Устройство для пылеподавления при бурении скважин Советский патент 1978 года по МПК E21B21/07 

1

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к устройствам для пылеподавления при бурении скважин. Преимущественная область его применения - -проходка взрывных скважин на карьерах станками шарошечного бурения.

Известно устройство для пылеподавления при бурении скважин, включаюш,ее буровой став, емкость для воды, частотную установку, компрессор и магистрали для подачи в буровой став воды и сжатого воздуха 1.

Недостатком известного устройства является существенное снижение (до 50%) скорости бурения и проходки на щарошечные долота по сравнению с установками для сухого пылеулавления или пылеподавления на поверхности.

Известно также устройство для пылеподавления при бурении скважин, включающее буровой став, опорный узел с подсоединенными к нему обособленными магистралями для сжатого воздуха и смачивающего агента и насосную установку 2.

Данное устройство может иметь два обособленных канала в буровом ставе и поэтому позволяет подавать смачивающий агент, например воду, в затрубное пространство на некотором расстоянии от забоя скважины. Это приводит к увеличению скорости и проходки

2

на долото, приближая их к уровню, имеющему место при пылеулавливании или пылеподавлении на поверхности.

Однако при работе в зимних условиях магистраль для смачивающего агента и буровой став промерзают, что затрудняет процесс бурения и увеличивает время на вспомогательные операции.

Целью изобретения является предохранение смачивающего агента от замерзания в магистрали для смачивающего агента и в буровом ставе.

Это достигается тем, что зстройство снабжено гибким рукаво.м, имеющим по концам

связь с воздушной магистралью, сливным вентилем, дросселем и обратным клапаном, причем магистраль для смачивающего агента заключена с зазором в гибкий рукав и посредством обратного клапана сообщена с воздушной магистралью, дроссель установлен в магистрали для смачивающего агеита, на выходе из насосной установки, а сливной вентиль- за дросселем.

На чертеже изображена принципиальная

схема устройства для пылеподавления при бурении скважин.

Устройство имеет опорный узел 1 с подсоединенными к нему обособленными магистралью 2 для сжатого воздуха и магистралью 3 для смачивающего агента. Шпиндель 4 опорного узла 1 через переходник 5 соединен с буровым ставом 6.

Буровой став 6 может иметь один центральный канал, в котором сжатый воздух и Смачивающий агент смещиваются и образуют воздущно-водяную смесь, поступающую на забой (на чертеже не показан) для очистки скважины и пылеподавления. Однако более прогрессивным является выполнение бурового става с двумя обособленными каналами для сжатого воздуха 7 и для смачивающего агента 8. В этом случае возможна подача смачивающего агента в затрубное пространство на некотором расстоянии от забоя скважины, что будет способствовать повыщению скорости бурения и проходкн на долото.

Сжатый воздух в магистраль 2 подается компрессорной установкой 9 бурового станка (на чертеже не показан), а смачивающий агент поступает в магистраль 3 от насосной установки 10 из бака 11. В качестве смачивающего агента может быть применена вода, ее смесь с любыми подходящими реагентами, воздущно-водяная смесь как таковая, так и с добавлениями указанных реагентов.

Магистраль 2 сообщена с магистралью 3 трубопроводом 12, в который встроен обратный клапан 13, препятствующий попадапию воды в воздущную магистраль 2 и компрессорную установку 9.

Регулирование расхода смачивающего агента осуществляется дросселем 14, установленным в магистрали 3 для смачивающего агента, на выходе из насосной установки 10. Для слива смачивающего агента из магистрали 3 служит сливной вентиль 15, установленный за дросселем 14 по ходу смачивающего агента.

В зимний период возможно замерзание смачивающего агента в магистрали 3. Чтобы предотвратить это явление, магистраль 3 заключена с зазором 16 в гибкий рукав 17, нмеющнй по своим концам гидравлическую связь с воздущной магистралью 2. Эта связь осуществляется посредством трубопровода 18 на одном конце и трубопровода 19, соединенного с трубопроводом 12, на другом.

Сечения трубопроводов 12, 18, 19 и гибкого рукава 17 подобрапы таким образом, чтобы обеспечить пропуск сжатого воздуха в количестве, достаточном для предотвращения замерзания смачивающего агента в участке магистрали 3, находящемся на открытом воздухе, при максимально возможных морозах в конкретных условиях бурения.

В процессе бурения основная часть сжатого воздуха лоступает от компрессорной установки в воздущную магистраль 2, а оставшаяся часть - в трубопровод 12. В нем поток сжатого воздуха раздваивается: часть его поступает через обратный клапан 13 в магистраль 3 для смачивающего агента, образуя воздущно-водяную смесь для пылеподавления, а дрзгая часть через трубопровод 19 - в кольцевой зазор 16 гибкого рукава 17. Этот воздух, пройдя через рукав 17 и отдав свое тепло смачивающему агенту, возвращается в воздзщную магистраль 2 и участвует

в полезной работе по очистке скважины от продуктов разрущения.

По окончании бурения скважины дроссель 14 перекрывают и производят продувку магистрали 3 для смачивающего агента. При этом

вода удаляется из магистрали 3, кольцевого канала 8 бурового става 6, и прочищаются пылеподавляющие форсунки (на чертеже не показаны). В аварийной ситуации (при прекращении подачи электроэнергии) смачивающий

агент нз магистрали 3 удаляют через вентиль 15.

Применение данного устройства позволяет предохранить смачивающий агент от замерзания в магистрали для смачивающего агента

и в буровом ставе, сократить непроизводительные затраты времени в зимний период и осуществлять бурение при любых морозах. Удлиняются возможные сроки работы станка и, следовательно, увеличивается годовая производительность.

Формула изобретения

Устройство для пылеподавлення при буреНИИ скважин, включающее буровой став, опорный узел с подсоединенными к нему обособленными магистралями для сжатого воздуха и смачивающего агента и насосную установку, отличающееся тем, что, с целью предохранения смачивающего агента от замерзания в магистрали для смачивающего агента и в буровом ставе, оно снабжено гибким рукавом, имеющим по концам связь с воздущной магистралью, сливным вентилем, дросселем и обратным клапаном, причем магистраль для смачивающего агента заключена с зазором в гибкий рукав и посредством обратного клапана сообщена с воздущной магистралью, дроссель установлен в магистрали для смачивающего агента, на выходе из насосной установки, а сливной вентиль - за дросселем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Кутузов Б. Н., Михеев И. Г. Пневмотранспортные и обеспыливающие системы буровых

станков на карьерах. М., «Недра, 1970, с. 219, рис. 153.

2.Патент США № 3749186, кл. 175-228, опублик. 1973.

8

6

19

V/. I