Устройство для бурения льда Советский патент 1977 года по МПК E21B7/14 E21C21/00 E21C19/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВУРЕНИЯ ЛЬДА

Изобретение относится к устройствам для бурения льда термическим способом и предназначено для проходки полостей различной формы и размеров в массиве льда. Из основного авт.св. № 446617 известно устройство для бурения льда, включающее генератор тепла, щит-теплооб.менник конусообразной формы с вершиной, направленной, вниз, в центральной части которого выполнены каналы для отвода воды и шланг для отвода газоводяной смеси 1. В этом устройстве для избежания повторного замерзания воды при откачке на поверхность ее предварительно пропускают через охлаждающие тракты горелки. Подогретая вода откачивается с забоя скважины насосом. Соответственно подогрев воды в охлаждающих трактах горелки приводит к уменьшению ее полезной тепловой мощности. Откачка воды на поверхность с помощью насоса требует дополнительных затрат энергии и усложняет конструкцию устройства. Все это приводит к уменьшению к.п.д. устройства и снижению эффективности процесса бурения. Цель изобретения - повышение эффективности процесса бурения. Это достигается тем, что устройство снабжено патрубками с изменяющимися по длине поперечными сечениями, уменьшающимися от входа к средней части и увеличивающимися от нее к выходу, сообщающими полость щитатеплообменника и каналы для отвода воды со шлангом для отвода газоводяной смеси, причем выходы каналов-Для отвода воды размещены в суженной части патрубков, а окна, сообщающие полость щита-теплообменника с патрубками, расположены ниже выходов каналов для отвода воды. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрезана фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Устройство для бурения льда имеет теплоизОоПированный с верхней стороны щита-теплообменник I, соединенный с воздушно-огнеструйной реактивной горелкой 2, подводящие магистрали 3 воздуха и горючего, и шланг 4 для отвода газоводяной смеси. Все устройство подвешивается на тросе к лебедке 5, установленной на поверхности. Щит-теплообменник имеет форму усеченного конуса с вершиной, направленной вниз. Внутри щита расположены каналы 6, по которым пропускаются высокотемпературные проукты сгорания. Каналы 6 расположены так, чтобы обеспечить равномерный прогрев нижней рабочей поверхности щита-теплообменника. В центральной части щита-теплообменника расположены патрубки 7 с изменяющимися по длине поперечными сечениями, уменьщающимися от входа к средней части и увеличивающимися от нее к выходу.

При помощи каналов 8 для отвода воды и окон 9 патрубки сообщены соответственно с поверхностью забоя и полостью щита-теплообменника. Окна 9 расположены ниже выходных сечений каналов 8, находящихся в суженной части патрубков 7.

Высокотемпературные продукты сгорания из камеры сгорания горелки в полость щитатеплообменника подаются через сопло 10.

При работе устройства высокотемпературные продукты сгорания из камеры сгорания реактивной горелки 2 через сопла 10 поступают в каналы 6 щита-теплообменника. Проходя по каналам, продукты сгорания нагревают нижнюю рабочую часть щита-теплообменника, которая, контрактируя со льдом, расплавляет его. Образующаяся вода, благодаря наклонной форме забоя, стекает в его центральную часть. Из каналов 6 отработанные продукты сгорания, имеющие избыточную температуру, через каналы 8 подаются в патрубки 7. Поднимаясь вверх по патрубкам, продукты сгорания создают на срезе вь1ходного сечения канала 8 зону разряжения. В результате этого вода отсасывается с поверхности забоя, смешивается с отработанными продуктами сгорания и наверх подается ужо нагретая газоводяная смесь.

На подогрев газоводяной смеси ксполь:.уется тепловая энергия уже отработанных прол ктов сгорания, которые в ранее известной коиструкции сбрасывались в атмосферу. Это приводит к увеличению к.п.д. устройства. Кроме того ликвидация насоса для откачки воды с поверхности забоя упрощает конструкцию устройства, делает ее более надежной в работе. Соответственно ликвидируются затраты энергии на откачивание воды. Все это приводит к интенсификации процесса плавления льда, снижает энергоемкость процесса и повышает эффективность процесса бурения.

Формула изобретения

длине поперечными сечениями, уменьщающими ся от входа к средней части и увеличивающимися от нее к выходу, сообщающими полость

щита-теплообменника и каналы для отвода воды со щлангом для отвода газоводяной смеси, причем выходы каналов для отвода воды размещены в суженой части патрубков.

Источники информации, принятые во вн.чмание при экспертизе:

фиг-1