Скважинный гидромонитор Советский патент 1983 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам для .скважинкой гидродобычи полезных иск паемых. Известен скважинный гидромонитор содержащий высоконапорный став, кам ру с крышкой, поворотный ствол гидромонитора с насадкой и механизм вы вода ствола в рабочее положение 1 Недостатками этого устройства яв ляются наличие принудительного меха низма вывода ствола в рабочее положение, управляемого посредством тро сов, инерционность принудительного механизма вывода, особенно с увеличе нием глубины разработки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому, результату к изобретению является скважинный гидромонитор, состоящий из высоконапорного, става и связанного с ним поворотного ствола с хвостовой частью и головной частью с насадкой. Механизм вывода ствола вьтолнен в виде перпендикулярного ставу патрубка с щелевыми отверстиями для прохода жидкости. На патрубке закреплена с возможностью поворота посредством подшипников скольжения камера, на которой эксцентрично закреплен ствол с насадкой. На камере имеются углубления для взаимодействия с фиксируЪпщм устройством 2. Недостатком известного скважинного гидромонитора является то, что |При ограниченном диаметре скважины, например до 350 мм, и затопленном забое, крутящий момент, возникающий от реактивной силы струи, недостаточен для вывода в горизонтальное положение удлиненного ствола гидромонитора из-за невозможности увеличивать длину плеча гидромонитора, в приведенном случае более 90 мм, в результате малого диаметра скважины. Цель изобретения - повышение эффективности гидродобычи за счет увеличения надежности вывода в рабочее положение удлиненного ствола гидромонитора в скважине ограниченного диаметра с затопленным забоем. Поставлен ная цель достигается тем, что в устройстве, включающем высоко напорный став и шарнирно связанный с ним поворотный ствол с хвостовой частью и головной частью с насадкойi головная . часть ствола с насадкой установлена под углом к хвостовой части ствола, причем указанные час1и строла расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира.

На фиг. 1 изображен гидромонитор, в исходном положении; на фиг. .2 схема образования конической воронки на фиг. 3 - схема начала разработки конической камеры,- на фиг. 4 схема образования цилиндрической камеры; на фиг. 5 - схема извлечения гидромонитора.

Скважинный гидромонитор включает высоконапорный став 1, на котором с помощью шарнира 2 соединен ствол гидромонитора, содержащий хвостовую часть 3 ствола и жестко закрепленную с ней под углом d в вертикальной плоскости головную Часть 4 ствола с насадкой 5. На стволе установлена лыжа 6, предохраняющая насадку от загрязнения при опускании гидромонитор в скважину. В шарнире 2 имеются ограничители 7, препятствующие развороту гидромонитора от прямолинейного положения на угол более 180, и ограничители 8, не позволяющие развернуться гидромонитору относительно высоконапорного става 1 на -угол более 90° в другом положении.

Скважинный гидромонитор работает следующим образом.

С помощью высоконапорного става 1 гидромонитор вводят в скважину -9, при этом лыжа 6 скользит по поверхности скважины и предохраняет насадку 5 от повреждения. Пpoизвoдят вращение высоконапорного става 1 вокруг оси скважины и размывают массив (фиг. 2). В начальаый период размыва хвостовая часть 3 ствола находится -в скважине и реактивный момент .воспринимается стенками скважины 9, в результате чего гидромонитор не выводится в горизонтальное положение а поскольку головная часть 4 ствола с насадкой 5 закреплена под углом d к хвостовой части 3 ствола, то образуется в процессе размыва коническая воронка 10.

После оконтуривания воронки 10 опускают высоконапорный став 1 с гидромонитором в образовавшуюся полость. При движении воды по стволу 4 с насадкой 5 возникает реактивный крутящий момент М, равный произведению усилия реакции струи воды Р на плечо 1,при этом, чем больше плечо L, тем больше реактивный крутящий момент. Под.воздействием реактивного крутящего момента гидромонитор выводится в горизонтальное положение поворачиваясь относительно шарнира 2 фиг. 3).

Дальнейшая разработка массива производится обычным способом путем вращения высоконапорного става 1 с выведенным гидромонитором в горизонтальное положение вокруг оси скважины 5 и образованием цилиндрической камеры фиг. 4.

Для извлечения гидромонитора из скважины перекрывают подачу воды, из-за чего прекращается действие реактивного крутящего момента. Вытягивают высоконапорный став 1 и прямолинейный участок 3 гидромонитора стенками скважины 9 разворачивается в продольное положение, вдоль ее оси (фиг. 5).

Предложенный Скважинный гидромони-ор предусмотрено использовать при скважинной гидродобыче полезных ископаемых, особенно в тех случаях, когда полезное ископаемое имеет включения пород, которые затрудняют осуществлять принудительный вывод гидромонитора с помощью каната или труб поскольку при зацеплении гидромонитора за выступы пород происходят его поломки.

Предложенное устройство позволит снизить трудоемкость работ, сократит Простои и повысить срок службы гидродобычного оборудования.

в результате этого применение преложенного скважинного гидромонитора позволит снизить себестоимость выемки полезных ископаемых способом скважинной гидродобычи.

Формула изобретения

Скважинный гидромонитор, включающий высоконапорный став и шарнирно связанный с ни){1 поворотный ствол с хвостовой частью и головной частью с насадкой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гидродобычи за счет увеличения надежности вывода в рабочее положение удлиненного ствола гидромонитора в екважине ограниченного диаметра с затопленным забоем, головная часть ствола с насадкой установлена под углом к хвостовой части ствола, при этом указанные части ствола расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР№ 374453, кл. Е 21 С 45/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 829955, кл. Е 21 С 45/100, 1979 (прототип).

р:.-----Ф14г.Л

Фиг.5