Устройство для термического бурения скважин Советский патент 1974 года по МПК E21C21/00 

I

Изобретение относится к устройствам для термического буреиия скважин, в частности к устройствам с дистанционным запуском в работу.

Известпо устройство для термического бурения скважин, содержащее камеру сгорания, закрытую с одной стороны сопловой крышкой и распределительной головкой с другой, в которой выполнено отверстие для прохода окислителя в камеру сгорания и встроены форсунка для распыливания топлива и свеча зажигания, установленная соосно камере сгорания.

Известное устройство неудобно тем, что искровой промежуток свечи зажигания находится в зоне, где топливная смесь весьма обеднена горючим и перемещается с большими скоростями. Поэтому запуск известного устройства трудоемок.

С целью повышения надежности и дистанционного запуска устройства в работу между камерой сгорания и распределительной головкой расположена камера подготовки топливной смеси, и свеча зажигания размещена в трубчатом элементе, который соединен с распределительной головкой и проходит через камеру подготовки смеси, образуя со стенками ее выходного отверстия кольцевую щель, при этом на выступающем в камеру сгорания конце трубчатого элемента надета с возможностью осевого перемещения втулка.

Наличие трубчатого элемента, выходное отверстие которого выходит в камеру сгорания, обеспечивает заполнение топливной смесью искрового промежутка свечи зажигания, а наличие подвижной втулки на конце трубчатого элемента позволяет располагать выходное отверстие этого элемента в той зоне камеры сгорания, где соотношение компонентов наиболее благоприятно для воспламенения, а также создать температурный режим работы свечи зал игания.

Расположение трубчатого элемента в камере подготовки топливной смеси способствует его охлаладению топливной смесью и ее испарению, в результате чего улучшается качесгво подготовки смеси.

На чертеже изображено предлагаемое устройство в разрезе.

В корпусе 1 размещены камера 2 сгорания

с боковыми отверстиями 3 и камера 4 подготовки смеси с тангенциальными отверстиями 5 для входа окислителя (воздуха) и центральным отверстием 6 для входа смеси. Распределительная головка 7, имеющая форсунки 8

для подачи топлива (бензина) через отверстие в крышке 9 из трубопровода 10 и отверстия в своем фланце для прохода воздуха из буровой колонны 11, выходит в камеру 4 подготовки смеси. Головка 7 имеет трубчатый

элемент 12 со сквозным каналом, нижняя

часть которого выполнена в форме стуненчатой втулки и нроходит в камеру 2 сгорания через камеру 4 подготовки смеси коаксиально ее выходному отверстию 6, образуя со стенками камеры кольцевую щель. На нижний конец трубчатого элемента 12, выходящий в камеру 2 сгорания, навернута втулка 13, а в верхней части трубчатого элемента 12 установлена свеча 14 зажигания. Переходник 15 служит для прижатия фланца головки 7 к торцу 1 и соединения с буровой колонкой 11.

При запуске устройства в работу воздух из буровой колонны 11 через отверстия во фланце головки 7 направляется в зазор между корпусом 1 и стенками камер 2 и 4. Часть воздуха через отверстия 3 поступает в камеру 2 сгорания, а другая часть по отверстиям 5 входит в камеру 4 подготовки смеси.

Поступающий из трубопровода 10 бензин форсунками 8 распыляется в камеру 4. Здесь он интенсивно перемещивается струями воздуха из отверстий 5, образуя смесь с избытком топлива. Образующаяся в камере 4 топливная смесь через кольцевую щель между ее стенками и трубчатым элементом 12 поступает в камеру 2 сгорания. Здесь она обогащается кислородом воздуха, поступающего через отверстия 3, до соотношения компонентов, обеспечивающего воспламенение и горение. Топливная смесь заполняет весь объем камеры 2 и канала трубчатого элемента 12.

С повыщением давления и увеличением скорости перемещения компонентов топливной смеси в камере 2 смесь в канале элемента 12 остается неподвижной, что обеспечивает ее воспламенение при небольшом тепловыделении свечи 14 зажигания, когда к ней подается напряжение. При этом образующееся в канале трубчатого элемента 12 пламя проникает в камеру 2 сгорания и воспламеняет топливную смесь в этой камере. Устройство начинает работать. Истекающие из его камеры 2 продукты горения разрушают горную породу и выносят щлам из скважины.

Втулка 13 и нижняя часть трубчатого элемента 12, соприкасаясь с продуктами горения в камере 2, нагреваются до значительных температур и передают тепло топливной смеси, находящейся в камере 4, нагревая ее. Топливная смесь, омывающая трубчатый элеменг 12 в камере 4, охлаждает его, при этом сама смесь нагревается, как было указано, и часть бензина испаряется, что повышает качество

подготовки топливной смеси.

Возможность перемещения втулки 13 в камере 2 в зоны с различными температурами позволяет регулировать поверхность соприкосновения ее с продуктами сгорания и создать температурный режим работы свечи 14 зажигания, при котором отлагающаяся сажа выгорает без эррозии электродов свечи, что повышает надежность воспламенения смеси и долговечность работы свечи 14.

Предмет изобретения

Устройство для термического бурения скважин, содержащее камеру сгорания, закрытую с одной стороны сопловой крышкой и распределительной головкой с другой, в которой выполнено отверстие для прохода окислителя в камеру сгорания и встроены форсунка для

распыливания топлива и свеча зажигания, установленная соосно камере сгорания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности дистанционного запуска устройства в работу, между камерой сгорания и распределительной головкой расположена камера подготовки топливной смеси, а свеча зажигания размещена в трубчатом элементе, который соединен с распределительной головкой и проходит через камеру подготовки смеси, образуя. со стенками ее выходного отверстия кольцевую щель, при этом на выступающем в камеру сгорания конце трубчатого элемента надета с возможностью осевого перемещения втулка.

Т4