Устройство для термомеханического бурения скважин

Устройство для термомеханического бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических . Республик

«i>985236

1 а (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 03. 81 (21) 3279131/22-03

Р М g+ з

E 21 В 7/14

Е,.21 С 37/16 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1282 Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30.12,82 (53) УДК 622.243 ° 94 (088 8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКО1 О БУРЕНИЯ

СКВАЖИН

Изобретение относится к устройст вам для термомеханнческого бурения скважин и может быть использовано для бурения взрывных скважин на горных работах и в строительстве.

Известно устройство для термомеханического бурения скважин, имеющее термобур с ударным механическим органом, в котором выполнено сопловое отО верстие, средства подачи топлива и окислителя (1) .

Однако это устройство имеет низкую эксплуатационную надежность, так как сопло для формирования высокоскоростной газовой струи находится в механическом инструменте. Следовательно, механический инструмент является деталью камеры сгорания и постоянно находится на контакте с продуктами сгорания горючей смеси, имеющими высокую температуру.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для термомеханического бурения скважин, содержащее ударный орган, термобур с соплом, установленный внутри полой штанги с кольцевым механическим инструментом, средства подачи топлива и окислителя. Это устройство позволяет частично устранить недостатки описанного выше устройства .путем размещения термобура внутри полой штанги так, что высокотемпературная газовая струя, формируемая соплом термобура, не взаимодействует с механическим инструментом, так как он не является деталью камеры сгорания (2) .

Однако эксплуатационная надежность механического .инструмента остается низкой, потому что высокотемпературная газовая струя истекает на забой скважины и одновременно омывает твер5 досплавные пластины механического инструмента, находящиеся в зоне его

1 контакта. с забоем скважины.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности механического инструмента за счет периодического .вывода высокотемпературной газовой струи .из зоны контакта механического инструмента с забоем и повышение ус" тойчивости горения газовой струи.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для термомеханичес;,кого бурения скважин, включающем удар,ный орган,термобур с соплом,установ лейный внутри полой штанги с кольцевым механическим инструментом,средства подачи топлива и окислителя,в полой. 985236 штанге над механическим инструментом выполнены окна, а термобур установлен с возможностью осевого перемещения относительно механического инструмента.

На чертеже показано устройство для 5 ,термомеханического бурения скважин.

Устройство содержит механический инструмент 1, выполненный, например, в виде кольцевой коронки, который посредством полой штанги 2 связан с удар!О ,ным органом 3. Термобур 4 установлен с воэможностью осевого перемещения в штанге 2 и жестко соединен с поршнем

5, размещенным на пружине 6. B верхней части полой штанги 2 выполнено 15 отверстие 7 ввода сжатого воздуха для перемещения, поршня 5, а в нижней — окна 8 для обеспечения доступа воздуха, .необходимого для устойчивого горения газовой струи, истекающей из термобура 4.. Коммуникации для подачи окислителя 9 и горючего 10 к термобуру 4 размещаются в штанге, а подь. ем устройства и прижатие механического инструмента 1 к забою скважины осуществляется посредством канатноблочной системы 11.

Устройство работает следующим образом.

С помощью канатно-блочной систе30 мы 11 механический инструмент 1 устройства прижимается к забою скважины и посредством ударного органа 3 через полую буровую штангу 2 вызывает разрушение породы.

Одновременно по коммуникациям 9 и 10 поступают соответственно окис" литель и горючее к термобуру 4, где происходит образование горючей смеси, при воспламенении которой из термобура истекает высокотемпературная 40 газовая струя.

Известно, что температура газовой струи с удалением от среза сопла термобура понижается, и в связи с этим при верхнем положении термобура 4 45 внутри полой штанги 2 газовая струя не оказывает термического воздействия на породу, а лишь способствует ,удалению из скважины шлама.

При подаче сжатого воздуха через отверстие 7 в полость буровой штанги

2 происходит перемещение поршня 5 и термобура 4, при этом сжимается пружина 6. В нижнем положении термобура 4 высокотемпературная струя будет оказывать термическое воздействие на породу, которое вызывает ее разупрочнение и разрушение совместно с механическим инструментом 1.

Теплопроводность металла в 5-6 раз выше теплопроводности породы, поэтому, чтобы не допустить перегрева, т.е. снижения прочности механического инструмента 1, через определенный интервал времени прекращают подачу сжатого воздуха в полость буровой штанги, В результате этого под действием усилия сжатой пружины 6 горелка 4 возвращается в верхнее положение, после чего весь процесс повторяется вновь. При этом повышается эксплуатационная надежность механического инструмента и повышается устойчивость горения газовой струи, Формула изобретения

Устройство термомеханического бурения скважин, включающее ударный орган, термобур с соплом, установленный внутри полой штанги с кольцевым механическим инструментом, средства подачи топлива и окислителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности механического инструмента эа счет периодического вывода высокотемпературной газовой струи из зоны контакта механического инструмента с забоем и повышения устойчивости горения газовой струи, в полой штанге над механическим инструментом выполнены окна, а термобур установлен с возможностью осевого перемещения относительно механического инструмента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. AEITopGRQB свидетельство СССР

Р 473012, кл. Е 21 В 7/14, 1974.

2. Патент Великобритании Р 1042817 кл. E 1 F, опублик. 1966 (прототип).