр» одновременном увеличении производительности устройства.

968322

Указанная цель обеспечивается тем, что устройство снабжено воэдухосбор- ником, соединенным с компрессором и продувочным трубопроводом через продувочный кран с трубопроводом подачи пены, емкостью для пенообразующей 5

Г дкости, соединенной трубопроводом доэировочным насосом, краном подачи пены, установленным на .трубопроводе для подвода сжатого воздуха в смесительное устройство, продувочным 10 краном, установленным на продувочном трубопроводе, причем продувочный кран выполнен н виде полого корпуса с патрубком, разделенного подпружиненной мембраной на две полости, од- 15 на из которых сообщена с трубопроводом для подачи сжатого воздуха и внутри. которой располох<ен патрубок, перекрытый мембраной и сообщающийся с трубопроводом для подачи пены в скважину, а другая полость сообщена иереэ концевой клапан с трубопроводом для подачи сжатого воздуха, при этом дозировочный насос выполнен в виде цилиндра с подпружиненным поршнем со штоком, надпоршневая полость которого сообщена с трубопроводом для подачи сжатого воздуха, подпоршневая - трубопроводами с обратными клапанами с емкостью для пенообразующей жидкости и со смесителем, а штоки установлены с возможностью взаимодействия с концевым клапаном для сообщения трубопровода с атмосферой.

На чертеже изображена пневмогид- З5 равлическая схема устройства.

Устройство содержит смеситель 1, соединенный трубопроводом 2 для подачи сжатого воздуха с ноздухосборником 3, сообщающимся с компрессо- 40 ром 4. В трубопроводе 2 смонтированы редукционный клапан 5 и кран б подачи пены. Смеситель 1 так>хе сообщен трубопроводом 7 для подачи пены со скважиной 8 и трубопроводом 45

9 для подачи пенообразующей ><идкости с дозироночным насосом 10 и емкостью 11 для пенообразующей жидкости. В трубопроводе 9 смонтированы обратные клапаны 12 и 13.

Доэироночный насос 10 выполнен в виде цилиндра с поршнем 14 со штоком 15, который подпружинан пружиной

16. Полость 17 над поршнем 14 сообщается с трубопроводом 2, а полость

18 под поршнем 14 — с трубопроводом 9 °

Устройство содержит также продувочный кран 19, выполненный в ниде полого корпуса 20, разделенного мембраной 21 на две полости 22 и 23. 60

Мембрана 21 подпружинена относительно корпуса 20 пружиной 24 и прижимается к торцу патрубка 25, сообщающего полость 22 с трубопроводом 7.

Полость 23 продувочного крана 19, 65 трубопровода 26 сообщается с трубопроводом 2 через концевой клапан 27, установленный под штоком 15 цилиндра.

Устройство работает следующим образом.

Компрессор 4 подает сжатый воздух в воэдухосборник 3 ° Возвратная пружина 16, переднигая поршень 14 со штоком 15, обеспечивает поступление пенообразующей жидкости из емкости

ll в дозироночный насос 10. Трубопровод 7 подачи пены сообщают со сква жиной 8, опуская его в последнюю. Работы начинают с подачи в скважину пены, открывая кран б. Сжатый воздух из воэдухосборника 3 поступает в полость 17 дозировочного насоса 10 и через редукционный клапан 5, отрегулированный на гидростатическое давление столба воды в скважине, н смесительное устройство 1. Этим обеспечивается избыточное давление сжатого воздуха, поступающего н дозировочный насос 10, и равномерное поступление сжатого воздуха в смесительное устройство 1. Избыточное давление сжатого воздуха н дозировочном насосе 10 воздействует на поршень 14 и тем самым подает через обратный клапан 13 раствор пенообразующей жидкости в смесительное устройство

1, растягивая при этом возвратную пру><ину 16. В смесительном устройстве 1 генерируется пена, которая по трубопроводу 7 подается в скважину

8. При подаче пены на дно скважины происходит переход бурового шлама во взвешенное состояние и формирование эластичного, устойчивого к высокому давлению пенного столба. После подачи в смесительное устройство 1 пенообразующей жидкости дозировочный насос 10 штоком 15 поршня 14 переключает концевой клапан 27, который соединяет клапанную полость 23 крана 19 с атмосфер<зй. Под давлением сжатого воздуха в полости 22 корпуса 20 подпружиненная мембрана 2 передвигается и открывает патрубок 25 ° Открывшийся продувочный кран 19 обеспечивает резкое увеличение давления, сжатого воздуха, подаваемого в скважину из ноздухосборника 3. Кроме того, резкое увеличение давления, подаваемого в скважину сжатого воздуха, вследствие инерционности столба жидкости приводит к увеличению давления в сформированном на дне скважины пенном столбе, выполняющем роль эластичного поршня, выше гидростатического давления столба воды в скважине. Под действием избыточногО давления пенного столба вода движется ускоренно вверх и выталкивается иэ скважины. После осушения скважины закрывают кран б. Fîä действием возвратной пружины 16 поршень 14

968322 со штоком 15 передвигается в исходное положение, и полость 18 дозировочного насоса 10 заполняется раствором пенообразующей жидкости через обратный клапан 12 из емкости 11.

При этом концевой клапан 27 передвигается в исходное положение и соединяет полость 23 крана 19 с воздухосборником 3. Это приводит к перекрытию патрубка 25 продувочного крана

19 подпружиненной мембраной 21. Закрывшийся продувочный кран 19 прекращает подачу сжатого воздуха в скважину. После осушения скважины иэ нее извлекают трубопровод подачи пены.

Устройство будет подготовлено к раI боте в следующей скважине после на1 полнения воздухосборника 3 сжатым воздухом от компрессора 4.

Использование предлагаемого устройства в сравнении с известными обеспечивает, благодаря более полному использованию потенциальной энергии сжатого воздуха и уменьшению объема воды, подаваемой из скважины в виде пены, снижение расхода сжа— того воздуха. и пенообразующего вещества на .удаление единицы объема воды и шлама из скважины, что позволяет повысить его производительность, а также улучшить очистку сква жины от шлама.

Экономическая эффективность от применения, устройства достигается за счет увеличения его производительности, углубления от 0,5 до 1,5 м скважины эа счет удаления вместе с водой -бурового шлама со дна скважины и снижения потерь заряда BB вследствие гидрофобиэации его водным раствором пенообразующего вещества.

Формула изобретения устройство для подачи пены в скважину, включающее смесительное устройство с трубопроводами для подвода сжатого воздуха, пенообраэующей жидкости и подачи пены в скважину, редукционный клапан, установленный

I на трубопроводе для подачи сжатого воздуха в смесительное устройство, компрессор, дозировочний насос для подачи пенообразующей жидкости, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения очистки скважины при одновременном увеличении производительности, оно снабжено воздухосборником, соединенным с компрессором

10 и продувочным трубопроводом через продувочный кран с трубопроводом по- дачи пены, емкостью для пенообраэующей жидкости, соединенной трубопроводом с дозировочным насосом, краном 5 подачи пены, установленным на трубопроводе для подвода сжатого воздуха в смесительное устройство, продувочным краном, установленным на продувочном трубопроводе, причем продувочный кран выполнен в виде поло-. го корпуса с патрубков, разделенного подпружиненной мембраной на две полости, одна из которых сообщена с трубопроводом для подачи .сжатого воэ2 духа и внутри которой расположен патрубок, перекрытый мембраной и сообщающийся с трубопроводом для подачи пены в скважину, а другая полость, сообщена через концевой клапан с трубопроводом для подачи сжатого воздуха, при этом доэировочный насос выполнен в виде цилиндра с подпружиненным поршнем со штоком, надпоршневая полость которого сообщена с трубопроводом для подачи сжатого воздуха, подпоршневая — трубопроводами с обратными клапанами с емкостью для пенообраэующей жидкости, и со смесителем, а штоки установлены с возможностью взаимодействия с концевым клапаном

40 для сообщения трубопровода с атмосферой. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Великобритании Р1437442, 45 кл. E 21 B 21/00, опублик. 1976.

2. Заявка Великобритании

Р 1250186, кл. Е 21 В 21/00, опублик. 1972 (прототип).

968322

Составитель В. Нйкулин

Техред Л.Пекарь Корректора. Ференц

Редактор В. Данко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8068/52 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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