УСТРОЙСТВО для БУРЕНИЯ ЛЬДА Советский патент 1972 года по МПК E21B7/14 

Изобретение относится к термическим способам разрушения сред и предназначено для проходки полостей (отверстий) различного сечения в массиве льда.

Известны устройства для бурения льда, включающие генератор тепла, в качестве которого применяется злектротермобур, и насос.

Однако применение электричества в качестве генератора тепла эффективно только для проходки скважин малого диаметра (до 200- 300 мм), когда требуется небольшая тепловая мощность инструмента. С увеличением размеров полости резко увеличивается мош,ность электрического оборудования, а следовательно, его вес и габариты, что ограничивает применение электротермобуров для проходки полостей большого сечения. Кроме того, известные устройства имеют низкий к.п.д. электрических инструментов из-за того, что на границе контакта нагретого элемента со льдом всегда имеется слой воды, которая отбирает значительное количество тепловой энергии. Цель изобретения-повысить производительность бурения и к. п. д. устройства.

Для этого устройство снабжают соединенным с генератором тепла и теплоизолированным с верхней стороны ш,итом-теплообменником, внутри которого выполнены каналы для обмывания его высокотемпературным теплоносителем.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Оно состоит из шита-теплообменника 1, внутри которого имеются каналы для прохода продуктов сгорания. Каналы располагаются так, чтобы обеспечить равномерный нагрев ш,пта по всей площади. Щит может быть любой конфигурации в зависимости от требуемой формы полости (круглый, прямоугольный фигурный и т. д.) Нижнюю сторону щита выполняют из теплопроводного материала (например, меди). Эта сторона имеет несколько открытых каналов а, расположенных радиально от центра щита и соединенных с отверстием б.

Верхняя сторона щита 2 теплоизолирована. На щите установлен генератор тепла 3 (нанример, воздушная реактивная горелка), сопло которого выходит во внутреннюю полость щита. К горелке подсоединены два шлаига 4, по

которым подается топливо и воздух. Погружной насос 5 и щланг 6 предназначены для откачки на поверхность воды, образованной после таяния льда.

Все устройство подвешено на тросе 7, который соединен с лебедкой, установленной на треноге или специальном станке.

Продукты сгорания (высокотемпературные газы), проходя по каналам внутри щита, нагревают его нижнюю сторону, которая находится в контакте со льдом, в результате чего лед плавится. Отработанные газы, имеющие еще Избыточную тепловую энергию, из внутренних каналов через отверстия б выбрасываются под щит и, проходя по радиальным каналам а от центра к краям, дополнительно плавят лед и удаляют из-под щита образовавшуюся воду. Вода откачивается насосом на поверхность. При малой глубине полости (до 10 м) возможна проходка без откачки воды, так как газы под щитом имеют избыточное давление.

Наличие теплоизоляции на верхней сторо}ю щита позволяет избежать потерь тепла на нагрев воды и использовать энергию газовых

струй в основном на плавление льда. По мере плавления льда щит опускается под действием собственного веса.

Скорость проходки и размер полости определяются размерами щита и тепловой мощностью генератора тепла, которая может регулироваться в щироких пределах расходами топливных компонентов.

Предмет изобретения

Устройство для бурения льда, включающее генератор тепла и насос, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности бурения и к. п. д. устройства, оно снабжено соединенным с генератором тепла и теплоизолированным с верхней стороны щитом-теплообменником, внутри которого выполнены каналы.