Устройство для гидравлической обработки горного массива через скважины Советский патент 1987 года по МПК E21F5/00 

це. При этом К 4 имеет не менее, чем два ряда поперечных сквозных радиальных отверстий (ПСРО) 7 и коллектор 6. Он выполнен в виде тела вращения, повторяющего конфигурацию К 4, и имеет несколько поперечных рядов сопел 8. Их число соответствует числу рядов ПСРО 7. Коллектор 6 охватывает К 4 и вращается относительно его продольной оси. Сопла 8 наклонены в сторону, противоположную направлению вращения коллектора 6, под углом 15 - 75°. Оптимальный угол наклона сопел 8 равен 35°. Вода от насосной установки по внут1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для осуществления воздействия гидравлической средой и гидравлическими удар- ньми волнами на массив угля или пород с целью нарушения его сплошности, ос- лабления, снятия внутреннего напряжения, образования разгрузочных полостей, повышения эффективности дегазаци и увлажнения, предотвращения внезап-- ных выбросов и ударов.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности обработки горного массива за счет периодического омывания стенок скважины пульсирующими струями жидкости.

На фиг.1 показано-устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1.

Гидрозатвор 1 имеет нарузкную 2 и внутреннюю 3 трубы. К наружной трубе 2 гидрозатвора крепится полый конический корпус 4, на котором при помощи втулки 5 установлен конический коллектор 6. Корпус 4 и коллектор 6 образу- ют между собой подшипник скольжения. В корпусе 4 три поперечных ряда сквозных радиальных отверстий 7, по восемь в каждом ряду, представляющие собой конические расходящиеся насадки

В коллекторе 6 имеются три ряда наклоненных в одну сторону сопел 8, по четыре в каждом ряду, причем два из них соосно смещены на половину диаметра входного отверстия 7 сопла.

ренней трубе 3 гидрозатвора 1 поступает в полость К 4. Откуда через ПСРО 7 и центральное отверстие 10 вода поступает в сопло 8 и отверстие 11 коллектора 6, За счет реактивных сил струй, выходящих из сопел 8, коллектор 6 поворачивается, перекрывая одни и открывая другие отверстия в К 4. Вода выходит импульсами и попеременно воздействует на стенки скважины по всему ее периметру. Корпус коллектора 6 выполняют коническим, что упрощает его извлечение из скважины. 1 3.-п. ф-лы, 2 ил.

Большее количество отверстий в корпусе и смещение двух сопел выполнено для того, чтобы в каждый момент времени было открыто соплами не менее двух отверстий корпуса в каждом ряду

Угол наклона сопел 8 к секущей плоскости, проходящей через центр окружности коллектора и центр входного отверстия сопла, составляет от 15 до 75°.

Опытным путем установлено, что реактивная сила, способная провернуть коллектор, создается при угле наклона сопла к оси вращения коллектора 15 . Наиболее оптимальный угол наклона сопел на коллекторе составля1 сО

ет 35 .

Выходной диаметр отверстия 7 равен входному диаметру сопла 8.

Сопла представляют собой конические сходящиеся насадки с углом конусности , так как при этом угле коэффициент расхода ((ч) достигает наибольшего значения ju-0,946. На выходном отверстии каждого сопла могут быть установлены генераторы .9 колебаний давления жидкости. По центральной оси корпус 4 заканцивается коническим отверстием 10, а коллектор 6 - отверстием 11 с конусностью, аналогичной конусности сопла 8. На выходе из отверстия 1 1 также может б ыть установлен генератор. 9 колебаний давления жидкости. Отверстия 7 корпуса 4 и сопла 8 коллектора могут быть расположены по винтовой образующей, в шахматном порядке, параллельными рядами и т.д.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вода из пожарного става под давлением от насосной установки (не показана) через внутреннюю трубу 3 гидрозатвора 1 поступает в полость корпуса 4. Откуда через боковые 7 и центральное 10 .отверстия поступает в сопла 8 и отверстие 11 коллектора 6. При этом под воздействием струи воДы на наклоненную боковую поверхность сопел 8 коллектора 6 и. за счет реактивных сил струй воды, выходящих из сопел 8, коллектор проворачивается, перекрывая

1. Устройство для гидравлической обработки горного массива через скважины, включающее гидрозатвор и полый корпус в виде тела вращения с выходным отверстием и его торце, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки гор ного массива за счет периодического

одни и открывая другие отверстия в корпусе, отчего выход воды из устрой- 20 смывания стенок скважины пульсирующи- ства носит импульсный характер и поз- ми струями жидкости, корпус устрой- воляет попеременно воздействовать на стенки скважины по всему ее периметру. Регулируя посредством прямого клапана насосной установки давление жидкости на входе в устройство, изменяют скорость вращения коллектора (чем вьппе

25

ства выполнен не менее чем с двумя поперечными рядами сквозных радиальных отверстий, снабжен коллектором, выполненным в виде тела вращения, повторяющего конфигурацию корпуса устройства, и имеет несколько поперечных рядов сопел, число которых соответствует числу рядов отверстий в корпусе, при этом коллектор охватывает корпус и установлен с возможностью вращения вокруг его продольной оси, а сопла коллектора наклонены в сторону.

давление, тем выше скорость и наоборот) , добиваются совпадения по фазе импульса выхода из отверстия корпуса воды с частотой колебаний излучаемых генераторами 9 колебаний давления жидкости, т.е. добиваясь явления резо- нанса. Струи воды из боковых сопел

30

ства выполнен не менее чем с двумя поперечными рядами сквозных радиальных отверстий, снабжен коллектором, выполненным в виде тела вращения, пов торяющего конфигурацию корпуса устройства, и имеет несколько поперечных рядов сопел, число которых соответствует числу рядов отверстий в корпусе, при этом коллектор охватывает кор пус и установлен с возможностью вращения вокруг его продольной оси, а со пла коллектора наклонены в сторону.

противоположную направлению вращения воздействуют на стенки скважины, раз-35 коллектора, под углом 15 - 75.

мывая их, а струя воды центрального сопла воздействует на забой скважины, размывая ее вглубь. Корпус с коллектором выполнены коническими для уменьшения возможности заштыбовывания и улучшения условий извлечения из скважины устройства, если такое все же случится. Вода, неизбежно попадающая между корпусом и коллектором в местах сопряжений отверстий корпуса с коллектором, выполняет роль смазки, улучшая скольжение коллектора по корпусу.

Формула изобретения

1. Устройство для гидравлической обработки горного массива через скважины, включающее гидрозатвор и полый корпус в виде тела вращения с выходным отверстием и его торце, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки гор ного массива за счет периодического

смывания стенок скважины пульсирующи- и струями жидкости, корпус устрой-

смывания стенок скважины пульсирующи- ми струями жидкости, корпус устрой-

ства выполнен не менее чем с двумя поперечными рядами сквозных радиальных отверстий, снабжен коллектором, выполненным в виде тела вращения, повторяющего конфигурацию корпуса устойства, и имеет несколько поперечных рядов сопел, число которых соответствует числу рядов отверстий в корпусе, при этом коллектор охватывает корпус и установлен с возможностью вращения вокруг его продольной оси, а сопла коллектора наклонены в сторону.

2. Устройство по П.1, о т л и ч а.- ю щ е е с я тем, что оптимальный угол наклона сопел коллектора составляет 35 .

/4-У1

об

Редактор Л.Лангазо

Составитель В.Баранов Техред А.Кравчук Корректор Т.Колб

Заказ 1409/32Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Изобретение касается горного дела и позволяет повысить эффективность обработки горного массива за счет периодического омывания стенок скважины пульсирующими струями. Устройство содержит гидрозатвор 1 и польй корпус (К) 4, выполненный в виде тела вращения с выходным отверстием на его со о ел СлЭ со Фм1