Устройство для осушения и очистки скважин Советский патент 1992 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к устройствам для осушения скважин при разработке полезных ископаемых, но может быть использовано также для подъема воды и нефти из скважин на дневную поверхность, а также для очистки забоя скважин от шлама и песчаной пробки.

Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет обеспечения полного удаления шлама и воды и исключение расхода рабочего агента.

Поставленная цель достигается тем, что по сравнению с известной установкой для осушения и йчистки скважин, включающей подводящий и отводящий шланги, источник подачи рабочего агента в подводящий шланг, насадок, сообщенный с подводящим и отводящим шлангами и жестко закрепленный на них, и рыхлитель, установленный на насадке с возможностью продольного перемещения, в предлагаемой источник подачи рабочего агента выполнен в виде генератора пульсирующего давления, насадок выполнен в виде полого корпуса с приемным и нагнетательным клапанами, установленными в полости корпуса сильфона, сообщенного с подводящим шлангом и жестко закрепленного одним концом на корпусе, и подпружиненного стержня, установленного на корпусе с возможностью продольного перемещения и соединенного с возможностью вращения одним торцом с глухим концом сильфона, при этом полость корпуса сообщена с отводящим шлангом через нагнетательный клапан, а рыхлитель установлен на свободном торце подпружиненного стержня.

XJ

О

ся ы ю го

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемой установки со спущенным в скважину насадком; на фиг,2 - принципиальная схема предлагаемой насадки с рыхлителем.

Установка состоит из установленного на самоходной базе приводного реверсивного барабана 1 с размещенными на нем двумя шлангами различного диаметра, из которых шланг 2 меньшего диаметра расположен с кольцевым зазором в шланге 3 большего диаметра (возможно также расположение шланга 2 снаружу шланга 3 с вводом нижнего конца шланга 2 в шланг 3) или непосредственно в насадок. На самоходной .базе установлен также генёратор пульсиру- ющего давления. В данном случае генератор пульсирующего давления может быть выполнен в виде цилиндра 4 с поршнем 5, связанным с приводом 6. Привод 6 может быть одновременно приводом самоходной базы,

Цилиндр 4 сообщен со шлангом меньшего диаметра и трубкой 7 с вентилем 8 для заполнения системы несжимаемой жидкостью. Шланг 3 большого диаметра жестко связан с корпусом 9 насадка, состоящего из двух секций 10 и 11. Верхняя секция 10 через приемные 12 и нагнетательные 13 клапаны связана соответственно с полостью 14 скважины и межшланговым пространством. В секции 10 расположен сильфон 15 жестко закрепленной в ней верхним торцом. Нижний торец сильфона 15 заглушен, а через верхний торец сильфона 15 сообщается внутренней полостью через шланг 2 с генератором пульсирующего давления. Нижний торец сильфона 15 через упорный подшипник 16 взаимодействует со стержнем 17 подпружиненный пружиной 18. Стержень 17 подвижно уплотнен в нижнем торце секции 10 уплотнителем 19. При этом стержень 17 может совершать возвратно-поступательное движение в пределах длины хода сильфона 15. При этом обеспечивается возможность вращения этого стержня, например, за счет снабжения его наружной несамотормозящейся резьбой, взаимодействующей с аналогичной резьбой в нижней секции 11 корпуса 9. Вращение стержня 17 можно обеспечить также за счет других устройств, обеспечивающих преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное. Полость секции 11 сообщена с полостью скважины 14. Стержень 17 связан с рыхлителем 20 посредством штока 21 с прорезью 22, через которую пропущен палец 23, закрепленный в стержне 17. Шток 21 подпружинен относительно стержня 17 пружиной 24.

Установка работает следующим образом. После спуска насадка в скважину цилиндр 4 сообщается с полостью шланга 2. Затем, открыв вентиль 8 генератора пульсирующего давления,заполняют через трубку 7 всю систему (цилиндр, шланг 2 и сильфон 15) несжимаемой жидкостью (водой, маслом

0 и т.д.). Заполнение системы производится при крайнем правом положении поршня 5. После упора рыхлителя 20 забой скважины включается привод 6. Возвратно-поступательным движением поршня 5 создается в

5 цилиндре 4 пульсирующее давление, которое через шланг 2 передается в полость сильфона 15, который при повышении давления разжимается, вытесняя своим объемом из секции 10 корпуса 9 через

0 нагнетательные клапаны 13 несжимаемую жидкость. При разжатии сильфона 15 его нижний юрец перемещается вниз, толкая стержень 17. При этом стержень 17 перемещается вниз одновременно поворачиваясь

5 вокруг продольной оси. Поворот стержня 17 происходит из-за взаимодействия несамотормозящейся резьбы на стержне 17 и торце секции 11 корпуса 9. Поворачиваясь стержень 17 поворачивается также шток 21,

0 находящийся в зацеплении с ним пальцем 23. При этом поворачивается и рыхлитель 20 жестко связанный со штоком 21, Вращатель-рыхлитель 20 разрыхляет шлам на забое скважины, смешивая шлам с водой. При

5 понижении давления в системе, что происходит вследствии движения поршня 5 в правую сторону (фиг.1), давление в сильфоне 15 падает и пружина 18 возвращает стержень 17 и взаимодействующий с ним сильфон в

0 исходное положение. При этом объем сильфона уменьшается, что приводит к понижению давлений в секции 10. Под действием гидростатического давления жидкости в скважине приемные клапаны 12 открывают5 ся и происходит заполнение секции 10 сква- жинной водой со шламом. При этом движение стержня 17 вверх сопровождается его поворотом вокруг оси. Поворот происходит за счет несамотормоаящейся

0 резьбы на стержне 17 и торце секции 11,

Таким образом, при работе генератора пульсирующего давления скважинная вода откачивается из скважины на дневную поверхность, при этом шлам в забое скважины

5 разбуривается рыхлителем 20 и смешивается с водой. Вода транспортируется из забоя скважины на дневную поверхность по межшланговому пространству, Поворот стержня 17 вокруг оси обеспечивается упорным подшипником 16. Свободный ход штока 21

в стержне 17, за счет прорези 22 и пружины 24, обеспечивают подачу рыхлителя по мере разбуривания шлама на забое. Это исключает необходимость подачи рыхлителя 20 с устья скважины, т.е. поворотом барабана 1.

После завершения осушки и очистки скважины поворотом барабана 1 шланг 3 с насадком извлекается из скважины. Затем зарядной машиной производится зарядка скважины ВМ. Зарядку скважины можно производить также, используя предлагаемую установку. Для этого необходимо отсоединить насадок для осушки и очистки скважины от шланга 3 взамен присоединить зарядной насадок.

Использование предлагаемой установки по сравнению с известной позволяет улучшить качество осушки и очистки скважин, что сказывается на эффективности взрывных работ.

Формула изобретения Устройство для осушения и очистки скважин, включающее подводящий и отводящий шланги, источник подачи рабочего

агента в подводящий шланг, насадок, сообщенный с подводящим и отводящим шлангами и жестко закрепленный на них, и рыхлитель, установленный на насадке с возможностью продольного перемещения, о т- личающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет обеспечения полного удаления шлама и воды и исключения расхода рабочего агента, источник подачи рабочего агента выполнен в виде генератора пульсирующего давления, насадок выполнен из полого корпуса с приемным и нагнетательным клапанами, закрепленного в полости корпуса и сообщенного с подводящим шлангом одним концом сильфона и подпружиненного относительно корпуса стержня, установленного в нем с возможностью продольного перемещения и соединенного с возможностью вращения одним торцом с другим глухим концом сильфона, при этом полость корпуса сообщена с отводящим шлангом через нагнетательный клапан, а рыхлитель установлен на свободном торце подпружиненного стержня.

Область применения: очистки и осушение скважин в горнодобывающей промышленности. Сущность изобретения: устройство включает подводящий и отводящий шланги, источник подачи рабочего агента в подводящий шланг в виде генератора пульсирующего давления и насадок в виде полого корпуса с приемным и нагнетательным клапанами, установленными в полости корпуса сильфона, сообщенного с подводящим шлангом, жестко закрепленный одним концом на корпусе, и подпружиненного стержня. Стержень установлен на корпусе с возможностью вращения одним торцом с глухим концом сильфона. Полость корпуса сообщена с отводящим шлангом через нагнетательный клапан. Насадок сообщен с подводящим и отводящим шлангами. На свободном торце подпружиненного стержня насадки установлен с возможностью продольного перемещения рыхлитель. 2 ил. {/) С

//////////// ////// ////// ///////// /// ///

9

13

23