Устройство для термического бурения и расширения скважин струями высокотемпературного газа Советский патент 1980 года по МПК E21C21/00 E21B7/14 E21C17/00 

1

Изобретение касается устройства для термического бурения и расширения скважин струями высокотемпературногю газа и может быть использовано в качестве рабочего органа станка для огнеструйного бурения.

Известно устройство для термЕгтеского бурения и расширения скважин струями Выёркотемпературного газа, содержащее камеру сгорания, снабжеяную турбинкой для вращения относительно корпуса а оснащенную сопловой крышкой Щ.

В этом устройстве не предусмотрено регулирования скорости вращения сгорания, а также отсутствует возможность поддерживать число оборотов камеры сгорания в автоматическом режиме в зависимости от физических свойств горных пород и структурно-текстурных особенностей массива.

Наиболее близкн техническим -решением к предлагаемому является устройство для термическо1 о бурения и расширения скважин струями высокотемпературного газа, содержащее соединяемый с буровой штангой корпус, в котором расположена камера сгорания, ограниченная с одной стороны сопловой крьппкой и с другой - распределительной головкой и снабженная приводом для ееврашення с регулятором числа оборотов Т 21.

В этом устройстве камера сгорания соединена с центробежным регулятором скорости, взаимодействующим своими функциональными элементами с конусной втулкой, укрепленной внутри буровой штанги. Благодаря наличию центробежного регулятора достигается автоматическое поддержание заданного числа оборотов сгорания.Однако процесс регулирования числа оборотов камеры сгорания затруднен и не может быть осуществлен в широком диапазоне, что накладьтает определенные ограничения на выбор оптимальных режимов бурения и расширения скважин.

Цшть изобретений- - упростить процесс регулирова1ШЯ и расширить его диапазон.

Это достигается тем, что .буровая штанга состоит из телескопически раздвижных частей, а привод для вращения камеры сгорания вьшолнен в виде смонтированного в верхней части буровой штанги двигателя с телескопически раздвигаемым приводным валом, несущим на конце шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом, закрепленным на камере сгорания.

При таком вьтолнении устройства путем изменения скорости вращения двигателя можно легко и в широких пределах регулировать число оборотов камеры сгорания, получая необходимые скорость бурения, диаметр и форму котлового расширения.

На фиг. 1 показано устройство; продольный разре; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство для термического бурения и расширения скважин струями высокотемпературного газа, как показано на фиг. 1, имеет подвешенную на подщипниках 1 к распределительной головке 2 камеру 3 сгорания с сопловой крышкой которая расположена в корпусе 5 и мож вращаться относительно него. Корпус 5 посредством резьбы соединен с буровой штангой 6, состоящей из нескольких телескопически раздвижных частей 7. Внутри нее проходят магистрали 8,9 и 1О (фиг.2) для подвода к камере 3 сгррайия соответственно горючего, окислителя (воздуха) и охлаждающей воды.

Камера 3 сгорания представляет собой известную конструкцию и снабжена форсункой 11 для распыления горючего и завихрителем 12 для закручивания воздуха. Регулируемое вращение камеры сгорания с сопловой крышкой 4 и кожухом 13 осуществляется двигателем Д4 (фиг.1), расположенным в верхней части буровой штанги 6 и имекяцим телескопически раздвижной пр1тодной вал 15, несущий на конце шестерню 16.

Эта шестерня, как показано на фиг.1 и 3, находится в зацеплении с зубчатым венцом 17, скрепленным с камерой 3 сгорания.

Буровая штанга 6 подвешена на канатах 18 к барабану 19 бурового станка (не показан) и может при помощи

ЭТОГО барабана перемещаться по глуб1ше скважины.

Устройство работает следующим образом.

От двигателя 14 через телескопически раздвижной приводной вал 15, шестерню 16 и зубчатый венец 17 вращение передается камере 3 сгорания (которая обычным образом запускается .в работу), и тем самым обеспечивается круговое движение газовых струй, истекющих из камеры 3 сгорания через сопловую крышку 4. Изменяя скорость вращения двигателя 14 любым подходящим путем в зависимости от его ко1{струкцпи можно сравнительно просто регулировать число оборотов камеры 3 сгорания в широком диапазоне, учитывая физ1ткомеханические свойства буримьтх горных пород. При необходимости камеры 3 сгорания можно сообщать реверсивное вращение.

Использование телескопически раздвижной буровой штанги 6 дает определенные преимущества, так как можно отказаться от применения станка с громоздкой мачтой, заменив ее простым по конструкции барабаном.

Формула изобретения

Устройство для термического бурения и расширения скважин струями высокотемпературного газа, содержащее соединяемый с буровой штангой корпус, в котором расположена камера сгорания, ограниченная с одной стороны сопловой крышкой и с другой - распределительно головкой и снабженная приводом ее вращения с регулятором числа оборотов, отлич ающ ееся тем, что, с целью упрощения процесса регулирования и расширения его диапазона-, буровая штанга состоит из телескопически раздвижных частей, а привод для вращения камеры сгорания вьтолнен в виде смонтированного в верхней части буровой штанги двигателя с телескопически раздвигаемым прив одным валом, несущим на конце щестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом, закрепленным на камере сгорания. Источники информации, рринятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 422849, кл. Е 21 С 21/ОО, 1972.

2.Авторское свидетельство СССГ

№ 59О447, кл. Е 21 С 21/ОО, 1076.

19

/J

fc./

A-A

10