RU179832U1 - Гидромониторная насадка для струйной цементации - Google Patents
Гидромониторная насадка для струйной цементации Download PDFInfo
- Publication number
- RU179832U1 RU179832U1 RU2018105077U RU2018105077U RU179832U1 RU 179832 U1 RU179832 U1 RU 179832U1 RU 2018105077 U RU2018105077 U RU 2018105077U RU 2018105077 U RU2018105077 U RU 2018105077U RU 179832 U1 RU179832 U1 RU 179832U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- jet
- cement mortar
- electrodes
- stream
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title description 8
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 15
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000005270 abrasive blasting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C45/00—Methods of hydraulic mining; Hydraulic monitors
- E21C45/02—Means for generating pulsating fluid jets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к строительству и может быть использована при укреплении грунтов способом струйной цементации при строительстве, реконструкции и ремонте зданий и сооружений различного назначения.Гидромониторная насадка для струйной цементации, содержащая кольцевой корпус с запрессованным в него вкладышем с отверстием для формирования струи цементного раствора, а также сопло Вентури, при этом сопло Вентури установлено на корпусе насадки при помощи резьбового соединения, сопло изготовлено из ударопрочного пластика, в стенки сопла диаметрально противоположно установлены два электрода из тугоплавкого металла с выходом торцов электродов внутрь сопла заподлицо с внутренней поверхностью сопла. Конструкция гидромониторной насадки для струйной цементации обеспечивает повышенное разрушающее воздействие струй цементного раствора на грунт.1 ил.
Description
Полезная модель относится к строительству и может быть использована при укреплении грунтов способом струйной цементации при строительстве, реконструкции и ремонте зданий и сооружений различного назначения.
Цементный раствор поступает в гидромониторную насадку под высоким давлением. В насадке из цементного раствора формируется высоконапорная струя, которая производит размыв грунта стенок скважины и перемешивание грунта с материалом струи. Размытая скважина заполняется грунтоцементом, который при твердении образует тело подземной конструкции.
Сообщение струе пульсирующего или кавитационного режима позволяет повысить эффективность динамического воздействия напорной струи цементного раствора на грунт.
Известны гидромониторные насадки SU 1453921 A1 Е21С 45/00 опубл. 07.03.1989 и RU 2139641 C1 Е21С 45/02 опубл. 27.09.1999, которые снабжены механическими устройствами для прерывания струи жидкости, за счет чего вырабатывается пульсирующий режим струи жидкости.
Недостатком гидромониторных насадок является низкая частота пульсации струи жидкости из-за применения в насадках механических устройств.
Известно изобретение объединяющее группу изобретений « Способ бурения, бурильная машина, буровая головка и оборудование низа бурильной колонны для бурения с помощью импульсов электрического разряда» RU 2393319 С2 опубл. 16.06.2005, в котором приведена конструкция буровой головки с электродами, подвижными относительно друг друга, чтобы обеспечить физический контакт с забоем скважины для всех электродов при любом рельефе забоя.
Недостатками буровой головки является сложность ее конструкции, оснащение ее специальными механическими или гидравлическими системами для обеспечения контакта электродов с грунтом.
Известен способ получения высоких и сверхвысоких давлений SU 105011 58а,1; 12g,202; 59а,6 опубл. 1957 БИ №41. Особенностью способа является возникновение ударных давлений внутри любой жидкости, возникающих при протекании в ней токового импульсного разряда.
Известно устройство для ввода и вывода кабеля из колонны бурильных труб RU 2003791 Е21В 47/00 опубл. 30.11.1993, включающее переходник, образующий в резьбовом соединении с бурильной трубой канал для прохода кабеля и с фиксатором для кабеля.
Наиболее близким по технической сущности и выбранного за прототип принята гидромониторная насадка, состоящая из кольцевого корпуса с запрессованным в него вкладышем с отверстием, формирующим струю цементного раствора, а на выходе насадки установлено сопло Вентури ( Прогрессивные конструкции и технологии производства форсунок для струйных мониторов., С. 7, рис. 4. Вакутин А.П. и др., ООО «Специальная строительная техника», http://www.cct-drill.ru/assets/files/articles/2011_MiT_03_Tehnologiya_proizrvodstva_forsunok.pdf.).
Недостатком гидромониторной насадки является малый размыв малопроницаемых глинистых грунтов (супесь, суглинок, глина). При возведении подземных колонн по однокомпонентной технологии (Jet 1) «в глинах диаметр колонн не превышает 0,6 м» (Струйная цементация грунтов: монография. А.Г. Малинин - Пермь: Пресстайм 2007. - С. 12).
Целью полезной модели является создание конструкции гидромониторной насадки для струйной цементации повышенного разрушающего воздействия струи цементного раствора на грунт.
Поставленная цель достигается тем, что гидромониторная насадка для струйной цементации, содержащая кольцевой корпус с запрессованным в него вкладышем с отверстием для формирования струи цементного раствора, а так же сопло Вентури, при этом сопло Вентури установлено на корпусе насадки при помощи резьбового соединения, сопло изготовлено из ударопрочного пластика, в стенки сопла диаметрально противоположно установлены два электрода из тугоплавкого металла с выходом торцов электродов внутрь сопла заподлицо с внутренней поверхностью сопла.
Полезная модель поясняется чертежом. На фиг. 1 представлен разрез гидромониторной насадки струйного монитора и схема, поясняющая работу насадки.
Гидромониторная насадка состоит из кольцевого корпуса 1. Внутрь корпуса 1 запрессован вкладыш 2 с отверстием 3 для формирования струи цементного раствора, подводимого к отверстию 3 по нагнетательному шлангу 4, и сопла 5 Вентури. Сопло 5 установлено на корпус 1 насадки при помощи резьбового соединения. Сопло 5 выполнено из ударопрочного пластика, например, АБС ГОСТ 28250 - 89. В корпусе сопла 5 диаметрально противоположно закреплены цилиндрические электроды 6 и 7, выполненные из тугоплавкого металла, например вольфрама, что снижает электрическую эрозию электродов 6 и 7. Выход торцов электродов 6 и 7 внутрь сопла 5 заподлицо с внутренней поверхностью сопла 5 не создают сопротивления движению струи цементного раствора.
Гидромониторная насадка закреплена в корпусе монитора 8, который установлен в нижней части буровой штанги 9 сразу за буровым долотом 10. В верхней части буровой штанги 9, ниже вертлюга 11, установлен токосъемник 12 и высоковольтный токосъемник 13.
Электрод 7 соединен с корпусом 8 монитора, а электрод 6 высоковольтным проводом 14 (может применяться провод ТУ 16 - 505.594 -74 ) соединен через токосъемник 13 с одним выходом регулируемого высоковольтного импульсного генератора 15 (см. Высоковольтные генераторы мощных импульсов, http://trakonta.com/git_a.html). Другой выход генератора 15 через токосъемник 12 соединен с корпусом буровой штанги 9. Провод 14 вводится в внутрь монитора 8 и выводится у токосъемника 13 через герметизирующие втулки 16 (согласно RU 2003791).
Гидромониторная насадка работает следующим образом.
После достижения долотом 10 проектной глубины, в процессе обратного хода буровой штанги 9, по шлангу 4 под высоким давлением подают цементный раствор. Цементный раствор поступает в отверстие 3 вкладыша 2 гидромониторной насадки. В отверстии 3 происходит формирование струи цементного раствора и преобразование потенциальной энергии цементного раствора, нагнетаемого под высоким давлением, в кинетическую энергию струи цементного раствора. Сопло 5 Вентури защищает сформировавшуюся струю цементного раствора от побочного влияния грунта на струю и увеличивает кинетическую энергию струи. При включении генератора 15 импульс высокого напряжения поступает по высоковольтному проводу 14 и корпусу буровой штанги на электроды 6 и 7. Происходит разряд электрического импульса между электродами 6 и 7, который вызывает разрыв струи цементного раствора и возникает гидроудар. Давление гидроудара придает струе цементного раствора повышенное разрушающее воздействие струи на грунт. При высоких частотах электрических импульсов генератора 15 создаются условия возникновения кавитации струи, которая так же придает струе цементного раствора повышенное разрушающее воздействие на грунт.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Конструкция гидромониторной насадки позволяет пропускать разряды импульсного тока непосредственно через струю цементного раствора. Разряды образуют пульсацию струи, а при больших частотах разрядов образуют кавитацию струи, что увеличивает разрушающую мощность цементной струи, которая в свою очередь приводит к увеличению поперечного сечения возводимой подземной конструкции.
Во первых - применение в конструкции насадки сопла Вентури увеличивает кинетическую энергию струи цементного раствора. При исследовании абразивоструйных сопел отмечено: «В настоящее время преимущественно используются сопла с расширяющимся к выходу каналом (форма трубы Вентури). Это позволяет увеличить скорость частиц в 1,5-1,8 раза, что соответствует увеличению, в 2-3 раза кинетической энергии частиц» (Абразивоструйное сопло. Материал из Википедии - свободной энциклопедии). Также применение сопла Вентури в конструкции предлагаемой насадки осуществляет фокусирующее и направляющее воздействие энергии гидроудара на обрабатываемую грунтовую поверхность. При этом сопло Вентури защищает формирование струи цементного раствора на начальном участке траектории струи от воздействия грунта.
Во вторых - результатом электрического импульсного разряда является электрогидравлический удар с «локальным давлением выше ста тысяч атмосфер (Русская наука. Эффект Юткина. http://www.kramola. info/video/protivostoianie/msskaja-nauka-jeffekt-jutkina).
В третьих - при кавитации, «Возникающее на этой стадии давление, по оценкам ученых, может достигать более 300 тысяч атмосфер. Неудивительно, что нет материалов, способных устоять перед кавитацией электрической искрой».(Электрогидроударная буровая установка - КВ. Авторы доклада А.А.Насыров и др., Тезисы доклада на XI Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле". Апрель 2013 год.)
Изготовление сопла Вентури из ударопрочного пластика увеличивает срок эксплуатации сопла, а так же является диэлектриком для электрического тока. Изготовление электродов из тугоплавкого металла уменьшает их электрокорозию, а диаметральная их установка гарантирует прохождение электрического импульса через струю цементного раствора. Установка электродов с выходом торцов электродов внутрь сопла заподлицо с внутренней поверхностью сопла не создает помехи для истечении струи цементного раствора из отверстия вкладыша. Установка сопла Вентури на корпусе насадки при помощи резьбового соединения дает возможность менять не только сопло на корпусе насадки, но и всю насадку.
Полезная модель позволяет повысить эффективность динамического воздействия напорной струи цементного раствора на грунт путем сообщения струе пульсационного режима за счет управления частотой и мощностью электрических импульсов в широком диапазоне.
При этом изменяя частоту и мощность разрядных импульсов, можно добиться максимального разрушающего воздействия струи цементного раствора на данный тип грунта.
При создании поля свай в тяжелых глинах однокомпонентной цементацией была опробована предлагаемая гидромониторная насадка. Замеры диаметров свай показали, что диаметров свай, создаваемых монитором со стандартной насадкой составил 0, 45 м, а с предлагаемой гидромониторной насадкой - 0,8 м, что на 80% больше.
Claims (1)
- Гидромониторная насадка для струйной цементации, содержащая кольцевой корпус с запрессованным в него вкладышем с отверстием для формирования струи цементного раствора, а также сопло Вентури, отличающаяся тем, что сопло Вентури установлено на корпусе насадки при помощи резьбового соединения, сопло изготовлено из ударопрочного пластика, в стенки сопла диаметрально противоположно установлены два электрода из тугоплавкого металла с выходом торцов электродов внутрь сопла заподлицо с внутренней поверхностью сопла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105077U RU179832U1 (ru) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Гидромониторная насадка для струйной цементации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105077U RU179832U1 (ru) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Гидромониторная насадка для струйной цементации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU179832U1 true RU179832U1 (ru) | 2018-05-25 |
Family
ID=62203066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018105077U RU179832U1 (ru) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Гидромониторная насадка для струйной цементации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU179832U1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU190413U1 (ru) * | 2019-04-25 | 2019-07-01 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Устройство для струйной цементации |
| RU192550U1 (ru) * | 2019-07-29 | 2019-09-23 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Струйный монитор |
| RU195888U1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-02-07 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Устройство для струйной цементации грунта |
| RU197772U1 (ru) * | 2020-02-14 | 2020-05-28 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Монитор для струйной цементации тонкодисперсных грунтов |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1686129A1 (ru) * | 1989-05-23 | 1991-10-23 | Тюменский индустриальный институт | Способ цементировани скважин |
| US5265680A (en) * | 1992-10-09 | 1993-11-30 | Atlantic Richfield Company | Method for installing instruments in wells |
| RU2049903C1 (ru) * | 1992-02-18 | 1995-12-10 | Владимир Михайлович Шенбергер | Устройство для стабилизации ствола наклонной скважины при бурении забойным двигателем |
| RU2065920C1 (ru) * | 1993-10-27 | 1996-08-27 | Николай Александрович Петров | Наддолотный кольмататор |
| RU68051U1 (ru) * | 2006-10-16 | 2007-11-10 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Лениногорское управление тампонажных работ" (ООО "ЛУТР") | Гидродиспергатор для цементных и буровых растворов |
-
2018
- 2018-02-12 RU RU2018105077U patent/RU179832U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1686129A1 (ru) * | 1989-05-23 | 1991-10-23 | Тюменский индустриальный институт | Способ цементировани скважин |
| RU2049903C1 (ru) * | 1992-02-18 | 1995-12-10 | Владимир Михайлович Шенбергер | Устройство для стабилизации ствола наклонной скважины при бурении забойным двигателем |
| US5265680A (en) * | 1992-10-09 | 1993-11-30 | Atlantic Richfield Company | Method for installing instruments in wells |
| RU2065920C1 (ru) * | 1993-10-27 | 1996-08-27 | Николай Александрович Петров | Наддолотный кольмататор |
| RU68051U1 (ru) * | 2006-10-16 | 2007-11-10 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Лениногорское управление тампонажных работ" (ООО "ЛУТР") | Гидродиспергатор для цементных и буровых растворов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВАКУТИН А. П., Прогрессивные конструкции и технологии производства форсунок для струйных мониторов, ж. Метро и тоннели, 3, Москва, ООО Метро и тоннели, 2011, с. 24-27. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU190413U1 (ru) * | 2019-04-25 | 2019-07-01 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Устройство для струйной цементации |
| RU192550U1 (ru) * | 2019-07-29 | 2019-09-23 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Струйный монитор |
| RU195888U1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-02-07 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Устройство для струйной цементации грунта |
| RU197772U1 (ru) * | 2020-02-14 | 2020-05-28 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Монитор для струйной цементации тонкодисперсных грунтов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU179832U1 (ru) | Гидромониторная насадка для струйной цементации | |
| US11179732B2 (en) | Electrodischarge apparatus | |
| JP4703571B2 (ja) | 放電パルスによる掘削のための方法、掘削機、ドリルビット、および穴底面組立体 | |
| RU2683438C1 (ru) | Способ увеличения газопроницаемости для скважин метана угольных пластов с использованием технологии разрыва при помощи взрыва под воздействием электрических импульсов | |
| WO1998016713A1 (fr) | Procede d'excavation a l'aide d'impulsions electriques et excavatrice associee | |
| US10577767B2 (en) | In-situ piling and anchor shaping using plasma blasting | |
| WO2021189660A1 (zh) | 一种安全环保的岩石爆破装置及方法 | |
| US3840078A (en) | Stress wave drill | |
| US9726000B2 (en) | Pulsed fracturing method and apparatus | |
| CN211777300U (zh) | 一种井下大功率液电脉冲发生器 | |
| RU195888U1 (ru) | Устройство для струйной цементации грунта | |
| CN111577234A (zh) | 脉冲水平井体积压裂装置和水平井体积压裂方法 | |
| CN212508243U (zh) | 脉冲水平井体积压裂工具串 | |
| CN108999596A (zh) | 一种超临界co2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法 | |
| EP3739163B1 (en) | Drill head for electro-pulse-boring | |
| CN104088278B (zh) | 一种强力水柱扩孔锚杆的施工方法及装置 | |
| CN117722167A (zh) | 一种煤层气物理增透化学驱替联合控制方法及增透系统 | |
| EP3234297A1 (en) | Device and method for crushing rock by means of pulsed electric energy | |
| US3881559A (en) | Method for stress wave drilling | |
| CN106088018A (zh) | 桩的施工方法 | |
| CN105903586A (zh) | 一种组合式双射流喷嘴 | |
| CN113494282B (zh) | 一种应用于油井解堵的激波发射器及油井解堵系统 | |
| EP0481079A4 (en) | Method and tool for producing a pile | |
| RU2047740C1 (ru) | Устройство для промывки скважины | |
| CN113756803A (zh) | 一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200213 |