RU1831568C - Скважинное устройство дл разрыва горных пород - Google Patents

Abstract

Использование: разрушение горных пород , создание искусственной трещиноватости в массиве. Сущность изобретени : перед установкой в скважину пуансоны запирающих узлов ориентируют лини ми разрыва перпендикул рно друг другу. Опускают устройство в скважину. По каналу штока подают рабочую жидкость в полость между стенками скважины и силовыми поршн ми . Под давлением рабочей жидкости поршни перемещаютс  по шейкам клиньев и воздействуют на их основани . Уплотни- тельные элементы герметизируют рабочую полость. Далее пуансоны раздвигаютс , обеспечива  нагрузку на стенки скважины. При достижении давлением жидкости предельной прочности пород стенки скважины разрушаютс . 2 з.п. ф-лы.1 ил.

Description

сл С

Изобретение относитс  к горному делу, а именно к разрушению горных пород, и может быть использовано во всех отрасл х горной промышленности при создании искусственной трещиноватости массива, разрушении породных блоков, создании трещин, перпендикул рных оси скважин. . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  возможности разрушени  горных пород одновременно в двух плоскост х , перпендикул рных и продольных оси скважины.

Скважинное устройство дл  разрыва горных пород, включающее шток с каналом дл  под вода рабочей жидкости и оппозитно размещенные на нем запирающие узлы, каждый из которых состоит из пуансонов с внутренними скошенными поверхност ми.

подпружиненного клина, прилегающего наклонными гран ми к внутренним поверхност м пуансона, и силового поршн , взаимодействующего с основанием клина, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности разрыва пород, оно снабжено упорной гайкой, подвижной шайбой, демпферной пружиной, установочной штангой и уплотнительными элементами, запирающие узлы размещены на штоке с возможностью осевого и углового перемещений между упорной гайкой, закрепленной на одном конце штока, и подвижной шайбой, свободно установленной на штоке и подпружиненной посредством демпфирующей пружины относительно установочной штанги, закрепленной на другом конце штока ., при этом клинь  запирающих узлов выполнены с. цилиндрическими хвостовиками,

ОС

со

О1 О ОС

со

силовые поршни установлены на цилиндрических хвостовиках, а уплотнительные элементы расположены между торцами силовых поршней и основани ми клиньев. Силовые поршни выполнены в виде конусных дисков, между силовыми поршн ми расположена дополнительна  пружина.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом , где изображен сборочный чертеж с разрезом за вл емой конструкции сква- жинного разрывного устройства.

Скважинное разрывное устройство состоит из штока 1 с осевым каналом, заканчивающимс  радиальным отверстием 2. На штоке 1 над и под отверстием 2 надеты с возможностью осевого перемещени  и поворота вокруг оси клинь  3 и 4, взаимодействующие с пуансонами 5 и 6, каждый из которых состоит из двух половин, охваченных по периметру пружинами 7 и 8. Витки пружин 7,8 расположены в винтовых канавках пуансонов. Пуансон 5 установлен между гайкой 9, размещенной на резьбовой части штока 1 и пружиной 10, расположенной вокруг клина 3 с упором в его кольцевой выступ. Пружина 10 закрыта защитным кожухом 11 из эластичного материала. Пуансон б расположен между шайбой 12 надетой, с возможностью перемещени , на шток 1 и пружиной 13 надетой на клин 4 с упором в его кольцевой выступ. Пружина 13 закрыта кожухом 14 из эластичного материала. Над подвижной шайбой 12 на штоке 1 установлена демпферна  пружина 15, установочна  штанга 16 и гайка 17,

На цилиндрическом хвостовике клиньев 3 и 4 установлены силовые поршни 18, 19, с возможностью перемещени  вдоль хвостовика клина. Между силовыми поршн ми 18, 19 и кольцевыми выступами клиньев 3,4 размещены кольцевые уплотнительные элементы 20, 21 из эластичного материала. Между силовыми поршн ми 18,19 на штоке 1 расположена пружина 22. На клинь х 3,4 установлены уплотнительные элементы 23, .прилегающие к штоку 1.

Концы пружины 22 закреплены на хвостовиках клиньев 3 и 4.

Клин 3, пуансон 5,-пружина 10, эластична  втулка 11, поршень 18, уплотнительный элемент 20 образуют нижний запирающий узел, а клин 4, пуансон 6, пружина 13, эластична  втулка 14, поршень 19, уплотнительный элемент 21 образуют верхний запирающий узел.

Внутренние скошенные поверхности пуансонов 5, б прилегают к наклонным поверхност м клиньев 3 и 4 соответственно.

Скважинное устройство дл  разрыва горных пород работает следующим образом .

Перед опусканием в скважину дл  обеспечени  нагрузки на стенки скважины в двух взаимно перпендикул рных плоскост х пуансоны 5 и 6 поворачивают вокруг штока до взаимно перпендикул рного расположени  линий разьема (кате изображено на фиг. 1).

0 Устройство опускаетс  в скважину. По каналу штока 1 подаетс  через отверстие 2 рабоча  жидкость под давлением в рабочую полость (обьем ограниченный стенками скважины и силовыми поршн ми 18, 19).

5 Жидкость оказывает давление на силовые поршни 18, 19 и торцевые поверхности клиньев 3 и 4. при этом поршни 18, 19 перемещаютс  по шейкам клиньев 3 и 4 в противоположные стороны и воздействуют на

0 уплотнительные элементы 20, 21, которые расшир ютс  в радиальном направлении, герметизиру  тем самым рабочую полость. Аналогично происходит герметизаци  уп- лотнительными элементами 23, располо5 женными между штоком 1 и клинь ми 3, 4. Под давлением жидкости клинь  3, 4 продолжают перемещатьс  вдоль штока 1, сжимаетс  пружина 10,13, эластичные втулки 11, 14 дополнительно герметизируют

0 скважину. Под воздействием клиньев 3, 4 пуансоны 5, 6 раздвигаютс , при этом раст гиваютс  пружины 7,8 охватывающие их и пуансоны 5, 6 с усилием прижимаютс  к стенкам скважины. Происходит запирание

5 скважины.

Пуансоны разжимаютс  в двух взаимно перпендикул рных направлени х, что обеспечивает равномерную нагрузку на стенки скважины.

0 При достижении давлени  жидкости значений предельной прочности разрушаемого обьекта на раст жение, в стенках скважины по вл етс  трещина, в которую проникает рабоча  жидкость усилива  тем

5 самым давление на объект

При росте трещин происходит раздви- жение верхней и нижней частей разрушаемого объекта, при этом пуансон 5 упираетс  в неподвижную гайку 9, а пуансон 6 вместе

0 с клином 4 перемещаетс  вдоль штока 1,

перемещает шайбу 12, сжимает пружину 15.

При завершении отделени  пластов

друг от друга прекращаетс  подача рабочей

жидкости. Давление в рабочем объеме меж5 ду поршн ми падает, под воздействием пружин 10. 11, 22 клинь  перемещаютс  вдоль штока к отверстию 2, пуансоны 5, 6 сжимаютс . Устройство извлекаетс  из скважины. Дл  разрушени  горного массива одновременно в горизонтальном и вертикальном направлени х пуансоны устанавливаютс  водной плоскости по лини м разьема. Гидроразрывное устройство опускаетс  в скважину . Под давлением рабочей жидкости пуансоны 5, 6 разжимаютс  в одном и том же направлении, разрыва  породу одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскост х.

Устройство может работать от любого высоконапорного гидравлического устройства .

Конструкци  за вл емого гидроразрывного устройства по сравнению с прототипом позвол ет сократить пр мые затраты на его изготовление вследствие упрощени  конструкции. Образование поперечных трещин с помощью данного устройства позвол ет увеличить производительность при малых энергозатратах.

При добыче блочного камн  с помощью предлагаемого устройства в 10 раз улучшаетс  его качество.

Конструкци  за вл емого устройства обеспечивает возможность проведени  работ в 2-х режимах.

Claims (3)

1. Скважинное устройство дл  разрыва горных пород, включающее шток с каналом дл  подвода рабочей жидкости и оппозитно размещенные на нем запирающие узлы, каждый из которых состоит из пуансонов с

AV6

внутренними скошенными поверхност ми, подпружиненного клина, прилегающего наклонными гран ми к внутренним поверхност м пуансонов, и силового поршн , взаимодействующего с основанием клина, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  эффективности разрыва пород, оно снабжено упорной гайкой, подвижной шайбой, демпферной пружиной, установомной штангой и уплотнительными элементами , запирающие узлы размещены на штоке с возможностью осевого и углового перемещений между упорной гайкой, закрепленной на одном конце штока, и подвижной

шайбой, свободно установленной на штоке и подпружиненной посредством демпфирующей пружины относительно установочной штанги, закрепленной на другом конце штока , при этом клинь  запирающих узлов выполнены с цилиндрическими хвостовиками, силовые поршни установлены на цилиндрических хвостовиках, а уплотнительные элементы расположены между торцами силовых поршней и основани ми клиньев.

2. Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что силовые поршни выполнены в виде диско в.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что оно снабжено дополнительной

пружиной, расположенной на штоке между силовыми поршн ми.