Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых Советский патент 1984 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для скважинной гидродобычи полезных ископаемых.

Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее высоконагюрный водоподводящий став, жестко встроенный в став гидромонитор с насадкой и выдачное устройство 1.

Недостаток этого устройства заключается в том, что диаметр водоподводящего става ограничивает длину гладкоствольной части гидромонитора, из-за чего снижаются динамические характеристики струи.

Известно также устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее высоконапорный водоподводящий став, поворотный ствол гидромонитора с насадкой, механизм вывода его в рабочее положение, выполненный в виде колена с гидромонитором и шарнира, гидравлически связанного со ставом и коленом, причем продольная ось ствола гидромонитора смещена относительно оси вращения inapнира, а также гидроэлеватор 2.

Однако для обеспечения вывода поворотного гидромонитора в скважине в рабочее горизонтальное положение необходимо предварительно провести дополнительную операцию - механическое расщирение скважины в зоне предстоящей работы гидромонитора. Это снижает эффективность скважинной гидродобычи.

Цель изобретения - повьпиение эффективности гидродобычи за счет механического разрушения породы в процессе гидроразмыва.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для скважинной гидрОлТобычи полезных ископаемых, включаюпхем высоконапорный водоподающий став, поворотный ствол гидромонитора с насадкой, механизм вывода его в рабочее положение, выполненный в виде колена с гидромонитором и шарнира, гидравлически связанного со стволом и коленом, причем продольная ось ствола гидромонитора смещена относительно оси вращения щарнира, а также гидроэлеватор, поворотный ствол гидрол онитора снабжен механическим породоразрушающим органом, выполненным в виде роторной турбины, расположенной с возможностью вращения на внешней поверхности поворотного ствола гидромонитора, в корпусе которой выполнены промывоч}1ые отверстия, направленные в поперечном сечении в виде сегнерова колеса, причем внешняя поверхность турбины армирована породоразрущающими зубками, а на внешней поверхности колена установлена муфта, гидравлически связанная с внутренней полостью поворотного ствола гидромонитора. Устройство также снабжено приводом механического породоразрущающего органа, выполненным в виде лопаток роторной турбиньг

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство,- на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема работы устройства в скважине.

Устройство состоит из высоконапорного водоподводящего става I, ствола гидромонитора 2 с насадкой 3, механизма вывода его в рабочее положение, выполненного в виде колена 4, гидравлически связанного со стволом гидромонитора 2, и щарнира 5, гидравлически связанного со ставом 1 и коленом 4, причем продольная ось ствола гидромонитора 2 смещена относительно оси вращения шарнира 5. На поверхности ствола гидромонитора 2 на подшипниках 6 расположен с возможностью осевого вращения механический рабочий орган 7, выполненный в виде роторной турбины, в корпусе которой имеются промывочные отверстия 8, расположенные в поперечном сечени-и в виде сегнерова колеса. Внешняя поверхность механического породоразрушающего рабо0чего органа 7 армирована твердосплавными породоразрушающими зубками 9, расположенными по винтовой линии. На внешней поверхности колена 4 установлена муфта 10, гидравлически связанная с внутренней полостью 11 ствола гидромонитора 2

5 посредством отверстий 12, которые расположены по образующей колена 4, а также с приводом механического рабочего органа 7, выполнепным в виде лопаток 13 роторной турбины. Причем отверстия 12 имеют наклон в сторону лопаток 13 привода меха0нического рабочего органа 7. В нижней части высоконапорного водоподводящего става 1 находится выдачное устройство - гидроэлеватор 14.

Устройство работает следующим образом.

5

Устройство опускают в скважину, подают на гидромонитор 2 энергетическую воду и приводят в плавное вращение вокруг продольной оси водоподводящий став 1. lloTOK энергетической воды из водоподводяшего става 1 через шарнир 5 попадает в

0 колено 4 ствола гидромонитора 2, где раздваивается. При этом основная часть потока устремляется по внутренней полости

11к насадке 3 и, преобразуясь в гидромониторную струю, осуществляет гидрораз5рушение горных пород, слагающих стенки скважины. Другая часть потока через отверстия 12, расположенные по образующей колена 4, на поверхности которого установлена муфта 10, направляется к лопаткам 13 привода механического рабочего органа

0 7 7 за счет того, что отверстия 12 имеют наK,:ioH в сторону лопаток 13, а также с помощью муфты 10, и приводит его во вращение. Далее рабочая вода через отверстия 8, расположенные в корпусе механического рабочего органа 7, изливается наружу, увели5чивая момент врапхения механического породоразрушающего органа. Струи промывочной жидкости, истекающие из отверстий

12в корпусе механического рабочего органа

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающее высоконапорный водоподающий став, поворотный ствол гидромонитора с насадкой, механизм вывода его в рабочее положение, выполненный в виде колена с гидромонитором и шарнира, гидравлически связанного со ста вом и коленом, причем продольная ось стволатидромонитора смещена относительно оси вращения щарнира, а также гидроэлеватор, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности гидродобычи за счет механического разрущения породы в процессе гидроразмыва, поворотный ствол гидромонитора снабжен механическим породоразрушающим органом, выполненным в виде роторной турбины, расположенной с возможностью вращения на внешней поверхности поворотного ствола гидромонитора, в корпусе которой выполнены промывочные отверстия, направленные в поперечном сечении в виде сегнерова колеса, причем внешняя поверхность турбины армирована перодоразрущающими зубками, а на внешней поверхности колена установлена муфта, гидравлически связанная с внутренней полоi стью поворотного ствола гидромонитора. 2. Устройство по п. 1, .отличающееся (Л тем, что оно снабжено приводом механического породоразрушающего органа, выполненным в виде лопаток роторной турбины. со О1