Скважинный гидромонитор Советский патент 1983 года по МПК E21C45/00 

ел

;о

00

сд

СКВАЖИННЫЙ ГИДРОМОНИТОР, включающий жесткий вертикальный став, шарнирно соединенный со стволом, выполненным из отдельных секций труб, насадку, трос отклонения ствола и ограничители поворота секций труб относительно продольной оси более 90 и более 180°, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гидродобычи путем увеличения длины образуемых полостей, перпендикулярных оси скважины, секции труб соединены одна с другой посредством шарниров с одной степенью свободы, выполненных с фланцами с пазами, причем шарниры расположены по параллельным осям врашения, ограничители поворота секций относительно продольной оси более 90° установлены на шарнирах,а ограничители поворота секций относительно продольной оси более 180° выполнены в виде подпружиненных стопоров, установленных с возможностью входа в пазы фланцев, при этом гидромонитор снабжен i тросом управления стопорами и тросом разворота секций в прямолинейное положение (Л

ff

/

V ФигЛ Изобретение относится к горному делу, в частности для скважинной гидродобычи полезных ископаемых. Известен скважинный гидромонитор с телескопическим ставом, который состоит из вертикального става труб, нижнего поворотного колена, поворотного механизма, тросов управления с лебедкой, телескопического ствола, выполненного из нескольких звеньев и насадки 1. Наиболее близким к предлагаемому яв-° ляется скважинный гидромонитор, включающий жесткий вертикальный став, шарнирно соединенный со стволом, выполненным из отдельных секций труб, насадку, трос отклонения ствола в горизонтальное положе-,5 ние и ограничители поворота секций относительно продольной оси более 90 и более 180° 21, Недостатками известных устройств являются: ограниченная длина раздви :ки телескопа; большие потери давления в те:ие-20 скопическом стволе из-за малого сечения головного звена; дополнительные потери расхода воды на соединениях звеньев телескопилеского ствола для исключения их заиливания; кроме того, телескопический ствол 25 ненадежен в работе, так как при деформации одного из звеньев от обрушения пород или при зацеплении конца ствола при работе за крепкие включения пород не удается с помощью каната сдвинуть звенья телескопического ствола и извлечь его из скважины, зо Целью изобретения является повышение эффективности гидродобычи путем увеличения Длины образуемых полостей, перпендикулярных оси скважины. Поставленная цель достигается тем; что в скважинном гидромониторе, включающем 35 жесткий вертикальный став, шарнирно соединенный со стволом, выполненным из отдельных секций труб, насадку, трос отклонения ствола и ограничители поворота секций труб относительно продольной оси более 90° и более 180°, секции труб соединены одна с другой посредством шарниров с одной степенью свободы, выполненных с фланцами с пазами, причем шарниры расположены по параллельным осям вращения, ограничители поворота секций относительно продольной оси более 90° установлены на шарнирах,а ограничители поворота секций относительно продольной оси более 180° выполнены в виде подпружиненных стопоров, установленных с возможностью, входа в пазы фланцев, при этом гидромонитор снабжен тросом управления стопорами и тросом разворота секций в прямолинейное положение. На фиг. 1 изображен скважинный гидромонитор, общий вид; на фиг. 2 - секции гибкого става в прямолинейном положении; на фиг. 3 - шарнир; на фиг. 4 - секции гибкого става при развороте; На фаг. 5 - схема образования вертикальной воронки; на фиг. 6 - схема образования конической камеры; на фиг. 7 - схема разворота первой секции; на фиг. 8 - схема стопорения первой и второй секций; на фиг. 9 - схема разворота первой и второй секции. Скважинный гидромонитор состоит из жесткого вертикального става 1 и гибкой нижней части ствола, выполненной из отдельных секций 2, соединенных друг с другом с помощью шарниров 3. Шарниры вращают относительно горизонтальных осей 4, взаимно параллельных друг другу. На установлены ограничители 5 от разворота смежных секций на угол более 90° изогнутом положении и ограничители 6, препятствующие развороту секций 2 от прямолинейного направления на угол более 180°. На фланцах шарниров 3 имеются 7, в которые входят стопоры 8, подпружиненные пружинами 9. Шарниры могут стопориться только при прямолинейном положении секции и не стопорятся при развороте секции на 90°. На головной секции 10 установлена насадка 11. По ставу протянуты тросы 12-14 управления. Скважинный гидромонитор работает следующим образом. В момент опускания в скважину става шарниры 3 зафиксированы стопорами 8 и секции 2 занимают прямолинейное положение. После опускания става в скважину производят размыв и образование вертикальной воронки 15 в пласте полезного ископаемого 1.6 (фиг. 5).Далее натяжениями троса 13 управления расстопаривают стопоры 8 и тросом 12 управления постепенно отклоняется от вертикали головная секция 10 с одновременным опусканием става, при этом осуществляется вращение става вокруг вертикальной оси, в результате чего образуется коническая камера 17 (фиг. 6). К этому моменту головная секция 10 отклоняется на 90° до контактирования с ограничителями 5 и с помощью вращения става вокруг вертикальной оси и подъема вверх образовывают цилиндрическую камеру 18 (фиг. 7). Опускают став вниз до выхода из скважины середины третьей секции (фиг. 8). С помощью натяжения троса 13 управления расстопариваются шарниры 3 секций 2, ослабляют трос 12 управления и натягивается трос 14 управления. В результате этого головная и вторая секции занимают прямолинейное положение, при этом дальнейшее отклонение этих секций от прямолинейного положения ограничивается ограничителями 6. Опускается трое 13 управления и шарнир 3 между головной и второй секциями стопорится. С помощью натяжения троса 12 управления головную и вторую секции разворачивают от вертикальной оси на 90° и удерживают в этом положении (фиг. 9). Производится дальнейшая разработка с увеличением радиуса цилиндрической камеры аналогично описанному способом. После образования этой камеры ствол опускается до середины четвертой секции, аналогичным образом с помощью троса 13 управления расстопариваются шарниры 3 секций, одновременно натягивается трос 14 управления, в результате чего головная,вторая и третья секции занимают прямолинейное положение. Натяжением троса 12 управления эти секции разворачиваются на 90° от вертикали и производится разработка цилиндрической камеры радиусом из трех секций и т, д, до раздвижения всех секций. Для извлечения става из скважины с помощью натяжения троса 13 управления расстопариваются шарниры 3 секции и ствол вытягивается. Скважинный гидромонитор также позволяет образовывать из скважины полости в радиальных направлениях, перпендикулярные оси скважины. Технология работ в этом случае аналогична описанному, однако при этом исключаются операции по вращению става вокруг оси и осуществляют

2 /Jтолько опускание става и продольное внедрение его в зону разработки полезного ископаемого. Предложенный скважинный гидромонитор предусмотрено использовать при скважинной гидродобыче полезных ископаемых с образованием увеличенного радиуса выемки полезного ископаемого относительно пробуренной скважины при камерной системе разработки или при сплощной системе разработки с образованием продольных полостей, перпендикулярных оси скважины. Предлагаемое устройство позволяет сократить продолжительность подготовительного периода, включая бурение скважин, снизить затраты и трудоемкость работ, что позволит увеличить удельную добычу полезного ископаемого при камерной системе разработки, а также применить сплощную систему разработки с наиболее высоким коэффициентом извлечения полезного ископаемого и плавной посадкой кровли. В результате этого применение скважинного гидромонитора поз-волит снизить себестоимость выемки полезных ископаемых способом скважинной гидродобычи.

5

/4

74

/J

фш.З

Фиг.г

фиг. 4