SK50622009A3 - Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents
Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu Download PDFInfo
- Publication number
- SK50622009A3 SK50622009A3 SK5062-2009A SK50622009A SK50622009A3 SK 50622009 A3 SK50622009 A3 SK 50622009A3 SK 50622009 A SK50622009 A SK 50622009A SK 50622009 A3 SK50622009 A3 SK 50622009A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- block
- chamber
- medium
- electric arc
- pressure
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 32
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 19
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 10
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 6
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 2
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000009385 rock melting Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/14—Drilling by use of heat, e.g. flame drilling
-
- 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/14—Drilling by use of heat, e.g. flame drilling
- E21B7/15—Drilling by use of heat, e.g. flame drilling of electrically generated heat
-
- 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/18—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Description
Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu bezkontaktného rozrušovanie materiálov najmä najmä horniny v geotermálnych hĺbkových vrtoch v geologických formáciách a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu.
Doterajší stav techniky
Známych je vyše dvadsať inovatívnych technológií rozrušovania geologických formácií rôznej vyspelosti a stupňa overenosti, žiadna z nich však nie je svojimi vlastnosťami a efektívnosťou vhodná pre prácu v podmienkach ultrahlbokých vrtov.
Technológie rozrušovania je možné hodnotiť aj podľa takých vlastností ako je potrebná špecifická energia na vyťažený centimeter kubický, ďalej maximálny výkon uplatniteľný na dne vrtu, alebo maximálna dosiahnuteľná rýchlosť vŕtania.
Na popredných miestach z týchto hľadísk sú mechanické princípy, elektroiskrové výboje vo vode a rezanie vodným lúčom.
Medzi technológie rozrušovania patria najmä nasledujúce technológie.
Značný pokrok smerom k významnej inovácii je US 5771984, ktorého autorom je Jeľferson Tester a kol.: „Continuous drilling of vertical boreholes by thermal processes: rock spallation and fusion, kde energia k vrtnej súprave na dne je dodávaná tlakovou vodou pre výplach vrtu a pre pohon turbíny a výrobu elektrickej energie na vlastný proces vŕtania tepelným štiepaním skaly alebo jej tavením. Na tomto vynáleze je založená aj náplň firmy Potter Drilling LLC, ktorej technológie sú už v štádiu skúšok prototypov.
Príbuzné technológie sú popísané v US 5107936 ROCK MELTING EXCAVATION PROCESS. Autor Wemer Foppe popisuje proces tavením skaly po obvode vrtu, vtlačením taveniny do jadra a následným rozbitím jadra. Ten istý autor vUS Pat 6591920 popisuje tavenie horniny a jej vtláčanie do okolitej skaly.
Na Univerzite v Tel Aviv, autori Jerby a kol.: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 97 (2004) riešia proces štiepaním skaly lokálnym prehriatím mikrovlnami. Technológia je zatiaľ vhodná len pre veľmi malé objemy.
Najväčšou skupinou patentov je pokrytá technológia rezania skaly, resp. horniny vodným lúčom.
Popisované sú varianty rôznych modifikácii, napríklad využitie kavitácie, vírivých procesov, kombinácie s mechanickými princípmi apod. Napríklad US 5291957 popisuje proces vodného lúča v kombinácii s vírivým a mechanickým procesom.
V posledných desiatich rokoch prebieha intenzívny výskum využitia vysoko energetických laserových lúčov na dezintegráciu horniny. Jedná sa najmä o konverziu vojenských zariadení.
Energia laseru je použitá na proces tepelného štiepania, tavenia alebo odparenia horniny.
Patent japonských autorov, US 6870128 - LASER BORING METHOD AND SYSTEM Kobayashi a kol. - popisuje vŕtanie laserom, kde svetelný lúč je privádzaný z povrchu optickým káblom na dno vrtu. Systém odparuje horninu, čím je však daná vysoká spotreba energie.
Autori Zhiyue Xu a kol. v článku LASER SPALLATION OF ROCKS FOR OIL WELL DRILLING uverejnenom v Proceedings of the 23rd International Congress on Applications of Lasers and Electro-Optics 2004 opisujú metódu tepelného štiepania, ktorá je energeticky výhodnejšia, avšak odsun drviny sa uskutočňuje klasickým výplachom.
Metódy využitia elektrického výboja sú založené na dlhodobých skúsenostiach v iných aplikačných oblastiach. Metóda opísaná v US 5425570 autora Wilkinsona G. je založená na kombinácii elektrického výboja a následného výbuchu malej dávky výbušniny alebo vyvolaného alutermického procesu.
US 4741405 aUS 6761416 autora Moeny W. opisuje použitie viacnásobných elektród s vysokonapäťovým výbojom vo vodnom prostredí, pričom odsun rozdrobenej horniny je uskutočňovaný klasickým výplachom.
Obdobná metóda je popísaná aj v US 6935702 autorov Okazaki a kol. CRUSHING APPARATUS ELECTRODE AND CRUSHING APPARATUS za použitia klasického výplachu.
Autor Usov A.F. opisuje použitie elektrického výboja na vŕtanie veľkých priemerov vyše 1 m s rýchlosťou až niekoľko m/hod. realizovaných vo Vedeckom centre Kola Ruskej Akadémie vied.
V patente RU 2059436 Cl autor Maslov V.V. opisuje generovanie vysokonapäťových impulzov na deštrukciu materiálov.
Autori Hirotoshi a kol. v článku Pulsed Electric Breakdown and Destruction of Granite uverejnenom v Jpn.J. Appl.Phys. Vol.38 (1999) 6502-6505 opisujú úspešné použitie elektrického výboja na typickej geotermálnej hornine - žule.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje spôsob bezkontaktného rozrušovanie materiálov najmä najmä horniny v geotermálnych hĺbkových vrtoch v geologických formáciách a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že ide o multimodálny spôsob rozrušovania využívajúci viac synergických fyzikálnych dejov pre zvýšený účinok rozrušovania.
Spôsob uskutočňovania rozrušovania materiálov, najmä horniny v geotermálnych hĺbkových vrtoch v geologických formáciách podľa nasledujúcich bodov:
1) Zo zdroja tlakového hydraulického média je natlakovaná komora rozrušovacieho zariadenia rozrušovacím médiom, ktoré môže byť s výhodou voda a rozrušovacie médium cez výstup trysky vychádza pod tlakom z komory rozrušovacieho zariadenia a pôsobením na rozrušovaný materiál ho rozrušuje, pričom tlak rozrušovacieho média na výstupe z komory sa zvyšuje v bloku zvýšenia tlakového účinku jedným z nasledujúcich spôsobov:
a) elektrickým oblúkom vznikajúcim v bloku pre tvorbu elektrického oblúka, pričom prichádza k tvorbe vodivého kanála prierazom vysokonapäťového výboja, k tvorbe explozívne expandujúcej bubliny v ktorej sa nachádza vysokoteplotná plazma, ktorá zvyšuje tlak rozrušovacieho média a ktorá prerušuje tok tlakového rozrušovacieho média.
b) alebo detonáciou paliva v bloku generovania vysoko energetických plynových, alebo tekutinových lúčov je prúd energie použitý na generovanie jedného, alebo viacerých vysokoenergetických plynových, alebo tekutinových lúčov pričom palivo môže byť zložené z jednej, alebo viacerých zložiek
2) Spôsob rozrušovania materiálov podľa bodu 1, pričom v komore a to v bloku pre tvorbu elektrického oblúka, ktorý je rozšírený o blok priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny prichádza k urýchľovaniu vytvoreného elektrického oblúku prostredníctvom elektromagnetického poľa vytvoreného pomocou dvoch, alebo viac elektród pre prívod elektrického prúdu pre tvorbu a udržanie elektrického oblúka a tvorbu elektromagnetického poľa, pričom je využívaný efekt urýchlenia vzniknutého elektrického oblúka a plazmy pomocou intenzívneho elektromagnetického poľa.
3) Spôsob rozrušovania materiálov podľa bodov 1 a 2, pričom v bloku priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny je urýchlený elektrický oblúk a plazmový útvar pomocou dvoch elektród medzi ktorými sa vytvorí elektrický oblúk a pretekajúci prúd vytvorí Lorentzove sily, ktoré oblúk priestorovo urýchľujú (rail gun technológia).
4) Spôsob rozrušovania materiálov podľa bodov 1 až 3, pričom v bloku pre tvorbu elektrického oblúka, ktorý je rozšírený o blok využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín prichádza k tlmeniu rázových vín prostredníctvom tekutiny nachádzajúcej mimo priestoru, ktorý je medzi elektródami.
5) Spôsob rozrušovania materiálov podľa bodov 1 až 4, pričom rozrušovacím médiom je vyplnený tiež blok využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín a toto rozrušovacie médium je silovým pôsobením elektród vytláčané bočnými tryskami bloku využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín do priestoru rozrušovania materiálu, pričom je využitý spôsob generovania tekutinového zväzku nárazom dvoch rovín vzájomne pod ostrým uhlom.
6) Spôsob rozrušovania materiálov podľa bodov 1 až 5, pričom na výstupe trysky sa udržiava prostredníctvom ďalších elektród už vzniknutý elektrický oblúk pomocou zdroja energie k tomu určenému.
7) Spôsob rozrušovania materiálov podľa bodov 1 až 6, pričom palivo je obohatené výbušným aditívom zvyšujúcim účinok detonácie.
8) Spôsob rozrušovania materiálov podľa bodov 1 až 7, pričom rozrušovacie médium rozrušujúce materiál je voda s výhodou zahriata na super kritickú teplotu.
9) Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa bodu 1 až 8 obsahujúce zdroj tlakového rozrušovacieho média, komoru s výstupnou tryskou usporiadané tak, že zdroj rozrušovacieho média je pripojený ku komore, pričom je vybavené najmenej dvomi súbežnými elektródami ako zdrojmi elektrického prúdu pre tvorbu a udržanie elektrického oblúka a tvorbu elektromagnetického poľa umiestnenými vo vnútornom priestore komory, ktorých dĺžka je podstatne väčšia ako ich hrúbka a pripojené k zdroju na opačnom konci komory ako je výstupná tryská.
10) Zariadenie podľa bodu 9, pričom komora je rozdelená na vnútornú a vonkajšiu časť a buď komora vo svojej vnútornej časti obsahuje blok zvýšenia tlakového účinku obsahujúci blok pre tvorbu elektrického oblúka a vo svojej vonkajšej časti obsahuje blok využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín a blok priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny alebo komora v bloku zvýšenia tlakového účinku obsahuje blok generovania vysoko energetických plynových alebo tekutinových lúčov.
11) Zariadenie podľa bodov 9 a 10, pričom elektródy sú uložené pohyblivo.
12) Zariadenie podľa bodov 9 až 11, pričom tvar vnútorných stien komory spolu s prívodom tlakového rozrušovacieho média je formovaný v tvare odrazových plôch pre sústredenie a smerovanie rázových vín.
13) Zariadenie podľa bodov 9 až 12, pričom do priestoru bloku využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín ústia bočné prívody rozrušovacieho média a z priestoru bloku využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín vyúsťujú bočné trysky na výstup rozrušovacieho média.
Inováciu vo vynáleze tvorí spôsob bezkontaktného rozrušovania s nasledujúcimi funkcionalitami:
• Rozrušovanie materiálu synergiou viacerých fyzikálnych procesov.
• Využitie elektrického oblúka na prerušovanie, modulovanie vysokotlakého hydraulického rozrušovacieho média pre pulzáciu, zvýšenie účinku stagnačnej energie • Využitie elektrického oblúka a následnej plazmovej bubliny pre dodatočné zvýšenie tlaku vysokotlakého hydraulického rozrušovacieho média • Priestorové urýchlenie a vyvrhnutie kanálu elektrického oblúka spolu s plazmovou bublinou prostredníctvom silného magnetického poľa z trysky rozrušovacieho zariadenia smerom na rozrušovaný materiál.
• Zvýšenie energetického účinku explozívnej plazmovej bubliny prostredníctvom obnovovania iniciálneho stavu oblúka obklopeného rozrušovacím médiom s pôvodnou teplotou pred vznikom oblúka.
• Využitie rázových vín produkovaných elektrickým oblúkom a ich usmernenie do bloku výstupu trysky.
• Využitie laterálnych síl urýchlovacieho elektromagnetického poľa na príspevok k celkovému účinku zariadenia na bezkontaktné rozrušovanie materiálov a zmiernenie nežiadúcich deštruktívnych rázov • Využitie detonácie pre zvýšenie tlakového účinku pre rozrušovanie.
Výhodnosť vynálezu je najmä vo zvýšenom účinku zariadenia a využití zariadenia aj vo vodnom prostredí pri veľkých tlakoch a teplotách.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obr. č.l je znázornené zariadenie na uskutočňovanie bezkontaktného rozrušovanie materiálov najmä najmä horniny v geotermálnych hĺbkových vrtoch v geologických formáciách
Príklady uskutočnenia vynálezu Príklad 1
Príklad jedného výhodného zariadenia podľa vynálezu je na obr.l
Znázornené sú hlavné časti tohto zariadenia tak, aby boli jasné štruktúry jednotlivých funkčných blokov a ich súčinnosť.
Zariadenie na vykonávanie spôsobu rozrušovania materiálov obsahujúce zdroj i tlakového rozrušovacieho média 2, komoru 3 s výstupnou tryskou 5 usporiadané tak, že zdroj i rozrušovacieho média 2 je pripojený ku komore 3, najmenej dve súbežné elektródy 13 ako zdroje elektrického prúdu pre tvorbu a udržanie elektrického oblúka a tvorbu elektromagnetického poľa umiestnené zvislo v komore 3, ktorých dĺžka je podstatne väčšia ako ich hrúbka a sú pripojené k zdroju na opačnom konci komory 3 ako je výstupná tryská 5.
Komora 3 je rozdelená na vnútornú a vonkajšiu časť, pričom vnútorná časť komory 3 obsahuje blok 4 zvýšenia tlakového účinku a tento obsahuje blok 7 pre tvorbu elektrického oblúka a vonkajšia časť komory 3 obsahuje blok 9 využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín a blok 8 priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny.
Elektródy (13) sú uložené pohyblivo.
Tvar vnútorných stien komory 3 spolu s prívodom tlakového rozrušovacieho média 2 je formovaný v tvare odrazových plôch pre sústredenie a smerovanie rázových vín.
Do priestoru bloku 9 využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín ústia bočné prívody 10 rozrušovacieho média 2 a z priestoru bloku 9 využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín vyúsťujú bočné trysky 12 na výstup rozrušovacieho média 2.
Príklad 2
Je opísaný výhodný spôsob rozrušovania materiálov podľa tohto vynálezu.
Zo zdroja i tlakového rozrušovacieho média je vháňané pod tlakom rozrušovacie médium 2 do komory 3 rozrušovacieho zariadenia. V komore 3 rozrušovacieho zariadenia sa nachádza blok 7 pre tvorbu elektrického oblúka, kde vzniká elektrický oblúk. Vďaka elektrickému oblúku je prúd média prerušovaný s účelom zvýšenia účinku rozrušovacieho média 2 smerujúceho cez výstup trysky 5 smerom na rozrušovaný materiál 6. V komore 3 sa nachádzajúci blok 8 priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny umožňuje:
Urýchlený posun kanálu vzniknutého elektrického oblúka za účelom zvýšenia tlaku rozrušovacieho média 2 smerom k vyústeniu výstupu trysky 5 prostredníctvom explozívnej expanzie plazmovej bubliny
1. Priestorový posun kanála vzniknutého elektrického oblúka k rozhraniu na povrchu plazmovej bubliny a rozrušovacieho média 2, čo umožňuje intenzívnu výmenu tepla medzi elektrickým oblúkom a rozrušovacím médiom 2, obdobne ako pri vzniku elektrického oblúka a prispieva k zvýšeniu účinku explozívnej expanzie plazmovej bubliny, čoho dôsledkom je zvýšenie energetického účinku explozívnej plazmovej bubliny prostredníctvom obnovovania iniciálneho stavu oblúka obklopeného rozrušovacím médiom s pôvodnou teplotou pred vznikom oblúka.
2. Vyvrhnutie z komory 3 cez výstup trysky 5 smerom na rozrušovaný materiál 6 za účelom toho, aby kolaps akavitácia plazmovej bubliny nastali mimo priestoru výstupu trysky 5 v blízkosti, alebo na rozrušovanom materiále 6.
3. Využitie iaterálnych síl urýchlovacieho elektromagnetického poľa na príspevok k celkovému účinku Zariadenia na bezkontaktné rozrušovanie materiálov a zmiernenie nežiadúcich deštruktívnych rázov sa v bloku 9 využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín 9 dochádza k transformácii Iaterálnych síl magnetického poľa v bloku 8 priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny na tlakové pôsobenie, ktoré vytláča vodu v priestore bloku 9 využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín cez bočné trysky smerom na rozrušovanú horninu. Týmto dochádza k tlmeniu deštruktívnych síl na okolie a zároveň využitiu Iaterálnych síl na efektívnu energiu rozrušovania. Bočné prívody 10 vody zabezpečujú obnovenie pôvodného stavu a možnosť opakovania cyklu.
Ako rozrušovacie médium je voda zohriata na super kritickú teplotu.
Na výstupe trysky 5 sa udržiava prostredníctvom ďalších elektród už vzniknutý elektrický oblúk pomocou zdroja energie k tomu určenému.
Príklad 3
Príklad 3 je zhodný s príkladom 2 s tým rozdielom, že tlak rozrušovacieho média 2 na výstupe z komory 3 sa zvyšuje v bloku 4 zvýšenia tlakového účinku komory 3 detonáciou paliva v bloku 14 generovania vysoko energetických plynových, alebo tekutinových lúčov je prúd energie použitý na generovanie jedného, alebo viacerých vysoko-energetických plynových, alebo tekutinových lúčov pričom palivo môže byť zložené z jednej, alebo viacerých zložiek
Palivo je obohatené výbušným aditívom zvyšujúcim účinok detonácie.
Pri tomto spôsobe sa využije zariadenie podľa príkladu 1 s tým rozdielom, že komora 3 v bloku 7 zvýšenia tlakového účinku obsahuje blok 14 generovania vysoko energetických plynových alebo tekutinových lúčov.
Priemyselná využiteľnosť
Vynález môže byť využitý v oblasti rozrušovania geologických formácií, pre obrábanie, pre čistenie, dezinfekciu prostredníctvom vyvinutého vysokého tlaku..
Claims (13)
- Nároky na ochranu1) Spôsob rozrušovania materiálov, najmä horniny v geotermálnych hĺbkových vrtoch v geologických formáciách pri ktorom zo zdroja (1) tlakového rozrušovacieho média je plnená komora (3) rozrušovacieho zariadenia rozrušovacím médiom (2) a rozrušovacie médium (2) cez výstup trysky (5) vychádza pod tlakom z komory (3) rozrušovacieho zariadenia a pôsobením na rozrušovaný materiál (6) ho rozrušuje vyznačujúci sa tým, že tlak rozrušovacieho média (2) na výstupe z komory (3) sa zvyšuje v bloku (4) zvýšenia tlakového účinku komory (3) jedným z nasledujúcich spôsobov:a) elektrickým oblúkom vznikajúcim v bloku (7) pre tvorbu elektrického oblúka komory (3), pričom prichádza k tvorbe vodivého kanála prierazom vysokonapäťového výboja, k tvorbe explozívne expandujúcej bubliny v ktorej sa nachádza vysokoteplotná plazma, ktorá zvyšuje tlak rozrušovacieho média (2) a ktorá prerušuje tok tlakového rozrušovacieho média (2).b) alebo detonáciou paliva v bloku (14) generovania vysoko energetických plynových, alebo tekutinových lúčov je prúd energie použitý na generovanie jedného, alebo viacerých vysokoenergetických plynových, alebo tekutinových lúčov pričom palivo môže byť zložené z jednej, alebo viacerých zložiek
- 2) Spôsob rozrušovania materiálov podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že v komore (3) a to v bloku (7) pre tvorbu elektrického oblúka, ktorý je rozšírený o blok (8) priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny prichádza k urýchľovaniu vytvoreného elektrického oblúku prostredníctvom elektromagnetického poľa vytvoreného pomocou dvoch, alebo viac elektród pre prívod elektrického prúdu pre tvorbu a udržanie elektrického oblúka a tvorbu elektromagnetického poľa, pričom je využívaný efekt urýchlenia vzniknutého elektrického oblúka a plazmy pomocou intenzívneho elektromagnetického poľa.
- 3) Spôsob rozrušovania materiálov podľa nárokov 1 a 2 vyznačujúci sa tým, že v bloku (8) priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny je urýchlený elektrický oblúk a plazmový útvar pomocou dvoch elektród medzi ktorými sa vytvorí elektrický oblúk a pretekajúci prúd vytvorí Lorentzove sily, ktoré oblúk priestorovo urýchľujú (rail gun technológia).P? SD6t-/U>0ý
- 4) Spôsob rozrušovania materiálov podľa nárokov 1 až 3 vyznačujúci sa tým, že v bloku (7) pre tvorbu elektrického oblúka, ktorý je rozšírený o blok (9) využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín prichádza k tlmeniu rázových vín prostredníctvom tekutiny nachádzajúcej mimo priestoru, ktorý je medzi elektródami.
- 5) Spôsob rozrušovania materiálov podľa nárokov 1 až 4 vyznačujúci sa tým, že rozrušovacím médiom (2) je vyplnený tiež blok (9) využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín a toto rozrušovacie médium je silovým pôsobením elektród vytláčané bočnými tryskami (12) bloku (9) využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín do priestoru rozrušovania materiálu, pričom je využitý spôsob generovania tekutinového zväzku nárazom dvoch rovín vzájomne pod ostrým uhlom.
- 6) Spôsob rozrušovania materiálov pďdľa nárokov 1 až 5 vyznačujúci sa tým, že na výstupe trysky (5) sa udržiava prostredníctvom ďalších elektród už vzniknutý elektrický oblúk pomocou zdroja energie k tomu určenému.
- 7) Spôsob rozrušovania materiálov podľa nárokov 1 až 6 vyznačujúci sa tým, že palivo je obohatené výbušným aditívom zvyšujúcim účinok detonácie.
- 8) Spôsob rozrušovania materiálov podľa nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že rozrušovacie médium(2) rozrušujúce materiál je voda s výhodou zahriata na super kritickú teplotu.
- 9) Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nároku 1 až 8 obsahujúce zdroj (1) tlakového rozrušovacieho média (2), komoru (3) s výstupnou tryskou (5) usporiadané tak, že zdroj (1) rozrušovacieho média (2) je pripojený ku komore (3) vyznačujúce sa tým, že je vybavené najmenej dvomi súbežnými elektródami (8) ako zdrojmi elektrického prúdu pre tvorbu a udržanie elektrického oblúka a tvorbu elektromagnetického poľa, ktorých dĺžka je podstatne väčšia ako ich hrúbka a pripojené k zdroju na opačnom konci komory (3) ako je výstupná tryská (5).
- 10) Zariadenie podľa nároku 9 vyznačujúce sa tým, že komora (3) je rozdelená na vnútornú a vonkajšiu časť, pričom vnútorná časť komory (3)obsahuje blok (4) zvýšenia tlakového účinku obsahujúci blok (7) pre tvorbu elektrického oblúka a vonkajšia časť komory (3) obsahuje blok (9) využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín a blok (8) priestorového urýchlenia vytvoreného kanálu elektrického oblúka a plazmovej bubliny, alebo blok (4) zvýšenia tlakového účinku obsahuje blok (14) generovania vysoko energetických plynových alebo tekutinových lúčov.
- 11) Zariadenie podľa nárokov 9 a 10 vyznačujúce sa tým, že elektródy (8) sú uložené pohyblivo.
- 12) Zariadenie podľa nárokov 9 až 11 vyznačujúce sa tým, že tvar vnútorných stien komory (3) spolu s prívodom tlakového rozrušovacieho média (2) je formovaný v tvare odrazových plôch pre sústredenie a smerovanie rázových vín.
- 13) Zariadenie podľa nárokov 9 až 12 vyznačujúce sa tým, že do priestoru bloku (9) využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín ústia bočné prívody (10) rozrušovacieho média (2) a z priestoru bloku (9) využitia energie magnetického poľa a tlmenia rázových vín vyúsťujú bočné trysky (12) na výstup rozrušovacieho média (2).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK5062-2009A SK50622009A3 (sk) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu |
| PCT/SK2010/050016 WO2011037546A2 (en) | 2009-09-24 | 2010-08-24 | Method of disintegrating materials and device for performing the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK5062-2009A SK50622009A3 (sk) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK50622009A3 true SK50622009A3 (sk) | 2011-05-06 |
Family
ID=43796419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK5062-2009A SK50622009A3 (sk) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (1) | SK50622009A3 (sk) |
| WO (1) | WO2011037546A2 (sk) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SK500582012A3 (sk) * | 2012-12-17 | 2014-08-05 | Ga Drilling, A. S. | Multimodálne rozrušovanie horniny termickým účinkom a systém na jeho vykonávanie |
| SK500792014A3 (sk) * | 2014-12-23 | 2016-09-05 | Ga Drilling, A. S. | Spôsob odstraňovania materiálov ich dezintegráciou pôsobením elektrickej plazmy |
| CA2890401C (en) * | 2015-01-21 | 2015-11-03 | Vln Advanced Technologies Inc. | Electrodischarge apparatus for generating low-frequency powerful pulsed and cavitating waterjets |
| CA2921675C (en) | 2016-02-24 | 2017-12-05 | Vln Advanced Technologies Inc. | Electro-discharge system for neutralizing landmines |
| SK288888B6 (sk) * | 2017-11-30 | 2021-08-25 | Ga Drilling, A. S. | Zariadenie na odstraňovanie produkčnej rúry vo vrte a spôsob na odstraňovanie |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3700169A (en) * | 1970-10-20 | 1972-10-24 | Environment One Corp | Process and appratus for the production of hydroelectric pulsed liquids jets |
| US3647137A (en) * | 1970-10-20 | 1972-03-07 | Environment One Corp | Hydraulic chamber incorporating a jet nozzle |
| US4004737A (en) * | 1975-08-05 | 1977-01-25 | Environment/One Corporation | Continuous high velocity fluid jet system |
| US4741405A (en) | 1987-01-06 | 1988-05-03 | Tetra Corporation | Focused shock spark discharge drill using multiple electrodes |
| DE3701676A1 (de) | 1987-01-22 | 1988-08-04 | Werner Foppe | Profil-schmelzbohr-verfahren |
| US5291957A (en) | 1990-09-04 | 1994-03-08 | Ccore Technology And Licensing, Ltd. | Method and apparatus for jet cutting |
| RU2059436C1 (ru) | 1993-06-15 | 1996-05-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-технический центр конверсионных технологий Компания "АЭлимп Лтд." | Устройство для электроимпульсной обработки и дезинтеграции материалов |
| US5425570A (en) | 1994-01-21 | 1995-06-20 | Maxwell Laboratories, Inc. | Method and apparatus for plasma blasting |
| US5771984A (en) | 1995-05-19 | 1998-06-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Continuous drilling of vertical boreholes by thermal processes: including rock spallation and fusion |
| DE19725052C2 (de) * | 1997-06-13 | 1999-10-28 | Tracto Technik | Bohrgerät |
| DE19909836A1 (de) | 1999-03-05 | 2000-09-07 | Werner Foppe | Metallschmelze-Bohrverfahren |
| WO2002083312A1 (fr) | 2001-04-06 | 2002-10-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electrode pour appareil de broyage et appareil de broyage |
| US6761416B2 (en) | 2002-01-03 | 2004-07-13 | Placer Dome Technical Services Limited | Method and apparatus for a plasma-hydraulic continuous excavation system |
| US6870128B2 (en) | 2002-06-10 | 2005-03-22 | Japan Drilling Co., Ltd. | Laser boring method and system |
-
2009
- 2009-09-24 SK SK5062-2009A patent/SK50622009A3/sk unknown
-
2010
- 2010-08-24 WO PCT/SK2010/050016 patent/WO2011037546A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011037546A2 (en) | 2011-03-31 |
| WO2011037546A3 (en) | 2011-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10094171B2 (en) | Generating electric arc, which directly areally thermally and mechanically acts on material, and device for generating electric arc | |
| US7802384B2 (en) | Method and device for excavating submerged stratum | |
| EP2394015B1 (en) | Equipment for realisation of deep boreholes and method of realisation of deep boreholes | |
| US9453373B2 (en) | System and method for drilling in rock using microwaves | |
| SK50622009A3 (sk) | Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu | |
| US8256530B2 (en) | Method of processing rock with laser and apparatus for the same | |
| US5106164A (en) | Plasma blasting method | |
| US20060231257A1 (en) | Methods of using a laser to perforate composite structures of steel casing, cement and rocks | |
| US10226776B2 (en) | Electrodischarge apparatus for generating low-frequency powerful pulsed and cavitating waterjets | |
| CN112096396B (zh) | 微波、激光及空化射流组合的破岩刀盘及破岩方法 | |
| SK500582012A3 (sk) | Multimodálne rozrušovanie horniny termickým účinkom a systém na jeho vykonávanie | |
| WO2019165188A1 (en) | In-situ laser generator cooling system for downhole application and stimulations | |
| CN110656880A (zh) | 电磁驱动的可轴向伸缩的钻头破岩装置及使用方法 | |
| RU2385417C2 (ru) | Электрогидравлический способ разрушения и дробления твердых материалов | |
| Choubey et al. | Nd: YAG laser-assisted drilling and spallation of rocks | |
| EP0453076B1 (en) | Plasma blasting method | |
| RU2315848C2 (ru) | Способ гидрокавитационного эрозионного разрушения наростов и отложений, а также горной породы в водной среде и устройство для его осуществления | |
| Reed et al. | Methods of using a laser to perforate composite structures of steel casing, cement and rocks | |
| CN117846590A (zh) | 一种激光水射流切槽的方法及其在松动爆破中的应用 | |
| Kumar et al. | Hydro Jet System for Coal Mining | |
| SK50472011A3 (sk) | Electric plasma generation system and method of generating electric thermal plasma | |
| Andrews | Electrons surf to high energies on plasma waves | |
| SK500452011A3 (sk) | Method for rock dislodging by melting and interaction with water streams |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FB9A | Suspension of patent application procedure |