Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для герметизации скважин (шпуров) при нагнетании жидкости в угольные пласты для профилактики горных ударов, внезапных выбросов угля и газа, а также борьбы с пылью и самовозгоранием.The invention relates to the mining industry and can be used to seal wells (holes) when injecting fluid into coal seams for the prevention of rock blows, sudden emissions of coal and gas, as well as the fight against dust and spontaneous combustion.
Цель изобретения - повышение эф- (θ фективности герметизации и надежности работы устройства.The purpose of the invention is to increase the efficiency (θ sealing efficiency and reliability of the device.
На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - схема расположения устройства в скважине. 15Figure 1 shows the device, a General view; figure 2 - arrangement of the device in the well. fifteen
Устройство состоит из высоконапорного эластичного рукава 1, который с одной стороны герметично соединен с гидроусилителем 2, а с другой - с наконечником 3. Гидроусилитель сос- 20 тоит из цилиндрического корпуса 4, поршня 5 и полого штока 6, имеющего входные 7 и выходные 8 отверстия. Корпус 4 гидроусилителя имеет входное отверстие 9, а поршень 5 ~ захват 10 25 для извлечения устройства из скважины. На наконечник 3 навинчена форсунка 1 1 с обратным клапаном 12 и пружиной 13. Полый шток гидроусилителя посредством гибкой нерастяжимой связи 14, размещенной в полости 15 эластичного рукава 1, соединен с наконечником 3, в котором выполнены отверстия 16 для подачи жидкости в форсунку 11. Эластичный рукав 1 армирован заключен ной в тело рукава металлической оплеткой 17, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы,The device consists of a high-pressure elastic sleeve 1, which is hermetically connected to the hydraulic booster 2 on the one hand and to the tip 3 on the other. The hydraulic booster 20 consists of a cylindrical body 4, a piston 5, and a hollow rod 6 having input 7 and output 8 openings . The housing 4 of the hydraulic booster has an inlet 9, and the piston 5 ~ capture 10 25 to remove the device from the well. A nozzle 1 1 with a non-return valve 12 and a spring 13 is screwed onto the tip 3. The hollow rod of the hydraulic booster is connected to the tip 3 by means of a flexible inextensible coupling 14 located in the cavity 15 of the elastic sleeve 1, in which holes 16 are made for supplying fluid to the nozzle 11. Elastic the sleeve 1 is reinforced with a metal braid 17 enclosed in the sleeve body made of a material having a shape memory effect,
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Через отверстие 9 в корпусе гидроусилителя входные 7 и выходные 8 отверстия в штоке 5 подают хладагент в полость 15. Оплетка 17 из материала с эффектом памяти формы сужается, а диаметр рукава уменьшается. В этот момент устройство досылают в скважину. Снаружи (в устье скважины) оставляют только гидроусилитель (фиг.2). В полость 11 подают жидкость (воду) под давлением при 0°, По мере вытеснения хладагента из рукава и повышения температуры происходит расширение оплетки и герметизация скважины, В этот момент поршень 5 перемещается вправо, а гидроусилитель 2 прижимается к устью скважины. Происходит сжатие эластичного рукава в осевом направлении, А за счет давления жидкости в полости 15 рукав расширяется в радиальном направлении и дополнительно герметизирует скважину. Давление жидкости преодолевает усилие пружины 13 и клапан 12 открывается. Жидкость через отверстия 16 и форсунку 11 поступает в угольный пласт. Для извлечения устройства из скважины сбрасывают давление. В полость 15 подают хладагент, оплетка сужается, уменьшается диаметр рукава и устройство извлекают из скважины.Through the opening 9 in the power steering housing, the inlet 7 and outlet 8 openings in the rod 5 supply refrigerant to the cavity 15. The braid 17 from the material with the shape memory effect narrows and the diameter of the sleeve decreases. At this point, the device is sent to the well. Outside (at the wellhead), only the hydraulic booster is left (Fig. 2). Liquid (water) is supplied into cavity 11 under pressure at 0 ° C. As the refrigerant is displaced from the sleeve and the temperature rises, the braid expands and the well is sealed. At this moment, the piston 5 moves to the right, and the hydraulic booster 2 is pressed against the wellhead. The elastic sleeve is compressed in the axial direction, and due to the pressure of the fluid in the cavity 15, the sleeve expands in the radial direction and additionally seals the well. The fluid pressure overcomes the force of the spring 13 and the valve 12 opens. The fluid through the holes 16 and the nozzle 11 enters the coal seam. To remove the device from the well, depressurize. Refrigerant is introduced into cavity 15, the braid is narrowed, the diameter of the sleeve is reduced, and the device is removed from the well.
Благодаря гидроусилителю рукав в скважине находится в сжатом состоянии, Это предотвращает чрезмерное деформирование рукава вдоль оси скважины и его преждевременное разруше- # ние. Наличие гибкой нерастяжимой связи 14 позволяет извлекать устройство из скважины даже в случае его заклинивания с помощью захвата 10 и ручной лебедки, т.е. обеспечивается возможность многократного использования устройства.Due hydraulic booster sleeve in a well is in a compressed state, This prevents excessive deformation of the sleeve along the borehole axis and premature destruction of #. The presence of a flexible inextensible connection 14 allows you to remove the device from the well even if it is jammed using the capture 10 and a manual winch, i.e. reusability of the device is provided.