Огнеструйный бур Советский патент 1986 года по МПК E21B7/14 

НИИ 0,3-0,5 диаметра КС 4 в ее стенках выполнены 1-2 КПО. Количество СО 11 в каждом КПО в 1,5-3 раза больше количества СО 11 в КПО 15. Суммарная площадь сечения СО 11 всех КПО одинакова. Горючее поступает в КС 4 через форсунку 3, а воздух - через КПО 13, 14 и 15. Горючее предварительно перемешивается в вихревом потоке воздуха, поступающего через КПО 14. Скорость смеси частично гасится водушной завесой от КПО 14 г и вторично - завесой от КПО 13. КоИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения скважин и нарезания щелей в крепких горных породах.

Цель изобретения - повышение производительности бурения за счет снижения потерь времени на запуск бура.

На чертеже представлено устройство огнеструйного бура, продольный разрез.

Горелка огнеструйного бура крепится на удлинительной штанге 1 посредством распределительной головки 2. В центре распределительной головки 2 размещается форсунка 3 для распыления горючего, а на ее свободном конце - камера 4 сгорания с промежуточным 5 и наружным 6 кожухами. Противоположный конец их закрыт сопловой крышкой 7 с соплом 8 и отверстиями 9 для подачи воздуха для дожигания горючего в факеле. На сопловой крышке укреплены резцы 10. На расстоянии 1 -1,5 диаметров камеры сгорания от среза сопла форсунки для распыления горючего в боковой поверхности камеры сгорания и защитных кожухов выполнено отверстие 11, перекрывающееся пробкой 12. По обе стороны от отверстия в камере сгорания на расстоянии 0,3-0,5 ее диаметров просверлено по I-2 пояса мелких перфораций 13 и 14. Количество перфораций 13 и 14 в каждом поясе в 1,5-3 раза больше, чем количество перфораций 15 в поясах на основном участке камеры сгорания при одинаковой их суммарной площади.

Запуск и вывод на рабочий режим огнеструйного бура осуществляется следующим образом. По топливоподводящим магистралям, расположенным в удлинительной штанге 1, к распределительной головке 2 под давлением подается сжатый воздух и горючее, которые затем поступают в камеру 4 сгорания по винтовым канавкам в распределительной головке 2, через пояса отличество СО 11 в поясах 13, 14 и 15 повышает их проникающую способность и обеспечивает полное перекрытие всего сечения КС 4. Затем смесь воспламеняется через СО 11. Через СО 11 следят за перемещением фронта пламени, не допуская его выдувания из КС 4 в сторону сопла 8. Т. обр., снижение затрат времени на запуск при таком выполнении КС 4 обеспечивается втягиванием фронта пламени и стабилизацией его в КС 4. 1 ил.

верстий 13, 14 и 15 (воздух) и форсунку 3 (горючее).

На участках камеры 4 сгорания, заключенных между срезом сопла форсунки 3 и поясами 14 отверстий, происходит предварительное перемешивание распыленного горючего и вихревых потоков воздуха. Образующая топливная смесь имеет значительную продольную скорость движения, которая

частично гасится воздушной завесой из струек, поступающих в камеру сгорания через пояса отверстий 14. Одновременно струйки воздуха снимают со стенок камеры 4 сгорания ту часть горючего, которая отбрасывается вихревыми потоками воздуха, направляют ее к оси камеры и способствуют лучшему перемешиванию топливных компонентов. Дальнейшее торможение топливной смеси в камере сгорания осуществляется второй воздушной завесой их струек возду0 ха, поступающих в камеру 4 сгорания через пояса отверстий 13.

Повышение количества отверстий в поясах 13 и 14 и размещение их в шахмат5 ном порядке обеспечивает практически полное перекрытие всего сечения камеры 4 сгорания и создает локальную зону, в которой топливная смесь тормозится. Образование этой зоны облегчается повыщением скорости струек воздуха, поступающих через

0 пояса отверстий 13 и 14, и повышением их проникающей способности. Размеры этой зоны, ограниченной воздущными завесами, количество и диаметр отверстий в поясах 13 и 14 и расстояние от среза сопла до отверстия 11 установлены опытным путем при

5 использовании в качестве горючего как бензина, так и дизельного топлива в диапазоне температур окружающего воздуха от +30 до -40°С. Поджиг топливной смеси производится через отверстие 11 любым источНИКОМ тепла (спичкой, газовой или электрической зажигалкой и др.). После воспламенения топливной смеси производится постепенное повышение расходов горючего и воздуха. Темп изменения расходов топливных компонентов определяется положением фронта пламени в камере 4 сгорания, которое фиксируется визуальным наблюдением через открытое отверстие 11. При перемещении фронта пламени в сторону сопла, т. е. при опасности выдувания его из камеры 4 сгорания, темп повышения расхода топливных компонентов снижается. Когда истекаюш,ие из сопла 8 продукты сгорания при дальнейшем повышении расхода TonjjHBHbix компонентов начинают формироваться в сверхзвуковую раскаленную струю газов, отверстие 11 перекрывается пробкой 12 и горелка выводится на рабочий режим.

Формула изобретения

Огнеструйный бур, включающий удлинительную штангу с топливной магистралью.

горелку с распределительной головкой, форсункой с соплом, заш,итными кожухами и камерой сгорания, в боковых стенках которых выполнены соосные отверстия для поджига

топливной смеси в камере сгорания, сопловую крышку с соплом, и кольцевой пояс отверстий в стенке камеры сгорания на основном участке горения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности бурения за счет снижения потерь времени на запуск бура, соосные отверстия для поджига топлива выполняются на расстоянии 1 -1,5 диаметра камеры сгорания от среза сопла форсунки, а с обеих сторон от отверстия для поджига топлива на расстоянии 0,3-0,5 диаметра камеры сгорания в ее стенках выполняются 1-2 кольцевых пояса отверстий, количество которых в каждом поясе в 1,5-3 раза больше количества отверстий на основном участке горения, при этом суммарная площадь сечения отверстий во всех кольцевых поясах выполнена одинаковой.

Изобретение относится к области горной промышленности и позволяет повысить производительность бурения за счет снижения потерь времени на запуск. На удлиненной штанге 1 посредством распределительной головки 2 с форсункой 3 закреплена камера сгорания (КС) 4 горелки и два защитных кожуха 5, б с сопловой крышкой 7. В стенках КС 4 выполнен кольцевой пояс отверстий (КПО) 15 на основном участке горения. Причем в боковых стенках КС 4 и кожухов 5, 6 выполнены соосные отверстия (СО) 11 на расстоянии 1 -1,5 диаметра КС 4 от среза сопла форсунки 3. С обеих сторон от СО 11 на расстоя10 (Л to Од о ел