Скважинный гидромонитор Советский патент 1982 года по МПК E21C45/00 

(54) СКВАЖИННЫЙ ГИДРОМОНИТОР

1

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гидравлической разработки полезных ископаемых через скважины.

Известен скважинный гидрмониторный снаряд, включающий ;став водоподающих труб и гидромонитор с центральными торцевыми насадками и с насадками на боковой поверхности 1.

Однако расположение насадок по окружности и их жесткое закрепление в корпусе гидромонитора не позволяет воздействовать на каждую точку разрушаемой поверхности полезного ископаемого, что при условии размыва полезного ископаемого неоднородного состава является причиной неоптимального размыва и приводит к непроизводительным затратам рабочего времени на размыв и повышенному расходу воды.

Наиболее близким к изобретению является скважинный гидромонитор, включ-аюший корпус с высоконапорной камерой и насадками, расположенными по винтовой линии, закрепленной с возможностью вращения в горизонтальной плоскости на нижнем конце става 2.

Недостатком устройства является невозможность достижения оптимального режима разрушения полезного ископаемого.

Цель изобретения - оптимизация режима гидроразмыва.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем высоконапорную камеру с насадками, установленную с возможностью вращения на нижнем конце става, высоконапорная камера выполнена в 10 виде двух полусфер, соединенных посредством горизонтальной оси и пружины и установленных с возможностью поворота друг относительно друга.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид (продольный разрез); на фиг. 2 -

15 высоконапорная камера, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг, 4- механизм поворота высоконапорной камеры; на фиг. 5 - схема работы гидромонитора.

20

Скважинный гидромонитор состоит из двух полусфер 1 с гидромониторными насадками 2, подвижно закрепленных на горизонтальной оси вращения 3 и имеющих приемные окна 4, через которые рабочую жидкость подают в сферообразную высоконапорную камеру. Высоконапорная камера снабжена регулятором положения насадок 5, посредством которого происходит взаимодействие полусфер 1 друг с другом и представляющего из себя пружину, концы которой жестко закреплены на полусферах 1. Герметичность соединения полусфер 1 друг с другом достигается применением уплотнительного кольца 6. Высоконапорная камера размещена в стакане 7, имеющем возможность вращения вокруг вертикальной оси при движении подшипника качения 8, по направляющей 9 в корпусе регулятора горизонтальной скорости вращения 10. Фиксация гидромонитора в скважине осуществляется с помощью паращютного устройства 11, выполненного в виде цилиндра с каналами 12, служащими для передачи давления жидкости на уплотнительное кольцо-фиксатор 13. Последнее, прижимаясь к внутренней поверхности высоконапорного става 14, жестко закрепляет гидромонитор в его основании. Скважинный гидромонитор работает еледующим образом. С поверхности на трассе его с помощью лебедки опускают в предварительно обсаженную скважину до основания высоконапорного става 14. Затем по ставу подают напорную воду, давление которой через каналы 12, паращютного устройства 11 передается на уплотнительное кольцо-фиксатор 13. Последнее, взаимодействуя с внутренней поверхностью высоконапорного става 14, обеспечивает жесткое закрепление гидромонитора в скважине. Рабочая жидкость через приемные окна 4 поступает в высоконапорную камеру, а затем истекает из гидромониторных насадок 2, размывая полезное ископаемое. В результате истечения жидкости из насадок 2 появляются реактивные силы, создающие крутящий момент относительно оси става, под воздействием которого стакан 7 вместе с высоконапорной камерой начинает вращение вокруг своей вертикальной оси. При этом подщипник качения 8, жестко связанный со стаканом 7, движется по направляющей 9 регулятора горизонтальной скорости вращения 10. Кроме того, возникает крутящий момент вокруг горизонтальной оси 3, под воздействием которого происходит поворот полусфер 1 вместе с насадками 2 друг относительно друга на некоторый угол, определяемый упругостью пружины 5, работающей на скручивание. При неизменном напоре этот угол остается постоянным и, следовательно, имеет место лищь вращение стакана 7, а следовательно и насадок 2 только в горизонтальной плоскости . ч Поворот стакана происходит при движении подщипника 8 по наклонной части направляющей 9 вверх, после чего в период нахождения подщипника 8 на вертикальном участке направляющей 9 вращение прекраразмыв полезного щается и производится ископаемого. Цикл затем повторяется вновь. При увеличении напора рабочей жидкости возрастает величина реактивных сил, а соответственно увеличиваются моменты этих сил относительно оси 3, что приводит к скручиванию пружины 5 и, следовательно, к повороту полусфер 1 вместе с насадками 2, друг относительно друга в вертикальной плоскасти еще на некоторый угол. Предложенное устройство позволяет повысить эффективность скважинной разработки полезного ископаемого за счет оптимизации параметров гидроразмыва. Формула изобретения Скважинный гидромонитор, включающий высоконапорную камеру с насадками, установленную с возможностью вращения на нижнем конце става, отличающийся тем, что, с целью оптимизации режима гидроразмыва, высоконапорная камера выполнена в виде двух полусфер, соединенных посредством горизонтальной оси и пружины и установленных с возможностью поворота друг относительно друга. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 1143767, кл. 5 а 7/18, опублик. 1963. 2.Патент США № 3576222, кл. 175-67, опублик. 1969 (прототип).

ф1/г.

Фе/г.2

.

,Ф(/г.