Устройство для разработки мерзлого грунта Советский патент 1990 года по МПК E21B7/24 

Изобретение относится к области бурения скважин с использованием энергии пара.

Целью изобретения является увеличение скорости погружения и снижение энергоемкости за счет уменьшения объема оттаянного грунта.

На фиг. 1 изображено устройство для разработки мерзлого грунта в момент погружения, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для разработки мерзлого грунта включает трубу-лидер 1, вибропогружатель 2, жестко прикрепленный к трубе-лидеру 1, паропровод 3, парогенератор (не показан). Во внутренней полости трубы 1 установлена вертикальная труба 4, снабженная в верхней части коленом 5, выведенным за пределы внутренней полости трубы 1. В нижней части трубы 1 расположена смесительная камера 6. Высота смесительной камеры 6 назначена исходя из необходимости обеспечения объема парогрунтовой смеси в указанных пределах. Над выходом колена 5 трубы I из внутренней полости трубы 1 установлен отражатель парогрунтовой смеси 7, выполненный из листового материала. Площадь поперечного сечения трубы Ц равна

F,

F2 (0,4 - 0,)-F

2

где F - площадь поперечного сечения внутренней полости вертикальной трубы 4, м2; Гг - площадь поперечного сечения

трубы 1, м2.

Смесительная камера 6 образована пространством между нижним торцом трубы-лидера 1 и нижним торцом вертикальной трубы 4. Высота между торцами труб выбирается в пределах

0,7/ h , D з ,

где h - высота между торцами трубы лидера и вертикальной трубы, м; Dt - диаметр внутренней полости

трубы-лидера, м; D.J - диаметр внутренней полости

трубы k, м.

Устройство работает следующим об разом.

0

5

0

5

0

5

Устройство для разработки мерзлого грунта устанавливают на поверхности грунтового массива 8. Из парогенератора (не показан) по паропроводу 3 подают пар и включают вибропогружатель 2. Грунт в основании трубы 1 действием пара переводят в оттаянное состояние, трубу 1 при включенном вибропогружателе 2 начинают погружать в грунтовый массив 8, а оттаянный грунт 9 в смесительной камере 6 перемешивают с паром и по трубе 4 поднимают из внутренней полости трубы 1 на дневную поверхность.

Формула изобретения

Устройство для разработки мерзлого Грунта, включающее трубу-лидер, вибропогружатель, же.стко прикрепленный к трубе-лидеру, и паропровод, соединенный с внутренней полостью трубы-лидера, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения скорости погружения и снижения энергоемкости, оно снабжено вертикальной трубой, установленной внутри трубы- лидера с выходом одного ее конца из внутренней полости трубы-лидера наружу, и отражателем, установленным над выходом вертикальной трубы, при этом другой конец вертикальной трубы установлен выше нижнего торца трубы- лидера на высоту, выбранную в пределах

D, h -7, D2,

где h - высота между торцами трубы- лидера и вертикальной трубы, м; Dt - диаметр внутренней полости

трубы-лидера, м; D - диаметр внутренней полости

вертикальной трубы, м, а площади поперечного сечения внутренних полостей вертикальной трубы и трубы-лидера связаны соотношением

50

F1 F7 (0,4 - 0,45)-F,,

55

где F( - площадь поперечного сечения внутренней трубы, м; F - площадь поперечного сечения внутренней полости трубы-лидера .

Изобретение относится к бурению скважин с использованием энергии пара. Цель изобретения - увеличение скорости погружения и снижение энергоемкости за счет уменьшения объема оттаянного грунта. Для этого внутри трубы - лидера (ТЛ) 1 устройства установлена вертикальная труба (ВТ) 4. Один ее конец-колено 5 выходит из внутренней полости ТЛ 1 наружу. Над выходом колена 5 ВТ 4 установлен отражатель 7. Другой конец ВТ 4 установлен выше нижнего торца ТЛ 1 на высоту, выбранную в пределах D₁≥H≥D₂, где H - высота между торцами ТЛ 1 и ВТ 4, м

D₁, D₂ - диаметры внутренних полостей соответственно ТЛ 1 и ВТ 4, м. Площади поперечного сечения Г₁ и Г₂ внутренних полостей соответственно ВТ 4 и ТЛ 1 связаны соотношением Г₁=Г₂(0,4 + 0,45)^.Г₂, м². Из парогенератора по соединенному с внутренней полостью ТЛ 1 паропроводу 3 подают пар и включают жестко прикрепленный к ТЛ 1 вибропогружатель 2. Действием пара грунт в основании ТЛ 1 переводят в оттаянное состояние. При включенном вибропогружателе 2 в грунтовый массив погружают ТЛ 1. Оттаянный гру

5е 21в

фиг.2