Замораживающая колонка

 

ЗАМОРАЖИВАВДАЯ КОЛОНКА,включгиощая внешнюю и соосно с ней расположенные Ънутреннюю и промежуточную колойны труб, золотниковый механизм, расположенный на промежуточной колонне труб, и пакерующий механизм, расположенный между внешней и промежуточной колоннами труб, отличающаяся тем, что, с целью осуществления многоступенчатого замораживания горных пород без нарашлвания внутренней и промежуточной колонны труб в период работы колонки, промежуточная и внутренняя колонны труб расположеныс возможностью относительного осевого перемещения и поворота , при этом замораживающая колонка снабжена дополнительным пакерующим механизмом, расположенным между внутренней и промежуточной кoлoннa л труб, дополнительными золотниковыми механизмами, размей енными на внутренней колонне труб, и фиксаторами,расположенными на внешней колонне труб, устг1новленными с возможностью взаимо-§ действия с золотниковыми механизмами. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Э(50 E 21 Р 1/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3435363/22-03

< (22) 12,05. 82 (46) 07. 09. 83. Бюл. Р 33 (72) Н.A.Ñåëåçíåâ (53) 622,253.35.002.5:624(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

9 846735, кл. E 21 D 1/14, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

9 374454, кл. E 21 D 1/14, 1971 (прототип) . (54) (57) ЗЛМОГИСИВИяцья КОЛОНКЛ, включающая внешнюю и соосно с ней расположенные внутреннюю и промежуточную колонны труб, эолотниковый механизм, расположенный на промежуточной колонне труб, и пакерующий механизм, расположенный между внешней и промежуточной колоннами труб, о т л и ч а—

„„SU„„l 040156 ю щ а я с я тем, что, с целью осуществления многоступенчатого замораживания горных пород беэ наращивания внутренней и промежуточной колонны труб в период работы колонки, промежуточная и внутренняя колонны труб расположены с возможностью относительного осевого перемещения и поворота, при этом замораживающая колонка снабжена дополнительным пакерующим механизмом, расположенным между внутренней и промежуточной колоннами труб, дополнительными золотниковыми механизмами, размещенными на внутренней колонне труб, и фиксаторами,расположенными на внешней колонне труб, установленными с воэможностью взаимо- @

Р действия с эолотниковыми механизмами.

104С15б

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооруже нии шахтных ст волов с применением искусстненного замораживания горных пород, преимущественно на больших глу бинах. 5

Известна колонка для зoнальногG э амор ажи в ания гор ных пород, в кл юч ающая наружную и соосно с ней расположенные внутреннюю и промежуточную колонны труб, эластичную конусную fg втулку и жестко закрепленное на промежуточной трубе кольцо, при этом конусная втулка и промежуточная колонна труб уст ановлены с воэможностью продольного перемещения. Перемещение кону сн ой втулки осуще ствляют с помощью троса, размещенного между на— ружной и промежуточной колоннами труб . Такая колонка поэ воляет произв одит ь мн ого ступенчат ое э вморажи ванне горных пород (1 ).

Недостатком этой колонки является то, что перемещение конусной втулки осуществляется с помощью троса, для которого необходимо иметь на каждую колонку лебедку. При размещении нокруг ствола, например „б 0-ти колон ок столько же потребуется лебедок, что значительно усложняет управление колоиками при переходах на очередную ступень замораживания. Но более су- Зо щестненным недостатком является то, что при переходе на третью и последующие ступени замораживания необходимо производить наращивание внутренней и промежуточной колонны труб. 35

A так как некоторые колонки оказываются под проходческим копром в зоне, недоступной для монтажных работ, то в таких условиях осуществить замораживание более чем н две ступе- ф) ни с помощью этой колонки невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является замораживающая колонка для ступенчатого замораживания горных пород, включающая .ннвшнюю колонну с днищем, внутреннюю и промежуточную соосно расположенные колонны труб, золотниковый механизм, расположенный на промежуточной колонне труб, и пакерующий механизм, расположенный между внешней и промежуточной колоннами труб. Золотниковый механизм выполнен в виде кольцевой камеры с поршнем и перепускными ок-. нами (2 ).

Эта колонка позволяет производить замораживание горных пород —,дна ступени беэ нарашивания внутренней и промежуточной колонны труб, однако при переходе на нторую ступень замо-раживания эолотниковый механизм не 60 обеспечивает герметичного разделения выше и нижерасположенных полостей между внешней и промежуточной колон-нами труб. Вследствие этого полость между внешней и промежуточной кол.>ннами труб, расположенная выше золотникового механизма,. заполнена вместо воздуха (теплоизолятopa )жидким хладоносителем, чт о при водит к большим тепловым потерям. Известная колонка нс позволяет производить замораживание более чем в две ступени без наращивания внутренней и промежуточной колонны труб, A так как некоторые колонки оказываются под проходческим копром в зоне, недоступной для монт,ажных работ, то в таких условиях невозможно замораживание горных пород более, чем в две ступени.

Цель изобретения: — осуществление многоступенчатого замораживания горных пород без наращивания внутренней и промежуточной колонны труб н период работы колонки

Указанная цель достигается тем, что в известной замораживающей колонке, включающей внешнюю и соосно с ней расположенные ннутреннюю и промежуточную колонны труб, золотниковый механизм, расположенный на промежуточной колонне труб, и йакерующий механизм, расположенный между ннешней и промежуточной колоннами труб, промежуточная и внутренняя колонны труб расположены = возможностью относительного осевого перемещения и поворота, при этом замораживанщая колон- ка снабжена дополнительным пакерующим механизмо, расположенным между внутренней и промежуточной колоннами труб, дополнитель ныл э олот нико ными механизмаьп, размещенными на внутренней колонне -.ðóá, и фиксаторами, расположенными на I. HåøI-åé колонне труб,. установленными с воэможностьк взаимодействияя с золотниковыми механизмами, На фиг.1 -.îêàçàíà предлагаемая замораживающая колонка, ьертикальный разрез ", на фиг. 2 — золотниковый и пакерующий механизмы, на фиг. 3 — виц А на фиг.2 „ на фиг.4 вид Б на фиг.3 на фиг.5 ". дополнительный пакер и золотниконый механизм осеного типа; на фиг.б — золотниковый механизм поворотного типа, на фиг.7 нид B на фиг.б, на фиг.8-11 — схемы циркуляции хладоносителя при замораживании пород на различных ступенях. .>амораживающая колонка включает внешнюю 1 ., обсадную )иолонну труб, соосно с ней расположенные с возможностью осевого перемещения и поворота ннутреннюю 2 и промежуточную 3 колонны труб„. =-олотниковый механизм,4 поворотного типа, размещенный на промежуточной колонке труб, пакерующий механизм 5, размещенный между внешней и промежуточной колоннами труб, дополнительный пакерующий механизм б, размещенный между внутрейней и промежуточной колоннами труб, дополнительные золотниковые механизмы 7 соевого типа и эопотниковый механизм 8

1040156 ротного типа, размещенные на внутрен— ней колонне труб, фиксатор 9, разме— щенный на внешней колонне труб и вза— имодействующий с золотниковым механизмом 4, фиксатор 10, размещенный в нижней части внешней колонны труб и взаимодействуюший с золотниковыьи механизмами 7 и 8.

Внешняя колонна 1 труб, з аглушенная снизу, снабжена герметизирующими крышками 11 и 12, патрубком 13 и вен—

THJIEM 14. В нижней части внешней колонны 1 размещен фиксатор 10, выполненный в виде крестообразно расположенных ребер. Он установлен на такой высоте от низ а, чтобы его не засыпало выпадающимл в осадок твердыми вз весями солей, н аходяшихся в растворе хлористого кальция, который обычно используют в качестве хладоносителя.

На внешней колонне 1 труб на уровне верха второй ступени з амораживания устанавливают опорную муфту 15, снабженную фиксатором 9, выполненным в виде кли но видного ребр а.

Промежуточная 3 колонна труб опущена до верха третьей ступени замораживания, снабжена патрубком 16, вентилем 17, герметизирующими крышками

18 и 19 и подвешена на хомуте 20, опирающемся на подставку 21. На уровне верха второй ступени замораживания 30 на промежу-.î÷íîé колонне 3 труб размещен зологниковый механизм 4 поворотного типа.

Золотни1<овый механизм 4 включает внутренний 22 цилиндрический золотни- $5 ковый пояс с отверстиями 23, соединенчый резьбой " промежуточной колонной 3 в верхней части непосредственно, а в нижней — через муфту 24, внешний цилиндрический золотниковый пояс 25 с отверстиями 26 и выступающим ободком 27, и уплотнительное кольцо 28. Вокруг отверстий 23 установлены уплотнительные кольца 29 из упруго-эласти ного материала. Совмещенное положение отверстий 23 и 26 фиксируется стопорным винтом 30.

Для обеспечения возможности перекрытия отверстий 23 и 26 выступающий обрдок 27 выполнен в виде прямозубой шестерни, ьходящей в зацеплечие с фиксатором 9, размещенным на опорной муфте 15, а промежуточная колонна установлена с возможностью осевого перемещения и поворота.

Для обеспечение поворота промежуточиой колонны 3 относительно фиксироваиногo положени я внешнего золот никового пояса 25 при перекрытии отверстий .23 H 26 на внутреннем 22 эолотниковом поясе у ст а но влен ограни читель- 60 ньтй винт 31, а н а внешнем 25 — сдела-.. на проточка 32, При монтаже промежуточную колонну

3 труб сначала опу <...кают до упора, т.е. до вступления в контакт с опорной муфтой 1 5 вы -.т упающе го ободк а 2 7 внo::;него золотннкового пояса 25. 3атем ее т однимают на столько, чтобы отверстия 23 и 26 золотн1 кового мехаv и зма 4 оказ али с1-. выше выступающей част-» огорной муфты 15. При этом величина ее подъема составит примерно

15-20 см. B этом положении промежуточную 3 колонну труб закрепляют с помощью хомута 20 на подставке 21. ,"1акерующий механизм 5, размещенный между вне=ней 1 и промежуточной

3 колоннами -труб, включает коническую -Tóëêó 33, выполненную нз упруI o — зn3cTHч кого материала и плотно закрепленную на внешнем золотниковом поясе 25 золотникового механизма 4, B3аимодейcTBующую с опорной муфтой

15, размещенной на внешней колонне 1 труб .

Внутрен няя .<олонн а 2 труб состоит из соедине ных между собой звеньев: верхнего 2а, промежуточного 26 и нижнего 2в,. и снабжена патрубком 34, BeHTH".åM 35, гc ðìåTHBHðyþöåé крышкой

36,. центрирукщими ребрами 37, пакером 6, дополнительным золотниковым

Mcханизмом 7 oceBol o THпа H дополнительным золотниковым механизмом 8 поворотного типа и подвешена на хомуте

38, опирающемся на годставку 39.

Дополнител1-.ный пак p 6 выполнен из упруго-Bëàñòè нного материала в ви— де цилиндрической втуJ êH, жестко связанной с внутренней 2 колонной труб и входит в лотный контакт с промежуточной 3 колонной труб.

Дополнительный з олотни ковый 7 механизм .осевого типа размещен на внутренней колонне 2 труб на уровне верха третьей ступени замораживания.

Он в.<лючает внутренний 40 и внешний

41 зоnoTHHêoBêã цилиндрические пояса с о"-.ерстиями 42 и 43 соответственно.

И; о тT;-ьосительBoe осевое перемещение о — ан» кено спорным буртиком 44, име— ющимся на внутреннем поясе 40,и опорной гайкой 45.,1пя предотвращения их относительного поворот,. на внутреннем поясе

40 сделан паз 46, в который входит стопорный винт 47,установленный на внешнем -,ояс.е 41.. Во.<руг отверстий 42 установлены уп- стнительные кольца 48 из упруго-эластичного материала. Внутрен. ий золотни:.<овый пояс 40 соединен резьбой с верхним звеном 2а внутренней колонны труб 2, а внешний золоти .HCBÿé пояс 41 ca=-динен резьбсй с промежут<гчным звеном 26 той же колонны

Дополнительный золoTHHêoâûé механизм 8 поворотного тиnà размещен на внутренней колснне труб 2 на уровне верха четвер.-.ой ступени замораживания,. Он включает вн т;. енний 49 и замораживание горных пород без наращивания внутренней и промежуточной колонн труб в период ее работы. С помощью этой колонки может производиться четырехступенчатое замораживание горных пород при установленном над шахтным стволом проходческом копре и в других стесненных условиях, когда Невозможно осуществлять наращиван ие внутрен не и и промежут очи ой ко".îHH труб. Применение этой колонки при з амсраживании горных пород на бсльшие глубины, порядка 1200 м, позволяет уменьшить мощность замораживающей станции и, соответственно, капитальные з атраты на ее сооружение по сравнению с двухступенчатым замораживанием на ту же глубину.

1040156

1О4О156

Составитель Н. Иванова

Редактор A. Коэориэ Техред И. Метелева

Корректор А. Ильи н

Заказ 6850/36 Тираж 603 Подпи сн ое

ВЫКИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и . открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4