Устройство для термического расширения скважин Советский патент 1987 года по МПК E21B7/14 E21B7/28 

1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для термического расширения взрывных скважин в крепких горных породах.

Цель изобретения - затрат на расширение скважин и повьшение эффективности разрушения породы при одновременном использовании жидкого, и газообразного горючего.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг„ 2 - часть буревой штанги с теплогенератором в скважине .

Устройство для термического растигазошламорения скважин включает отвод 1 с заслонкой 2 для регулирования величины давления продуктов сгорания в скважине 3, измерителем давления в скважине 3 и уплотнителем. 4 устья скважины, буровую штангу 5, на нижнем конце которой установлен теплогенератор 6, В корпусе 7 теплогенератора 6 по его оси 8 размещена поджигающая (пусковая) горелка 9, работающая на жидком топливе. Верхняя распределительная головка 10 теплогенератора 6 имеет каналы и служит для подвода жидкого топлива по трубопроводу 115 газового топлива по трубопроводу 12J воды для охлаждения и пьшеподавления по трубопроводу 13 и окислителя (воздуха) через отверстия 14, выполненные в распределительной головке 10. Основное приспособление для смесеобразования представлено в виде центральной части 15 распрделительной головки 10 и служит для обеспечения устойчивого горения смеси жидкого горючего с окислителем в поджигающей горелке 9

Дополнительное приспособление для смесеобразования представлено в виде крьш1ки-полусферы 16 и кольцевой камеры 17, образованной корпусом 7 теплогенератора 6 и поджигающей горелкой 9 Крьшка-полусфера 16 выполнена выпуклой относительно распределительной головки 10, а периферийные части 18 крьшки-полусферы 16 закреплены на корпусе 7 теплогенератора 6. В крьш1ке-полусфере 16 вьшолнены отверстия 19 и 20 для завихрения воздуха и подачи газового топлива в факел пламени поджигающей горелки. Вы- xoднQe отверстие 21 сопла 22 поджигающей горелки 9 совмещено со средней частью (центром) 23 крьш1ки-полусфе

612872

ры 16 теплогенератора 6, а трубопровод 12 газового топлива подведен к крышке-полусфере 16 и через отверсg тия 20 газовое топливо поступает в факел пламени поджигающей горелки 9.

Устройство для термического расширения скважин работает следующим образом.

10 Теплогенератор 6 с зажженной поджигающей горелкой 9 опускают в скважину 24, герметизируют устье уплотнителем 4 и создают в скважине 24 избыточное давление продуктов сгора1f ния в 0,4-0,6 МПа с помощью заслонки 2 по показаниям измерителя (манометра) давления. Затем подают газовое топливо по трубопроводу 12 в факел 25 пламени поджигающей горелки 9.

20 После зажигания газа давление в скважине 24 возрастает в связи с увеличением объема продуктов сгорания, поэтому по показаниям измерителя его регулируют заслонкой 2 до нужной

25 величины и начинают процесс расшире0

5

0

ния, не выключая поджигающей горелки 9. Факел 25 пламени горелки 9 является гарантом безопасного использования газового топлива, особенно пропанбутановых смесей, которые тяжелее воздуха, так как в случае срыва пламени газовое топлива заполняет скважину 24, щели в массиве, соз- давая взрывчатую смесь с воздухом и при повторном запуске возможно взрывание этой смеси. Постоянное горение жидкого топлива в поджигающей горелке.9 исключает такую возможность.

Кроме этого, факел 25 является средством разрушения случайно попа- .дающих в скважину кусков породы, препятствующих прохождению теплогенератора 6 по скважине 24, а также способствует улучшению очистки сква- 5 жины 24 от шлама, создавая турбулентные потоки, поскольку горение газового топлива происходит в виде сравнительно спокойного факела сферической формы из-за отсутствия разгоняющего сопла, формирующего сверхзвуковую струю. Совмещение .выходного отверстия 21 сопла 22 поджигающей горелки 9 со средней частью 23 крышки-полусферы 16 теплогенератора 6 способствует равномерному воздействию теплового потока на весь периметр расширяемой скважины 24 за счет размещения пламени газового топлива .сферической формы по центру оси скважины 24. Это

0

5

повышает эффективность, процесса термического расширения скважин.

Охлаждение корпуса 7 теплогенератора 6 производят водой, которую подают в него по трубопроводу 13.

Формула изобретения

Устройство для термического расширения скважин, включающее буровую штангу, размещенный на ней корпус теплогенератора с распределительной головкой и поджигающей горелкой, расположенной на оси корпуса теплогенератора, выполненные в распределительной головке каналы для подвода топлива, окислителя, кольцевую камеру, образованную корпусом теплогенератора

и поджигающей горелкой, и приспособление для смесеобразования, отличающееся тем, что, с целью

снижения затрат на расширение скважин и повышения эффективности разрушения породы при одновременном использовании жидкого и газообразного горючего, оно снабжено дополнительным приспособлением для смесеобразования, которое выполнено в виде крьшки-полусферы, при этом периферийные части крьш ки-полусферы закреплены на корпусе теплогенератора,

а coitJio поджигающей горелки расположено в средней части крышки-полусферы, причем в последней выполнены отверстия в направлении центра кривизны крьш1ки-полу сферы.

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет снизить затраты на расширение скважин и повысить эффективность разрушения породы при одновременном использовании жидкого и газообразного горючего. Устройство включает буровую штангу 5, размещенный на ней корпус (К) 7 теплогенератора 6 с распределительной головкой 10 и поджигающей горелкой (ПГ) 9, расположенной на оси К 7. В головке 10 выполнены каналы для подвода топлива, окислителя. Причем К 7 и ПГ 9 образуют кольцевую камеру. Устройство также имеет основное и дополнительное в виде крьшки-полусферы (КП) 16 приспособления для смесеобразования. Периферийные части КП 16 закреплены на К 7, а сопло 22 ПГ 9 располо;кено в средней части КП 16, имеющей отверстия. Они выполнены в направлении центра кривизны КП 16. После зажигания газа ПГ 9 давление в скважине 24 возрастает. Начинают процесс расширения при включенной ПГ 9. При этом факел 25 ПГ 9 является гарантом безопасного использования газового топлива и средством разрушения кусков породы, попавших в скважину. Создавая турбулентные потоки, факел 25 улучшает очистку скважины 24. 2 ил. (Л С Фиг.г

Составитель В. Захаров Редактор А. Козориз Техред М.Дидык Корректор С. Шекмар

Заказ 6289/35 Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР , по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., Д. 4/5

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