Способ образования м.и.циферова выработок в земной поверхности Советский патент 1977 года по МПК E21B7/18 E02F5/16 E21C37/16 

стенками ракеты и выработкой должен составлять приблизительно половину наибольшего диаметра ракеты.

При небольшом весе ракеты и ее горючего относительно реактивной струи, дерютвующей на забой, целесообразно сформировать дополнительную газодинамическую струю, истекающую в направлении, противоположном движению ракеты и увеличивающую усилие прижатия ракеты к забою.

При большом весе ракеты и ее горючего относительно силы струи, действующей на забой, целесообразно сформировать дополиительную газодинамическую струю, распространяющуюся в наиравлеиии, совпадающем с движением ракеты, для создания дополнительного усилия, способствующего удержанию ракеты над забоем.

Па фиг. 1 схематически изображена ракета для бурения скважим в земной поверхности; на фиг. 2 - приспособление для определения расстояния от сопла до забоя; иа фиг. 3 - полон ение ракеты в скважине при проходке; на фиг. 4 - положение ракеты в начале работы при горизоитальной проходке; на фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 4.

Предлагаемый способ может быть реализован с использованием любой, известной в настоящее время, твердотопливной ракеты.

Однако для обеспечения наилучших условий для осуществления способа целесообразно использовать специальную ракету, изображенную на фиг. 1.

Ракета / имеет корпус 2 с камерой 3 сгорания, в которой расположены топливные элементы 4.

Ракета / имеет рабочий орган 5, снабженный соплом 6, под действием истекающей из которого газодинамической струи происходит разрушение забоя.

Перед запуском ракету / устанавливают на некотором расстоянии от поверхности 7 забоя, как показано на фиг. 1, и удерншвают с иомощью зажимов 8. Соило 6 должно быть расположено ка таком расстоянии от поверхности забоя, ири котором в процессе работы ракеты сумма внешних сил, действующих на нее, равна иулю. Теоретически величииа / может быть оиределеиа из следующих соображений. В момент запуска на рабочий орган 5 ракеты / воздействуют усилия PI веса, веса р.) ее топлива, реактивной силы РЗ газодинамической струи, истекающей из сопла ракеты /, силы Р противодавления, возникающего между носовой частью ракеты и забоем. Таким образом, должио соблюдаться условие:

Pi-ffa-/о-/ 0.

В этом равгпстве

зел;1Ч1;;1ы силы иротиоорасстояиия /. а остальдавления зависят от ные величины - от класса ракеты, т. е. имеюцих одинаковое усилие тяги и собственный обе. Следовательно, для соблюдения указанного равенства необходимо выбрать раестояние таким, чтобы сопло находилось на таком расстоянии от поверхности забоя, при котором во время работы ракеты сумма реактивной силы газодинамической струи и силы противодавления, возникающего между носовой частью ракеты и забоем, уравновещивалась силами иермещения ракеты к поверхности забоя, в данном случае силами Pi + P.

В каждом конкретном случае для ракет задаиного класса величииа / может быть определена экспериментально с помощью нрисиособления, показанного на фиг. 2.

Это приспособление имеет масивиое стальное основание 9, на котором вертикально размещена металлическая труба 10, имитирующая скважину. На ракете / закреплен стержень //, а на трубе 10 - рейка 12. Ракету / устанавливают иа некотором расстоянии от основания 9 и заиускают. После вхождения двигателя ракеты в расчетный режим ракета стабилизируетея в некотором положении. По положению стержня // относительно рейки 12 определить расстояние от сопла 6 ракеты до основания 9. Это расстояние ири использовании других ракет этого класса может быть принято за эталонное. Проведенные экеперимеиты показывают, что это расстояние / должно сотавлять не менее четырех диаметров среза забойного сопла 6 ракеты.

Таким образом, при соблюдении указанного условия в первый момент после запуска ракета / будет находиться во взвенюином состоянии относительно забоя. Под действием газодинамической струи, истекающий из сопла 6 и воздействующей иа забой, происходит разрушение породы и формирование скважииы. Движеиие ракеты / в сторону забоя, как это видно на фиг. 3, нри проходке скважины в нап)авлении к центру Земли, происходит под действием сил прижатия ракеты в иаиравлеиии к забою, тогда как реактивная сила газодинамической струи стремится вынести ракету из сквал ины. Поэтому необходимо, чтобы сила прижатия ракеты к забою несколько превышала реактивную силу газодинамической струи. Этой си;10Й пpижaтн i ракеты / к забою является сумма веса l() ракеты и топлива, которая должна превышать тягу ракеты.

При движении ракеты в скважиие появляется дополнительное усилие, стремящееся вытолкнуть ракету из скважины. Это усилие возникает за счет сил трения о корпус ракеты / частиц породы и потока отработаиного газа газодинамической струи. Поэтому иеобходимо силз переме1цения ракеты к забою, в данном случае всей ракеты и горючего, выбрать такими, чтобы их сумма превышала сумму реактивной силы и сил трения о кориус восходящего иотока, содержащего частииы породы и отработанный газ, отходяшие в зазор между корпусом ракеты и выработкой. Для обеспечения устойчивой работы ракеты в скважиие целесообразно, чтобы зазор между корпусом ракеты и стенкой скважины был . , .ov noro a ..eftvve ь в „ ,еВьУ n 0, 5Si-r 3 P« poS5;; - O- ..p.ccsa- - ,.,, ;««, ,У 1V-, йен. f ...... .:Ss:;.s ... F2 .„«ettVift . npo%o -W,,г-геет g vyj -„ rnV30 tsTOO № „пОТЙОШ. . ,,, ее O врабо - o° ..ttU Lnact, ro- „гляботта , 423..-,„.::;.: от%оЯ5 «u to кКей из tU I;olьзoв f /v..eeт в .енно i..:cr г .S. . s s- - Pi - 6bV : i-mtii . s/ Ра,« , ог ,п носовое . в .vn, -еко 5бо;о, «W, 5 « ™S «lero .2: Sri5aS ъ 1. t/j rf йс5 ;-sr;« чгс:; «0% , оеГ о.: «30 S;«f f-f ос«:- Ро.„ ;„-Г«5. ЯОГ( ОДйЛйсь в асгд .,«д о г;л-я х .aS ра;,е,, с я особ „7° «а р., сос то . Резе Jsij J „7 ..i7««,,coc.,-;2.. с со;, ;г :5-- «о„7п « ал,/, ijfa .Х555 Ь 3тяя .ея. УВелиг йад 5 T-if. OJO и Сп я п, .... Фоп,.:.- -(-З, , со1..РУ;о, e.-, -tsfFs .