Устройство для электротермомеханического бурения горных пород Советский патент 1976 года по МПК E21C37/18 E21C21/00 

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство для электротермомеханического бурения горных.пород; на фиг. 2 - экран, разрез.

Устройство состоит из бурового става 1, передающего волновода 2, рабочего органа 3 с ааградителями 4. Между ставом и рабочим органом размещен жестко соединенный с ним (например, посредством резьбы), экран о, выполненный в виде винтового бурта 6. ьурт выполнен по винтовой линии с расстоянием между соседними витками, равным целому числу половин длины волны,т. е. L n-- ,

где л - длина волны излучения, и 1,2,3... (см. фиг. 2J. На боковой поверхности бурта вдоль его выполнены пазы 7, глубина которых равна четверти длины волны излучения. 11азы заполнены твердым диэлектриком с большой диэлектрической проницаемостью (например, стеатитовой керамикой).

-стройство работает следующим образом.

i енерируемую генератором электромагнитную энергию по передающему волноводу 2 направляют в рабочий орган 3, где происходит ее излучение и концентрация при помощи заградителей 4 на забое скважины.

Часть непоглощенной горной породой электромагнитной энергии по зазору между буровым органом и стенками скважины распространяется вверх параллельно оси скважины, ооковая поверхность бурта с его пазами совместно со стенками скважины в электрическом отнощенин для электромагнитных волн представляет собой короткое замыкание, от которого происходит отражение распространяющейся вверх СЬ4-энергии. Экранирующие свойства бурта с пазами более полно проявляются в том случае, если электрическая глубина пазов равна четверти длины волны излучения. Часть электромагнитной энергии, просочивщейся через первые витки бурта, отражается последующими и т. д.

Из теории поля известно, что при падепии электромагнитной волны на короткозамыкающую поверхность образуется стоячая электромагннтная волна с узлами (минимумами) и пучностями напряженности поля. Минимум напряженности поля расположен на расстоянии от короткозамыкающей поверхности, равном половине длины волны. В предлагаемом устройстве короткозамыкающие бурты с пазами выполнены на расстоянии друг относительно друга, равном половине длины волны излучения. Этим достигается то, что бурты находятся в минимумах напряженности стоячей электромагнитной волны. Это обеспечивает более эффективное экранирование СБЧэнергии.

При необходимости, для полного устранения излучения электромагнитной энергии из скважины, буровое устройство снабжают, несколькими, следующими друг за другом экранами.

Вынос из скважины буровой мелочи осуществляют потоком сжатого воздуха. На участке экрана выбуренная порода выносится но

винтообразной полости, образованной витками бурта и стенками скважины (на фиг. 1 показано стрелками). Это устраняет возможность выноса ОВЧ-эиергнн из скважины, выбуренной породой.

Для устранения возможности нопадания разрущенной породы в пазы бурта, что снижает эффективность экранировки, последние заполняют твердым диэлектриком с высокой диэлектрической проницаемостью.

Размещение между буровым ставом и рабочим органом экрана выгодно отличает предложенное устройство от известных, так как оно позволяет бурить скважины без излучения СВЧ-энергни в открытое пространство,

чем достигается улучшение санитарных условий труда обслуживающего персонала.

Формула изобретения

Устройство для электротермомеханического бурения горных нород, включающее генератор электромагнитной энергии, волновод, рабочий орган с заградителями и буровой став, отличающееся тем, что, с целью улучщения санитарных условий труда путем исключения излучения электромагнитной энергии в открытое пространство, устройство снабжено экраном, установленным между буровым ставом и раОочим органом и выполненным в виде вннтового бурта с пазами четвертьволновой глубнны, причем расстояние между соседними витками бурта равно целому числу половин длины волны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. № 353039, кл. Е 21С 37/18, 07.12.70.

2.Авт. св. № 488924, кл. Е 21С 37/18, 20.05.74 (прототип).

us. 1