УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШЕНИЯ НИСХОДЯЩИХ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН Российский патент 1994 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к устройствам для осушения нисходящих взрывных скважин, и может быть использовано при ведении буровзрывных работ в обводненных горных породах.

Известно устройство для осушения нисходящих взрывных скважин, включающее воздухоподающую трубу, соединенную с зарядным шлангом, уплотнительные элементы в виде разрезных эластичных уплотнительных колец, закрепленных на указанной трубе и имеющих диаметр на 20. . . 25 мм больше диаметра скважины, коаксиально размещенной относительно этой трубы подпружиненный стакан, внутри которого при спуске в скважину поджаты уплотнительные кольца, фиксатор положения стакана и соединенную с фиксатором гибкую тягу, выходящую на поверхность над устьем скважины [1] .

Наличие подпружиненного стакана, фиксатора и гибкой тяги обеспечивает беспрепятственный ввод устройства в скважину, но одновременно усложняет его конструкцию и затрудняет эксплуатацию. При этом требуется значительное усилие для фиксации уплотнительных колец внутри стакана, а гибкая тяга создает неудобство при спуске устройства и возможно ее запутывание. В условиях отрицательных температур эксплуатация устройства затрудняется еще более из-за замерзания воды на элементах его конструкции.

Ближайшим изобретением к предлагаемому является устройство для осушения нисходящих взрывных скважин, включающее воздухоподающую трубу и трубчатый уплотнительный элемент из гибкого материала, коаксиальный воздухоподающей трубе и закрепленный на нем своим верхним концом 2 .

Устройство имеет сложную конструкцию и малую надежность работы. Любое нарушение сплошности уплотнительного элемента, имеющего длину, соизмеримую с глубиной скважины, приводит к необходимости замены этого элемента и повторному опусканию устройства в скважину. Эффективность использования устройства снижается еще более при отрицательных температурах и обмерзании устья скважины.

Целью изобретения является повышение эффективности использования при отрицательных температурах.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство для осушения нисходящих взрывных скважин, включающее воздухоподающую трубу и трубчатый уплотнительный элемент из гибкого материала, коаксиальный воздухоподающей трубе и закрепленный на ней своим верхним концом, согласно изобретению, снабжено утяжелителем с центральным продольным отверстием, установленным с возможностью предельного перемещения относительно трубы, а нижний конец уплотнительного элемента жестко закреплен на утяжелителе.

Кроме того, утяжелитель установлен коаксиально воздухоподающей трубе.

При этом с целью повышения веса устройства воздухоподающая труба выполнена с заглушенным нижним концом и радиальными отверстиями, расположенными в пределах полости уплотнительного элемента, которая сообщена с полостью донной части скважины, также уплотнительный элемент выполнен из воздухопроницаемого материала.

На фиг. 1 показано устройство в процессе опускания в скважину; на фиг. 2 - то же, в процессе осушения скважины; на фиг. 3 - разрез нижней части устройства в процессе осушения скважины, но в другом варианте осуществления; на фиг. 4 - то же, что и фиг. 3, но в третьем варианте осуществления.

Устройство включает воздухоподающую трубу 1 (гибкий воздушный шланг или зарядный шланг), трубчатый уплотнительный элемент 2 из гибкого материала, коаксиальный трубе 1 и закрепленный на ней своим верхним концом, и утяжелитель 3 с центральным продольным отверстием 4, установленный с возможностью продольного перемещения относительно трубы 1. Нижний конец уплотнительного элемента 2 жестко закреплен на утяжелителе 3, который может быть выполнен в виде втулки (фиг. 3), коаксиальной трубе 1 и установленной на ней с кольцевым зазором 5. Возможно выполнение в стенках утяжелителя 3 продольных отверстий для прохода сжатого воздуха (на чертежах не указаны). В представленном на фиг. 3, 4 виде труба 1 имеет радиальные отверстия 6, расположенные в пределах полости 7 уплотнительного элемента 2. При заглушенном нижнем конце трубы 1 (фиг. 4) ее полость гидравлически соединена с атмосферой ниже уплотнительного элемента 2 (сообщена с полостью донной части скважины) через радиальные отверстия 6, полость 7 элемента 2 и кольцевой зазор 5 или продольные отверстия в стенках утяжелителя 3. Уплотнительный элемент может быть выполнен из воздухопроницаемого материала, например мешковины, или иметь отверстия для прохода сжатого воздуха (на чертежах не показаны). Выше уплотнительного элемента 2 в трубе 1 также могут быть выполнены радиальные отверстия 8 (фиг. 1,2). Устройство может быть снабжено насадкой 9, жестко соединенной с трубой 1. В этом случае уплотнительный элемент 2 крепится своим верхним концом на насадке 9 и в ней же выполняются радиальные отверстия 8 (фиг. 1,2) и 6 (фиг. 3,4). Утяжелитель 3 свободно надевается на насадку 9, которая может иметь открытый (фиг. 3) или иметь заглушенный нижний конец (фиг. 4).

Устройство работает следующим образом. В исходном положении утяжелитель 3 висит на уплотнительном элементе 2 и расправляет его на полную длину с образованием продольных складок 10, что уменьшает диаметр элемента 2 и обеспечивает свободный проход устройства до забоя скважины 11 даже при обмерзании ее устья. После опускания устройства до забоя по трубе 1 подается сжатый воздух, который вначале поступает во внутреннюю полость 7 уплотнительного элемента 2(сразу из среза трубы 1 или насадки 9 на фиг. 1,2 через отверстия 6 на фиг. 3,4), а затем на забой (через отверстие 4 на фиг. 1,2 срез трубы 1 или насадки 9 и кольцевой зазор 5 на фиг. 3 или кольцевой зазор 5 на фиг. 4).

Под действием сжатого воздуха прилегающий к забою шлам взвешивается, уплотнительный элемент 2 расправляется, приподнимая груз 3, и прижимается к стенкам скважины 11, плотно облегая их. В скважине между ее забоем и уплотнительным элементом 2 образуется воздушная камера, в которой давление воздуха несколько больше, и вода не проходит внутрь этой камеры. Двигаясь к устью скважины, устройство вытесняет воду и выталкивает трубу 1. Воздух, поступающий в скважину через отверстия 8 над уплотнительным элементом 2, за счет барботажа воды способствует снижению плотности шлама и выносу его из скважины. Этот же эффект достигается выполнением уплотнительного элемента 2 их воздухопроницаемого материала. Часть сжатого воздуха проходит между стенками скважины и наружной поверхностью уплотнительного элемента 2, что защищает этот элемент от повреждений, а также дополнительно способствует барботажу воды над устройством.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет более простую конструкцию, технологично в изготовлении, обладает надежностью в работе, простотой обслуживания, высоким качеством и производительностью осушения. Наибольшее повышение эффективности использования устройства достигается при отрицательных температур. (56) Авторское свидетельство СССР
N 394546, кл. Е 21 С 37/12, 1972.

Авторское свидетельство СССР N 905459, кл. Е 21 С 37/00, 1980.

Использование: осушение взрывных скважин, при введении буровзрывных работ в обводненных горных породах. Сущность изобретения: трубчатый уплотнительный элемент из гибкого материала с закрепленным на его нижнем конце утяжелителем опускают в скважину. При достижении забоя скважины по трубе в полость уплотнительного элемента подают сжатый воздух. Сжатый воздух через срез трубы или отверстия и кольцевой зазор поступает в скважину. Находящийся в скважине шлам взвешивается, а уплотнительный элемент расправляется и прижимается к стенкам скважины. В скважине между ее забоем и уплотнительным элементом образуется воздушная камера. По мере подъема устройство вытесняет воду из скважины. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШЕНИЯ НИСХОДЯЩИХ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН, включающее воздухоподающую трубу и трубчатый уплотнительный элемент из гибкого материала, коаксиальный воздухоподающей трубе и закрепленный на ней своим верхним концом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования при отрицательных температурах, оно снабжено утяжелителем с центральным продольным отверстием, установленным с возможностью продольного перемещения относительно трубы, а нижний конец уплотнительного элемента жестко закреплен на утяжелителе. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что утяжелитель установлен коаксиально воздухоподающей трубе. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью повышения веса устройства, воздухоподающая труба выполнена с заглушенным нижним концом и радиальными отверстиями, расположенными в пределах полости уплотнительного элемента, которая сообщена с полостью донной части скважины. 4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что уплотнительный элемент выполнен из воздухопроницаемого материала.