SU985236A1 - Устройство дл термомеханического бурени скважин - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройст·; вам для термомеханического бурения скважин и может быть использовано для бурения Взрывных скважин на гор- , ных работах и в строительстве.

Известно устройство для термомеханического бурения скважин, имеющее термобур с ударным механическим органом, в котором выполнено сопловое от- j вёрстие, средства подачи топлива и окислителя [1].

Однако это устройство имеет низкую эксплуатационную надежность, так как сопло для формирования высокоскоростной газовой струи находится в ме- 1 ханическом инструменте. Следовательно, механический инструмент является деталью камеры сгорания и постоянно находится на контакте с продуктами сгорания горючей смеси, имеющими высокую температуру.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для термо'мёханйческого бурения скважин, содержащее ударный орган, термобур с соплом, установленный внутри полой штанги с кольцевым механическим инструментом, средства подачи топлива и окислителя. Это устройство позволя ет частично устранить недостатки описанного выше устройства .путем разме- . щения термобура внутри полой штанги так, что высокотемпературная газовая струя, формируемая соплом термобура, не взаимодействует с механическим инструментом, так как он не является деталью камеры сгорания [2].

Однако эксплуатационная надежность механического инструмента остается низкой, потому что высокотемпературная газовая струя истекает на забой скважины и одновременно омывает твердосплавные пластины механического инструмента, находящиеся в зоне его контакта с забоем скважины.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности механического инструмента за счет периодического вывода высокотемпературной газовой струи из зоны контакта механического инструмента с забоем и повышение устойчивости горения газовой струи.

Указанная цель достигается тем, .что в устройстве для термомеханичес^кого бурения скважин,включающем ударный орган,термрбур с соплом,установленный внутри полой штанги с кольцевым механическим инструментом,средства подачи топлива и окислителя,в полой .985236 штанге над механическим инструментом выполнены окна, а термобур установлен с возможностью осевого перемещения относительно механического инструмента.

.На чертеже показано устройство для 5 .термомеханического бурения скважин.

Устройство содержит механический инструмент 1, выполненный, например, в виде кольцевой коронки, который посредством полой штанги 2 связан с удар-10 ,ным органом 3. Термобур 4 установлен с возможностью осевого перемещения в штанге 2 и жестко соединен с поршнем 5, размещенным на пружине 6. В верхней части полой штанги 2 выполнено 15 отверстие 7 ввода сжатого воздуха для перемещения поршня 5, а в нижней - окна 8 для обеспечения доступа воздуха, необходимого для устойчивого горения газовой струи, истекающей ₂0 из термобура 4. Коммуникации для подачи окислителя 9 и горючего 10 к термобуру 4 размещаются в штанге, а подъем устройства и прижатие механического инструмента 1 к забою скважины ₂5 осуществляется посредством канатноблочной системы 11.

Устройство работает следующим образом.

С помощью канатно-блочной систе- βθ мы 11 механический инструмент 1 устройства прижимается к забою скважины и посредством ударного органа 3 через полую буровую штангу 2 вызывает разрушение породы.

Одновременно по коммуникациям 9 ' ⁵³ и 10 поступают соответственно окислитель и горючее к термобуру 4, где происходит образование горючей смеси, при воспламенении которой из термобура истекает высокотемпературная 40 газовая струя.

Известно, что температура газовой струи с удалением от среза сопла термобура понижается, и в связи с этим при верхнем положении термобура 4 45 внутри полой штанги 2 газовая струя не оказывает термического воздействия на породу, а лишь способствует .удалению из скважины шлама.

При подаче сжатого воздуха через отверстие 7 в полость буровой штанги 2 происходит перемещение поршня 5 и термобура 4, при этом сжимается пружина 6. В нижнем положении термобура 4 высокотемпературная струя будет оказывать термическое воздействие . на породу, которое вызывает ее разупрочнение и разрушение совместно с механическим инструментом 1.

Теплопроводность металла в 5-6 раз выше теплопроводности породы, поэтому, чтобы не допустить перегрева, т.е. снижения прочности механического инструмента 1, через определенный' интервал времени прекращают подачу сжатого воздуха в полость буровой штанги. В результате этого под действием усилия сжатой пружины 6 горелка 4 возвращается в верхнее положение, после чего весь процесс повторяется вновь. При этом повышается эксплуатационная надежность механического инструмента и повышается устойчивость горения газовой струи.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к устройст-; вам дл  термомеханического бурени  скважин и может быть использовано дп  бурени  вГзрывных скважин на горных работах и в строительстве. Известно устройство дл  термомеха нического бУрени  скважин, имеющее термобур с ударным механическим орга ном, в котором выполнено сопловое от верстие, средства подачи топлива и окислител  1. Однако это устройство имеет низкую зксплуатационную надежность, так как сопло дл  формировани  высокоскоростной газовой струи находитс  в механическом инструменте. Следовательно , механический инструмент  вл етс  деталью камеры сгорани  и посто нно находитс  на контакте с продуктами сгорани  горючей смеси, имеющими высокую температуру. : Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  термомёханйческого бурени  скважин, содержащее ударный орган, термобур с соплом, установленный внутри полой штанги с кольцевым механическим инструментом , средства подачи топлива и окислител . Это устройство позвол ет частично устранить недостатки описанного выше устройства .путем разме- .. щени  термобура внутри полой штанги так, что высокотемпературна  газова  стру , формируема  соплом термобура, не взаимодействует с механическим инструментом, так как он не  вл етс  деталью камеры сгорани  2. Однако эксплуатационна  надежность механического инструмента остаетс  низкой, потому что высокотемпературна  газова  стру  истекает на забой скважины и одновременно омывает твердосплавные пластины механического инструмента , наход щиес  в зоне его контакта с. забоем скважины Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности механического инструмента за счет периодического вывода высокотемпературной га.зовой струи из зоны контакта механического инструмента с забоем и повышение устойчивости горени  газовой струи. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  термомеханического бурени  скважин,включающем ударный орган,термрбур с соплом,установленный внутри полой штанги с кольцевым механическим инструментом,средства подачи топлийа и окислител ,в полой штанге над механическим инструментом выполнены окна, а термобур установле с возможностью осевого перемещени  относительно механического инструмен та. .На чертеже показано устройство дл , термомеханического бурени  скважин. Устройство содержит механический инструмент 1, выполЕ:енный, например, в виде кольцевой коронки, который по редством полой штан1и 2 св зан с уда , ным органом 3. Термобур 4 установлен с возможностью осевого перемещени  в штанге 2 и жестко соединен с поршнем 5, размещенным на пружине 6. В верхней части полой штанги 2 выполнено отверстие 7 ввода сжатого воздуха дл  перемещени  .поршн  5, а в нижней - окна 8 дл  обеспечени  доступа воздуха/ -необходимого дл  устойчивого горени  газовой струи, истекающей из термобура 4,- Коммуникации дл  подачи окислител  9 и горючего 10 к те мобуру 4 размещаютс  в штанге, а под ем устройства и прижатие механического инструмента 1 к забою скважины осуществл етс  посредством канатнобло ,чной системы il. Устройство работает следующим образом . С помощью канатно-блочной системы 11 механический инструмент 1 устройства прижимаетс  к забою скважины и посредством ударного органа 3 через полую буровую штангу 2 вызывает разрушение породы. Одновременно по коммуникаци м 9 и 10 поступают соответственно окислитель и горючее к термобуру 4, где происходит образование горючей смеси , при воспламенении которой из тер мобура истекает высокотемпературна  газова  стру . Известно, что температура газовой струи с удалением от среза сопла тер мобура понижаетс , и в св зи с этим при верхнем положении термобура 4 внутри полой штанги 2 газова  стру  не оказывает термического воздействи  на породу, а лишь способствует Vудалению из скважины шлама. При подаче сжатого воздуха через отверстие 7 в полость буровой штанги 2 происходит перемещение поршн  5 и термобура 4, при этом сжимаетс  пружина 6. В нижнем положении термобура 4 высокотемпера,турна  стру  будет оказывать термическое воздействие . на породу, которое вызывает ее разупрочнение и разрушение совместно с механическим инструментом 1. Теплопроводность металла в 5-6 раз выше теплопроводности породы, поэтому , чтобы не допустить перегрева, т.е. снижени  прочности механического инструмента 1, через определенный интервал времени прекращают подачу сжатого воздуха в полость буровой штанги. В результате этого под действием усили  сжатой пружины 6 горелка 4 возвращаетс  в верхнее положение , после чего весь процесс повтор етс  вновь. При этом повышаетс  эксплуатационна  надежность механического инструмента и повышаетс  устойчивость горени  газовой струи. Формула изобретени  Устройство термомеханического бурени  скважин, включающее ударный орган , термобур с соплом, установленный внутри полой штанги с кольцевым механическим инструментом, средства подачи топлива и окислител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности механического инструмента за счет периодического вывода высокотемпературной газовой струи из зоны контакта механического инструмента с забоем и повышени  устойчивости горени  газовой струи, в полой штанге механическим инструментом выполнены окна , а термобур установлен с возможностью осевого перемещени  относительно механического инструмента. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 473012, кл. Е 21 Б 7/14, 1974.
2. 2.Патент Великобритании 1042817 кл. Е 1 F, опублик. 1966 (прототип).