Устройство для электротермомехани-чЕСКОгО РАзРушЕНия гОРНыХ пОРОд Советский патент 1981 года по МПК E21C37/18 E21B7/15 

1

Изобретение относится к буровым машинам для электротермомеханического разрушения горных пород с использованием механического воздействия на забой в сочетании с комбинационным плазменно-дуговым и высокочастотным нагревом рабочей зоны.

Известно устройство, использующее плазменную струю, содержащую корпус с режущим инструментом, плазмотрон с неплавящимся электродом и каналами -плазмообразующего газа и охлаждающей жидкости, реактивную камеру Cl

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электротермомеханического разрушения горных пород, содержащее корпус с режущим инструментом, плазмотрон, неплавящиеся электроды, каналы плазмообразующего газа и охлаждающей жидкости и реактивную камеру, охваченную фокусирующим индуктором Г211.

Благодаря наличию фокусирующего индуктора плазменная струя концентрируется и ее температура увеличивается, однако дальнейшее повышение температуры целесообразно для эффективного разрушения горных пород.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения горных пород.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит дополнительный индуктор., электрически связан10ный с фокусирующим индуктс ом,и широкополосной усилитель, к симметричным выходам которого последовательно подключены плазмотрон и фокусирукяций индуктор, а дополнитель15

ный индуктор подключен на -вход усилителя.

На фиг. 1 изображена общая схема предлагаемого устройства,; на фиг. 2 - электрическая схема устрой20ства.

Устройство для электротермомеханического разрушения горных пород содержит корпус 1 с режущим инструментом 2, плазмотрон 3 с неплавя25щимся электродом 4 и каналами 5 и б плазмообразующего газа и охлаждающей жидкости соответственно, реактивную камеру 7, охваченную фокусирующим индуктором 8. Для повышения эффективности разрушения

горных пород плазмотрон 3 и фокуси рующий индуктор 8 подключены последовательно к симметричным выходс в.-9 и 10 широкополосного усилителя 11, например, бегущей волны, на вход 12 которого подключен дополнительны индуктор 13, электрически связанный с фокусирующим индуктором 8. Вторым электродом служит сопло 14.

Устройство для электротермомеханического разрушения горных пород работает следукюшм образом.

По каналу 5 подается плазмообразующий газ, а по каналу 6 - охлаждающая жидкость. К неплавящимся электродам 4 и 14 через вибратор (не показан) подключается напряже-ние зажигания дуги, и через реактивную камеру 7 на забой скважины выбрасывается струя плазмы. Корпус 1 с режущим инструментом 2 приводится во вращение. Электромагнитные колебания высокой частоты, усиленные усилителем 11, подаются на фокусирующий индуктор 8 и преобразуются им в электромагнитное поле, воздействующее как на забой скважины, так и на струю плазмы в реактивной камере 7.

Благодаря высококачественному нагреву струя плазмы становится высокотемпературной , а одновременное воздействие на забой скважины плазменной струи и электромагнитного поля интенсифицирует нагрев породы. Все это повьЕдает эффективность разрушения горных пород. Токи высокой частоты текут по замкнутой цепи: выход 10 - фокусирующий индуктор 8 - режущий инструмент 2, электрод 14 - струя плазмы в камере 7 - электрод 4 - корпус 1 - выход 9. Незатухающие колебания высокой частоты поддерживаются тем, что часть энергии фокусирующего индуктора 8 принимается дополнительным индуктором 13 и подается на вход 12 усилителя 11, замыкая контур положительной обратной связи. При этом обеспечивается автоматическое генерирование наиболее эффективных рабочих частот, соответствующих собственным частотам систекы, состоящей из собственно устройства и окружающих его рабочую часть горных пород.

йлсокочастотный нагрев плазменной струи, комбинационный нагрев породы и генерация резонансных частот обеспечивают высокую эффективность разрушения горных пород предлагаемым устройством.

Формула изобретения

Устройство для электротермомеханического разрушения горных пород, содержащее корпус с режущим инструментом, плазмотрон, неплавящиеся электроды каналы плазмообразующего газа и охлаждакяцей жидкости и реактивную камеру, охваченную фокусирующим индуктором, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения, оно содержит дополнительный индуктор, электрически связанный,с фокусирующим индуктором, и широкополосной усилитель, к симметричным выходам которого последовательно подключены плазмотрон и фокусирующий ин-дуктор, а дополнительный индуктор подключен на вход усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 137894, кл. Е 21 С 37/18, 1960.

2.Авторское свидетельство СССР 152634, кл. Е 21 С 37/18, 1958.

Фиг.2