RU2108438C1 - Device for thermomechanical drilling of bore-holes - Google Patents
Device for thermomechanical drilling of bore-holes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2108438C1 RU2108438C1 RU96108032A RU96108032A RU2108438C1 RU 2108438 C1 RU2108438 C1 RU 2108438C1 RU 96108032 A RU96108032 A RU 96108032A RU 96108032 A RU96108032 A RU 96108032A RU 2108438 C1 RU2108438 C1 RU 2108438C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- compressor
- filter
- suction pipe
- air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения и расширения скважин в крепких породах. The invention relates to the mining industry, in particular to devices for drilling and expansion of wells in hard rocks.
Известно устройство для совмещенного механического бурения и термического расширения скважин /Великий М.И. и др. Техника бурения скважин комбинированными способами. М. : Недра, 1977, с. 35-41/, включающее компрессор с всасывающим фильтром, водяной бак с расположенным в нем радиатором и электродвигателем, бак с топливом, буровой став с породоразрушающими элементами и огнеструйной горелкой, соединенной с магистралями подачи воздуха, воды и топлива. A device for combined mechanical drilling and thermal expansion of wells / Great M.I. et al. Well drilling techniques using combined methods. M.: Nedra, 1977, p. 35-41 /, including a compressor with a suction filter, a water tank with a radiator and an electric motor located in it, a tank with fuel, a drill rig with rock cutting elements and a fire-jet burner connected to air, water and fuel supply lines.
Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость процесса бурения, обусловленная низким качеством сжатого воздуха, поступающего к огнеструйной горелке. The disadvantage of this device is the high energy intensity of the drilling process, due to the low quality of the compressed air entering the flame jet burner.
Известно устройство для термомеханического бурения скважин /см. Устройство для термомеханического бурения скважин, а.с. N 1839693, кл. E 21 7/14, E 21 C 37/16, Бюл. N 48-47, 1993/, включающее буровой орган, в виде бурового става, на конце которого установлены породоразрушающие элементы и огнеструйная горелка с магистралями подачи топлива, воды и воздуха, последняя через теплообменник и адсорбер сообщена с нагнетательным патрубком компрессора, и компрессор с расположенным на входе его всасывающего патрубка фильтром в виде корпуса с суживающимся соплом, конденсатоотводчиком и отражателем, разделяющим внутреннюю полость корпуса на камеру, сообщающуюся с всасывающим патрубком компрессора, и камеру для забора воздуха из атмосферы через суживающееся сопло. A device for thermomechanical well drilling / see Device for thermomechanical well drilling, and.with. N 1839693, cl. E 21 7/14, E 21 C 37/16, Bull. N 48-47, 1993 /, including a drilling body, in the form of a drill stand, at the end of which rock-cutting elements and a fire-jet burner with fuel, water and air supply lines are installed, the latter is connected through the heat exchanger and adsorber to the compressor discharge pipe, and the compressor with at the inlet of its suction pipe, a filter in the form of a housing with a tapering nozzle, a steam trap and a reflector dividing the internal cavity of the housing into a chamber in communication with the compressor suction pipe, and a chamber for pa air from the atmosphere through the convergent nozzle.
Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость процесса бурения в сложных эксплуатационных условиях, обусловленная влиянием вибрации бурового става и соответственно компрессора с всасывающим фильтром на процесс экономичного производства сжатого воздуха. The disadvantage of this device is the high energy consumption of the drilling process in difficult operating conditions, due to the influence of vibration of the drill stand and, accordingly, of the compressor with an intake filter on the process of economical production of compressed air.
В основу изобретения поставлена задача снижения энергоемкости процесса бурения путем уменьшения энергозатрат на производство сжатого воздуха, потребляемого в качестве окислителя в огнеструйной горелке бурового става и основного элемента при продувке скважин. The basis of the invention is the task of reducing the energy consumption of the drilling process by reducing the energy consumption for the production of compressed air consumed as an oxidizing agent in a fire-jet burner of the drill stand and the main element when blowing wells.
Технический результат изобретения обеспечивает уменьшение энергозатрат при использовании сжатого воздуха в процессе термомеханического бурения и продувки скважин путем увеличения массовой производительности компрессора за счет выполнения его воздушного фильтра в виде резонатора, поддерживающего резонансные колебания воздушного столба в корпусе фильтра и во всасывающем патрубке компрессора. The technical result of the invention provides a reduction in energy consumption when using compressed air during thermomechanical drilling and purging of wells by increasing the mass productivity of the compressor by performing its air filter in the form of a resonator supporting resonant vibrations of the air column in the filter housing and in the compressor suction pipe.
На фиг. 1 изображено устройство термомеханического бурения скважин, общий вид; на фиг. 2 разрез воздушного фильтра компрессора. In FIG. 1 shows a device for thermomechanical well drilling, general view; in FIG. 2 section of the compressor air filter.
Устройство включает буровой орган в виде бурового става 1, на конце которого установлены породоразрушающие элементы и огнеструйная горелка 2, к которой присоединены: магистраль 3 подачи воды, магистраль 4 подачи топлива, магистраль 5 подачи воздуха через теплообменник 6, находящийся в баке 7, и адсорбер 8, по нагнетательному патрубку 9 от компрессора 10, связанного посредством всасывающего патрубка 11 с фильтром 12, выполненным в виде резонанса и размещенным на компрессоре 10, корпуса 13 с днищем конической формы и суживающимся соплом 14, отражателя 15, подвижно укрепленного посредством шарнира 16 к корпусу фильтра 12, конденсатоотводчика но со всасывающим патрубком 11 и суживающимся соплом 14, тяги 20, соединяющей посредством рычага 21 конденсатоотводчик-поплавок 17 и отражатель 15. The device includes a drilling body in the form of a drill stand 1, at the end of which rock-cutting elements and a fire-jet burner 2 are installed, to which are connected: a water supply line 3, a fuel supply line 4, an air supply line 5 through a heat exchanger 6 located in the tank 7, and an adsorber 8, along the discharge pipe 9 from the compressor 10, connected by means of the suction pipe 11 with a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При термомеханическом разрушении горных пород наблюдается интенсивное загрязнение атмосферного воздуха как твердыми частицами, так и капелеобразной влагой, выбрасываемой из скважины в результате ее продувки. Данные загрязнения в процессе работы компрессора 10 поступают во всасывающий фильтр 12. Известно, что в процессе термомеханического бурения и продувки скважин наблюдаются продольные и поперечные вибрации корпуса бурового става и соответственно элементов пневмосети в диапазоне от 1 до 30 Гц/см, например, Кутузов Б.И. Теория, техника и технология буровых работ. -М.: Недра 1972. - 312 с). During thermomechanical destruction of rocks, there is an intense pollution of atmospheric air with both solid particles and droplet-like moisture ejected from the well as a result of its purging. These pollution during operation of the compressor 10 enters the
Скорость движения воздуха в воздушном фильтре компрессора не превышает 10-15 м/с. При наличии продольных и поперечных колебаний бурового станка и данной скорости всасываемого атмосферного воздуха, движущегося по элементам воздушного фильтра, в объеме воздушного фильтра может возникнуть резонанс и вследствие этого повышение давления всасываемого воздуха, т.е. увеличение массовой производительности компрессора. Следовательно, снижение энергоемкости бурения скважин может быть достигнуто увеличением производительности компрессора за счет резонансного наддува - использования резонансных колебаний столба воздуха во всасываемом воздушном фильтре компрессора. Применяя воздушный фильтр в качестве резонатора, аналогично тому, как в качестве резонатора используют всасывающий воздуховод компрессора, повышают производительность компрессора на 20-25% /см. например, Курчавин В.М., Мезенцев А. П. Экономия тепловой и электрической энергии поршневых компрессоров. М.: Машиностроение, 1985. - 80 с/. The air velocity in the compressor air filter does not exceed 10-15 m / s. In the presence of longitudinal and transverse vibrations of the drilling rig and a given rate of intake air flowing through the elements of the air filter, resonance may occur in the volume of the air filter and, as a result, an increase in pressure of the intake air increase in mass productivity of the compressor. Therefore, a decrease in the energy intensity of well drilling can be achieved by increasing the compressor productivity due to resonant pressurization — the use of resonant vibrations of the air column in the compressor's intake air filter. Using an air filter as a resonator, in the same way as the compressor suction duct is used as a resonator, the compressor productivity is increased by 20-25% / cm. for example, Kurchavin V.M., Mezentsev A.P. Saving thermal and electric energy of reciprocating compressors. M .: Mechanical Engineering, 1985.- 80 s /.
В результате пульсации движения воздуха во всасывающем патрубке 11 компрессора 10 наблюдается вибрационное перемещение отражателя 15, подвижно укрепленного на шарнире 16. Кроме этого, твердые частицы загрязнений и капелеобразная влага, находящиеся во всасываемом воздухе в полости 18 ударяются об отражатель 15, отклоняя ее в сторону полости 19, объем которой является резонатором в корпусе 13 фильтра 12. В результате работы термомеханического станка и процесса поступления всасываемого воздуха в компрессор 10 создаются резонансные колебания столба всасываемого воздуха в полости 19 фильтра 12 под действием возбудителей: уровня жидкости с конденсатоотводчиком-поплавком 17 и отражателя 15, взаимосвязанных между собой посредством тяги 20 и рычага 21, обеспечивающих суммарное действие как поперечных, так и продольных вибрационных перемещений. As a result of the pulsation of air movement in the suction pipe 11 of the compressor 10, a vibrational movement of the
Надежность автоматизированного поддержания режима резонанса обеспечивается тем, что, например, уменьшение массы твердых и капелеобразных частиц в полости 18 /по условиям работы бурового станка; отсутствие дождя, снега, действие ветра в сторону от фильтра и т.д./ снижает силу удара их об отражатель 15 и соответственно его отклонение в полость 19 уменьшается, в то же время количество выпавших частиц в конические днище 13 также уменьшается, в результате возрастают вибрации в поперечном направлении конденсатоотводчика-поплавка 17/ чем меньше масса конденсатора в днище 13, тем интенсивнее колебания конденсатоотводчика-поплавка 17, и соответственно, чем больше масса конденсата в днище 13 фильтра 12, тем с меньшей амплитудой колеблется конденсатоотводчик-поплавок 17/, который через тягу 20 и рычаг 21 воздействует на отражатель 15, поддерживая столб всасываемого атмосферного воздуха в полости 19 в режиме резонанса с воздухом, поступающим в компрессор 10 по всасывающему патрубку 11. The reliability of the automated maintenance of the resonance mode is ensured by the fact that, for example, a decrease in the mass of solid and droplet-like particles in the
При увеличении массы твердых и жидких частиц в полости 18, по сравнению с отрегулированным значением резонансного явления, возрастает сила их удара об отражатель 15 и соответственно его отклонение в направлении полости 19 увеличивается, одновременно возрастает количество выпавших твердых и каплеобразных /жидких/ частиц в коническом днище 13, конденсатоотводчик-поплавок 17 поднимается и через тягу 20 и рычаг 21 воздействует на отражатель 15, возвращая его в исходное положение /положение, обеспечивающее резонансные колебания столба всасываемого воздуха в полости 10 воздушного фильтра 12/. With an increase in the mass of solid and liquid particles in the
Следовательно, данное конструктивное решение обеспечивает автоматизацию процесса поддержания резонанса, и соответственно максимального массового поступления всасываемого воздуха в компрессор. Therefore, this design solution provides automation of the process of maintaining resonance, and, accordingly, the maximum mass flow of intake air into the compressor.
Соотношение между параметрами резонанса /размерами полости 19 воздушного фильтра компрессора/ находится, например, из выражения
,
где
F - площадь поверхности отражателя, м2;
h - расстояние от уровня жидкости в коническом днище фильтра до входного отверстия всасывающего патрубка, м;
V - производительность компрессора по всасывающему воздуху/объемный расход воздуха через резонатор/, м3/с;
K - постоянная величина данной колебательной системы бурового станка /определяется по условиям эксплуатации/.The relationship between the resonance parameters / the size of the
,
Where
F is the surface area of the reflector, m 2 ;
h is the distance from the liquid level in the conical bottom of the filter to the inlet of the suction pipe, m;
V - compressor capacity for intake air / volumetric air flow through the resonator /, m 3 / s;
K is the constant value of this oscillatory system of the drilling rig / is determined by the operating conditions /.
Преимущество предлагаемого изобретения заключается в том, что оно позволяет без дополнительных энергозатрат увеличить подачу сжатого воздуха как в процессе термомеханического бурения, так и продувки скважин, а это в конечном итоге снижает энергоемкость буровых работ. An advantage of the present invention lies in the fact that it allows increasing the supply of compressed air both during thermomechanical drilling and well purging without additional energy consumption, and this ultimately reduces the energy consumption of drilling operations.
Оригинальность конструктивного решения предлагаемого изобретения подтверждается простотой технического исполнения, гарантирующего эксплуатационную и технологическую надежность процесса обеспечения резонансного наддува всасываемого воздуха компрессора и автоматизированного поддержания данного режима в изменяющихся эксплуатационных и погодно-климатических условиях работы термомеханического бурового станка. The originality of the design solution of the present invention is confirmed by the simplicity of the technical design, which guarantees the operational and technological reliability of the process of providing resonant pressurization of the compressor intake air and the automated maintenance of this mode in the changing operating and weather and climate conditions of the thermomechanical drilling rig.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96108032A RU2108438C1 (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Device for thermomechanical drilling of bore-holes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96108032A RU2108438C1 (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Device for thermomechanical drilling of bore-holes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2108438C1 true RU2108438C1 (en) | 1998-04-10 |
RU96108032A RU96108032A (en) | 1998-06-20 |
Family
ID=20179735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96108032A RU2108438C1 (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Device for thermomechanical drilling of bore-holes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2108438C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108252653A (en) * | 2018-01-03 | 2018-07-06 | 中国石油大学(北京) | A kind of heating power jet stream underground reactor |
-
1996
- 1996-04-18 RU RU96108032A patent/RU2108438C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108252653A (en) * | 2018-01-03 | 2018-07-06 | 中国石油大学(北京) | A kind of heating power jet stream underground reactor |
CN108252653B (en) * | 2018-01-03 | 2019-04-23 | 中国石油大学(北京) | A kind of heating power jet stream underground reactor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105239963B (en) | A kind of energy-conserving and environment-protective wax-proof anti-scaling viscosity reduction machine | |
RU2108438C1 (en) | Device for thermomechanical drilling of bore-holes | |
CN101598134A (en) | A kind of whirlwind moisture film wet dust removal axial-flow blower | |
CN214019743U (en) | Novel blowing device of dust remover | |
RU39636U1 (en) | DEVICE FOR THERMOMECHANICAL DRILLING WELLS | |
CN205297917U (en) | Novel many rotary -vane vacuum pump of single -stage | |
CN207485387U (en) | Dry wet mixing dust removing device outside a kind of down-the-hole drill aperture | |
KR100698294B1 (en) | Cyclone type oil separator | |
US6767524B2 (en) | Process to produce nearly oil free compressed ammonia and system to implement it | |
CN207247233U (en) | A kind of ash exhauster of anti-flying dust environmental protection | |
CN103628841B (en) | Gas well underground multistage ultrasonic atomization water drainage gas production device | |
CN214182234U (en) | Powder cleaning mechanism of industrial dust collector | |
CN111963085B (en) | Dust removal device of wind-power slag-discharging hydraulic drill carriage for driving working face | |
RU2681135C1 (en) | Device for thermal-mechanical drilling of wells | |
RU2190077C2 (en) | Gear for flame and mechanical drilling of holes | |
CN201428626Y (en) | Cyclone water-film wet dust removal axial flow fan | |
RU2181616C1 (en) | Air filter | |
CN103958901B (en) | There is the dampness compressibility of thermoacoustic resonator | |
RU92685U1 (en) | DEVICE FOR THERMOMECHANICAL DRILLING WELLS | |
RU2131014C1 (en) | Device for thermomechanical drilling of holes | |
US4880357A (en) | Method and apparatus for producing high vacuum | |
RU2166060C1 (en) | Gear for thermal power drilling | |
CN2598671Y (en) | Ejector wet-type dust collector | |
CN218624138U (en) | Dust suppression device for rock drill | |
CN221366928U (en) | Ash removing structure for caterpillar machine |