Устройство для упрочнения горных пород Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 E21F5/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при упрочнении горных пород путем нагнетания в них укрепляющего раствора через скважины.

Известно устройство для инъекции текущего агента в скважину, включающее центральную трубу, обратный клапан, стаканы и уплотнительный эластичный элемент, расположенный между последними, снабженное наконечниками, соединенными с соответствующими торцами центральной трубы, обоймами насаженными на соответствующие наконечники, и торцовой гайкой, соединенной с одним из наконечников, при этом на внешней поверхности центральной трубы выполнена винтовая проточка, а наконечники и обоймы выполнены в виде отрезков труб с соответствующими проточками, торцовая гайка выполнена с двумя канавками, одна из которых сообщена с полостью наконечника, а другая с полостью, образованной проточками наконечника и обоймы, последняя сообщена с винтовой проточкой центральной трубы.

Недостатком этого устройства является то, что смещйвание компонентов раствора производится в баке нагнетательной установки, а это приводит к необходимости немедленно и полностью выкачивать быстро действующий раствор в скважину, так как в случае какой-либо задержки с подачей раствора его приходится выливать из бака и всей гидравлической системы из-за опасности их закупоривания затвердевщим

10 раствором.

Целью изобретения является упрощение работы конструкции при смещивании компонентов.

Цель достигается тем, что запорный элемент предохранительного клапана выпол нен в виде стакана с внещними винтообразными канавками и размещен в цилиндре с зазором. между корпусом цилиндра и наружным профилем винтообразной поверхности запорного элемента, причем по ок20 ружности на наружном профиле винтовой поверхности размещены центрирующие выступы.

На фиг. 1 приведена схема упрочнения горных пород; на фиг. 2 - герметизатор

и смеситель, разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Нагнетание укрепляющего раствора производят нагнетательной установкой 1, которая включает насос 2 для смолы и насос 3 для отвердителя, подводящие трубопроводы 4 и 5, переходник 6 и подводящий рукав 7. В скважину вводят герметизатор 8, к которому присоединен смеситель 9. Внутри подводящего рукава 7 и герметизатора 8 пропущен гибкий металлический трубопровод 10. Герметизатор 8 включает уплотняющий рукав 11, концевые стаканы 12 и конические ниппели 13 для зажатия уплотняющего рукава 11 и соединения с подводящим рукавом 7 и смесителем 9. Внутренний гибкий металлический трубопровод 10, пропущенный по подводящему рукаву 7 и герметизатору 8, соединен например, при помощи пайки с наконечником 14. Наконечник 14, являющийся седлом предохранительного клапана, выполнен с осевым каналом 15, соединенным с внутренним трубопроводом 10, и рядом боковых каналов 16 и круговой проточкой 17 для соединения с внутренней полостью 18 и заплечиком 19. Съемный смеситель 9, одновременно являющийся предохранительным клапаном, состоит из корпуса 20, выполненн го в виде полого цилиндра, в котором последовательно размещены уплотнительное кольцо 21, заплечик 19 наконечника 14, стакан 22, пружина сжатия 23, крыщка 24 с выпускным отверстием 25 и контргайка 26.

Стакан 22 является одновременно предохранительным клапаном и основным элементом смесительного узла. Его торцовая поверхность выполнена плоской для одновременного перекрытия канала 15 (поступления отвердителя) и проточки 17 (поступления смолы), а боковая поверхность - с винтообразными канавками 27. Внешний диаметр запорного элемента выбирается таким чтобы между его наружным профилем винтообразной поверхности и корпусом смесителя имелся определенный зазор 28. Для поддержания равномерности зазора по окружности на наружном профиле винтовой поверхности размещены центрирующие выступы 29.

В собранном виде смеситель 9 наворачивается на резьбу конического ниппеля 13 герме- изатора 8, при этом зажимаются уплотнительное кольцо 21 и заплечик 19

наконечника 14. Стакан 22 своей плоской торцовой поверхностью садится на плоское седло наконечника 14 и закрывает все каналы для смолы и отвердителя. Крыщкой 24 производится настройка предохранительного клапана на определенное давление.

Работы по упрочнению горных пород производятся следующим образом.

Собранный и подключенный к нагнетательной установке 1 стэв из подводящих трубопроводов 4 и 5, переходника 6, рукава 7, герметизатора 8 и смесителя 9 вводят в скважину 30 на необходимую глубину, включают HacoQbi нагнетательной установки 1, распирают герметизатор и нагнетают необходимое количество укрепляющего раствора в скважину.

Смещивание компонентов укрепляющего раствора производится при их перемещении вокруг стакана 22. Жидкость раствора, проходя через очередной выступ 31 винтообразной поверхности по зазору 28, поступает в очередную канавку 27, где происходит ее вихревое движение и винтовое движение по канавке. Кроме того, в смещивании компонентов принимает участие и весь корпус стакана своим непрерывным коле5 бательным осевым перемещением. Величина зазора 28, размеры канавок 27 и их количество определяется величиной расхода укрепляющего раствора.

После окончания работ по нагнетанию 0 укрепляющего раствора герметизатор со смесителем извлекается из скважины и смеситель промывается водой.

Формула изобретения

Устройство для упрочнения горных пород, содержащее корпус, в котором размещены подвижный В осевом направлении запорный .стакан с винтовым канало.м на наружной поверхности, клапаном, включающим гильзообразную крышку и пружину, наконечник с каналами для пропуска компонентов укрепляющего раствора, отличающееся тем, что, с целью упрощения работы устройства при смещивании компонентов, клапан составлен из двух частей, одна из которых - крышка - размещена в корпусе и скреплена с ним, а другая - стакан - установлена в корпусе с зазором в радиальном направлении и снабжена- центрирующими выступами.

/ I

f cf

f6 f7ff

Ю 2ffr42l f / 2722cnl

.)...il)..::.../// /

. 6-6

гз

аг.