SU1739053A1 - Устройство дл локализации выбросов угл и газа - Google Patents

Abstract

Использование: при гидравлическом бурении скважин на пластах, склонных к внезапным выбросам угл  и газа. Сущность изобретени : устройство содержит буровой орган с насадками, вращатель с полым валом и двухканальный буровой став, состо щий из сливной и линейных штанг и центральной трубы. Внутри сливной штанги установлен подпружиненный в осевом направлении дифференциальный поршень- клапан, закрепленный на центральной трубе. В верхней части сливной штанги выполнены подпоршневые отверсти , а в нижней - сливные отверсти . Обсадна  труба усть  скважины имеет направл ющий цилиндр , герметизатор, бункер и предохранительный клапан. Линейные штанги выполнены с кольцевым каналом, который сообщен с кольцевым каналом, образованным между центральной трубой и сливной штангой. Линейные штанги имеют кольцевые уплотнительные элементы, расположенные на их наружной поверхности на рассто нии, не превышающем длины направл ющего цилиндра. Вращатель содержит муфты и сообщен с напорной магистралью и атмосферой посредством рукавов и переключател . 4 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано при гидравлическом бурении скважин на пластах склонных к внезапным выбросам угл  и газа, особенно при проведении подготовительных и нарезных выработок.

Известно устройство дл  снижени  интенсивности газодинамических  влений и задержани  их развити  в начальной стадии (локализаци ) в подготовительных выработках , выключающее заградительную перемычку , установленную на рассто нии 3,0-3,5 м от забо  1.

Недостатками заградительной перемычки  вл ютс  низка -производительность труда вследствие большого количества ручных операций, большой расход стройматериалов и невозможность использовани  при проведении скважин.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устроиствоКБГ, включающее двухкамерный буровой став, буровой орган, вращатель с полым валом и гибкие водоводы 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно не обеспечивает задержа vj

Сл Ю О

сл

со

ние продуктов разрушени  и локализации выбросов в начальной стадии.

Цель изобретени  - повышение безопасности и надежности технологии бурени  по выбросоопасным пластам,

Поставленна  цель достигаетс  тем. что в устройстве дл  локализации выбросов угл  и газа при гидравлическом бурении скважин , включающем двухканальный буровой став, буровой орган, вращатель с полым ва- лом и гибкие водоводы, буровой став выполнен из сливной и линейных штанг и центральной трубы и снабжен дифференциальным поршнем-клапаном, подпружиненным в осевом направлении и закрепленным на центральной трубе внутри сливной штанги с образованием кольцевого канала , сообщенного с концевым каналом, выполненным в линейных штангах става, при этом в верхней части сливной штанги вы- полнены надпоршневые отверсти , а в нижней - сливные отверсти , обсадна  труба снабжена герметизатором с бункером, предохранительным клапаном, задвижкой и на- правл ющим цилиндром, при этом двухканальный вал вращател  посредством муфт гибких водоводов и переключател  сообщен с напорной водой и атмосферой, а линейные штанги снабжены кольцевыми уп- лотнительными элементами, расположен- ными на их наружной поверхности на рассто нии друг от друга, не превышающем длины направл ющего цилиндра.

На фиг. 1 показана схема расположени  основных узлов устройства дл  локализа- ции выбросов угл  и газа; на фиг. 2 - сливна  штанга; на фиг. 3 - переключатель; на фиг. 4 - герметизатор.

Устройство дл  локализации выбросов угл  и газа состоит из обсадных труб 1, гер- метизатора 2 с бункером 3 и задвижкой 4, сливной штанги 5, линейных штанг 6 с центральным 7 и кольцевым 8 каналами, бурового органа 9, пульта 10 управлени . переключател  11с гибкими водоводами 12- 14 и муфтами 15 и 16 подвода воды к двух- канальному валу вращател  17 станка, манометра 18.

В сливной штанге 5 на трубе 19 центрального канала 7 насажена направл юща  втулка 20, по которой перемещаетс  дифференциальный поршень-клапан 21, поджимаемый пружиной 22 и образующий со стенкой корпуса 23 сливной штанги 5 кольцевой канал 24. В нижней части сливной штанги 5 выполнены сливные отверсти 

25,а в верхней - надпоршневые отверсти 

26,защищенные фильтрами 27.

В корпусе переключател  11 имеетс  руко тка 29, насаженна  на вал 30 с эксцентриком 31, перемещающим золотник 32 к одному из седел 33 и соедин ющим одно из напорных отверстий 34 со сливом 33.

В герметизатор 2 при помощи фланцевого 36 и сферического 37 соединенный устанавливают направл ющий цилиндр 38, в котором в процессе бурени  перемещаютс  линейные штанги 6 с уплотнительными элементами 39. В герметизатор 2 вмонтирован предохранительный клапан 40 избыточного давлени .

Устройство дл  локализации выбросов угл  и газа функционирует следующим образом .

Устье скважины (длина 6-8 м) обсаживают трубами 1. К торцу обсадной трубы подсоедин ют герметизатор 2 с бункером 3 и задвижкой 4. Затем завод т в скважину буровой орган 9, сливную штангу 5 и две-три линейные штанги 6, после чего в герметизаторе 2 монтируют направл ющий цилиндр 38. При дальнейшем наращивании линейных штанг 6 кольцевые уплотнители 39 обеспечивают полную герметизацию скважины и удерживают столб воды в скважине. Чтобы избежать течи при перемещении штанг длина направл ющего цилиндра 38 выполнена большей, чем рассто ни  между уплотнительными элементами 39. Сферическое соединение 37 направл ющего цилиндра 38 с герметизатором 2 облегчает наращивание линейных штанг 6 при некоторой расцентрировке бурового става относительно скважины.

Собранный из штанг буровой став соедин ют с валом вращетел  17 станка подачи .

Высоконапорна  вода дл  бурени  по водоводу 12 поступает в переключатель 11 (фиг. 3), откуда через верхнее напорное от- верстие34 и гибкий водовод 13 - к муфте 15 подвода воды, затем через полый вал вращател  17 - в центральный канал 7 линейных 6 и сливной 5 штанг к буровому органу 9.

При подаче воды на бурение задвижка закрыта. Вода с продуктами разрушени  (пульпа) заполн ет заштанговое пространство скважины и поднимаетс  до уровн  сливной штанги 5. Здесь ее излишки через сливные отверсти  25, кольцевые каналы 24 и 8 штанг, муфту 16 подвода воды, гибкий водовод 14, нижнее напорное отверстие 34, сливное окно 35 и переключатель 11 попадают на почву (канавку) выработки.

После окончани  бурени  на длину штанги подачу воды на буровой орган 9 прекращают , из бункера 3 через задвижку 4 выпускают уголь. Затем задвижку 4 закрывают , наращивают линейную штангу 6,

включают воду низкого давлени  и заполн ют водой скважину (заштанговое пространство ) до уровн  сливной штанги 5. Уровень определ ют по по влению воды из сливного отверсти  35 переключател , после чего включают высоконапорную воду и продолжают бурение.

При развитии выброса в процессе бурени  его продукты заполн ют свободное пространство - от забо  скважины до слив- ной штанги 5 (при диаметре скважины 0,3- 0,4 м и длине свободного пространства 1,5-2,0 м разместитс  0,3-0,5 т угл ), а повышенное давление газов воздействует через надпоршневые отверсти  26 на торец диф- ференциальногс поршень-клапана 21 напорной , который, сжима  пружину 22, перемещаетс  вниз в осевом направлении и перекрывает своим телом сливные отверсти  25. Скважина полностью герметизиру- етс .

При про влении выброса резко повышаетс  давление в скважине, что фиксирует машинист по манометру 18 на пульте 10. Он перекрывает поступление высоконапорной воды в скважину. При повышении давлени  до уровн , способного разрушить устройство дл  локализации выбросов, срабатывает предохранительный клапан 40.

После стабилизации послевыбросного давлени  в загерметизированной скважине производ т его снижение путем соединени  центрального канала 7 штанг 6 с атмосферой через напорное верхнее отверстие 34 и сливное окно 35 переключател  11 по- средством поворота руко тки 29,

Предлагаемое устройство дл  локализации выбросов угл  и газа при гидравлическом бурении позвол ет повысить безопасность труда за счет ограничени  объема продуктов и погашени  энергии выброса в загерметизированном заполненном пульпой пространстве скважины.

Устройство также позвол ет повысить надежность технологии, так как при ограничении продуктов выбросов малыми объемами и погашении выброса в начальной стадии резко снижаютс  отрицательные разрушительные последстви , увеличиваетс  количество и качество скважин пригодных дл  эксплуатации.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  локализации выбросов угл  и газа при гидравлическом бурении скважин, включающее обсадную трубу, двухканальный буровой став, буровой орган с насадками, вращатель с полым валом и напорную магистраль, отличающеес  тем, что, с целью повышени  безопасности и надежности технологии бурени  по выбро- соопасным пластам, буровой став выполнен из сливной и линейных штанг и центральной трубы и снабжен дифференциальным поршнем-клапаном , подпружиненным в осевом направлении и закрепленным на центральной трубе внутри сливной штанги с образованием кольцевого канала, сообщенного с кольцевым каналом, выполненным в линейных штангах става, при этом в верхней части сливной штанги выполнены надпоршневые отверсти , а в нижней - сливные отверсти , обсадна  труба снабжена герметизатором с бункером, предохранительным клапаном, задвижкой и направл ющим цилиндром, при этом вращатель снабжен муфтами и посредством рукавов и переключател  сообщен с напорной магистралью и атмосферой, а линейные штанги снабжены кольцевыми уплотнительными элементами, расположенными на их наружной поверхности на рассто нии друг от друга, не превышающем длины направл ющего цилиндра.

   Јг

   зг

   С906СП

   3J

   А 4

   ФигЬ