Устройство для проходки скважин

 

Изобретение относится к горной пром-сти и м.б. использовано при бурении . Цель - повышение надежности и долговечности работы устр-ва одновременном упрощении конструкцией. Для этого соединение камеры-(К; сгорания газогенераторов (ГГ) 5 и газораспределительной К 1 вьтолнено в виде расширяющихся по направлению к К 1 патрубков. В вертикальной плоскости , касательной к кольцевой оси симметрии тора К 1, расположена продольная ось симь етрии каждого ГГ 5. Тор имеет ксхпьцедое щелевое сопло. Профильные оси ГГ 5 имеют одинаковые углы наклона к вертикальной оси, проходящей через точку пересечения продольной оси симметрии каждого ГГ 5 с кольцевой осью сиг метрии тора К 1, и напракпены в одну сторону от вертикальной оси. Для повышения проходимости проходки приспособление для прижима усгр-ч,: к забою вьтолнеио в виде двух коаксиальных цилиндров, один конец которых закреплен на К 1, Диаметры 1. равны соответственно диаметру тора К 1. При воздействии на забой газа, обладающего высокими термодинамическими параметрами , истекаюгяе о из сопла, происходит интер.сизкое разрушение льда как в осевом, так и в радиальном направлении . При этом из заЗоя уносятся продукты разрушения. Во льду образуется полость для иапрерывного погружения устр-ва. Постоянное поджатие последнего к забою осущестапяется стшой тяжести устр-ва и воды, помещаемых в полость мелсду цилиндрами. 1 з.п. ф-лы, 4 iin , .с: 4 00 СО Фа11

(g1) q Е 21 В 7! 11. В 21 С 37/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕРИР

H ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;Ф Ф я

Я СОЮЗ СОВЕТСНВХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 1

О Ф .х:,Е

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИЙ (21) 4188547/22-03 (22) 30.01.87 (46) 23. 11.88. Вюл. К - 43 (71) Кременчугский филиал Харьковского политехнического института им. В.И.Ленина (72) В.П.Черепанов, В. В, Костин и А.А.Харьков (53) 622. 243,94 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 300608, кл. E 21 С 19/10, l 969.

Авторское свидетельство СССР

i9- 763569, кл. В 2 i В 7/14,- 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной пром — сти и м.б. использовано при бурении. Цель — повышение надекн.сти и долговечности работы устр-ва :- и одновременном упрощении конструкц-и.

Для этого соединение камеры (К, с.-орания газогенераторов (ГГ) 5 и .-, зо— распределительной К 1 вьполнено в виде расширяющихся по направлению к К

1 патрубков. В вертикальной плоскости, касательной к кольцевой оси симметрии тора К 1, расположена продольная ось симметрии каждого ГГ 5. Тор

„,SU„„1439390 имеет кольцевое шелевое сопло, Профильные оси ГГ 5 имект одинаковые углы паклола к вертикальной оси, проходящей ерез точку пересечения продольной оси симметрии каждого ГГ 5 с кольцевой осью симметрии тора К 1, и направлены в одну сторону от вертикальной оси. Дл.".. повышения проходимости проходки прис ьособление для прихкима уc гр- -... к забою выполнено в виде двух коакс.:альпьгх цилиндров, один конец которььс закреплен на К

Днам-"тры цели"ьл1-.ов равны соответственно диамегру -ора К 1. При воздействии на забой газа, обладающего высоки.ьи термодинамическими параметра- Ж ми, истекаюше; о из сопла, происходит интенсивное разрупение льда как в осевом, так и в радиальном направле- С" нии, При зто -1 из заб я уносятся продукты разрушения. Во льду образуется поло:ть для непрерывного погружения устр-ва. Постоянное поджатие последнего к забою осуществляется силой тяжести устр — ва и воды, помещаемых в полость между ци индраьи. 1 s.ï. ф-лы, 4 ил, 1439190

Изобретение относится к горной про. мышпенности и может бьгть использовано при проходке скважин в толще льда для научно-исследовательских и промъгш5 ленных целей, в частности при бурении скважин во льдах Антарктиды и Арктики.

Цель изобретения — поньш ение надежности и долговечносги работы устройства при одновременном упрощении конструкции и повышение эффективности пр ох одки .

На фиг. 1 изображено устройство для проходки скважин, общий вид; на фиг. 2 — то же, план; на фиг. 3 сечение А-А па фиг.1; на фпг. 4 сечение b-Б на фиг. 2.

2Î

Устройство состоит из газораспределительной камеры 1, выполненной в ниде тора с кольцевым щелевым соплом 2 Лаваля, на внутренней поверхности которого выполнены заборники 25

3 газя в виде кольцевых конических уступов. Над кольцевыми уступами расположены боковые сопла 4 Лаваля, направленные под углом, близким к 90 забою, служащие для размывания льда и прохождения камеры I. Ha камере 1 установлены твердотопливные газо генераторы 5, заполненные твердым топливом б, опирающимся а решетку

7, и срабатывающие от пиропятропов

8 запального механизма. Камеры сгорания газогенераторов 5 соединены с газораспределитепьной камерой 1 расширяющимися по няправленшо к газораспределительной камере 1 патрубкями

9, а уплотнение стыков осуществпяется жаростойким, например асбестовым, уплотнителем. Для равномерного распределения продуктов сгорания, поступя ощих от газогенераторов 5 к каме— ре 1, газогенераторы 5 распопожены равномерно на камере 1 с расположением продольной оси симметрии каждого газогенератора 5 в вертикальиой плоскости, касательной к кольцевой

50 оси симметрии тора газоряспредепптельной камеры I, при .этом продгль" ные оси симметрии газо. енераторов 5 имеют одинаковые углы наклоня к вертикальной оси проходяшей через точс р

55 ку пересечения продольной оси симметрии каждого газогенератора 5 с кольцевой осью симметрии тора газораспределительной камеры 1, и няправлены в одну сторону от вышеуказанной вертикальной оси.

Приспособление для прижима устройства к забою выполнено в виде двух коаксиальных цилиндров 10 и 11, один конец которых жестко закреплен на газораспределительной камере

При этом диаметры наружного и внутреннего цилиндров 10 и 11 равны соответственно наружному и внутреннему диаметрам тора газоряспределительной камеры 1, а полость 12 между стенками цилиндров 10.и 11 заполнена водой, Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают ня поверхность льда. Полость 12 между степками цилиндров 10 и 11 заполняется водой или льдом. Бключа|от пиропатроны 8 запального механизма, которые восгпгаменя ат твердое топливо б.

Выделяюяиеся при гор,=.нии высокотемпературные газы из к,амеры сгорания газогенераторов 5 через патрубки 9 направляются в полость газораспределительной камеры 1 под углом к верт гг.алп а

Накэгонный подвод газовых струй в газоряспредепительную камеру I способствует движению газа по кольцу во внутренней полости тора газораспределительной камеры 1. При этом вертикальная,îñåâàÿ) скорость движения газа в камере 1 (ее величина определяется углогг наклона газогенераторов 5) мала, Газ в процессе движения по кольцу тщательно перемешивается и давление газа выравнивается по полости камеры 1. Это способствует формированию равномерной струи по всему периметру щелевого кольцевого сопля

2. Наличие закритического перепада давления между полостью камеры 1 и срезом сопла 2 обеспечивает необходиму|а сверхзвуковую скорость истечения высокотемпературного газа на забой из кольцевого щелевого сопла 2, Часть газа, идущая по периферии шелевого сопла 2, попадает на уступы зяборника 3, выполненные в виде непрерывных колец, напрлвляющих таз в размещенные в них боковые соггла 4.

Проходя через сопля 4, высокотемпературный газ разгоняется до сверхзвуковой. скорости, Воздействие на зябой газа, обладя ащего высокимп термоггннямичег кими параметрами (темпера гурой более 1300 К

1 4 9 1 9 0 и скоростью около 1200 мlс), истекаю- щего из кольцевого сопла 2 и боковых сопл 4, приводит к интенсивн< му разрушению льда как в осевом, так и в радиальном направлениях, и уносу продуктов разрушения иэ забоя. При этом во льду формируется полость, достаточная для непрерывного погружения устройства, Постоянное поджатие уст- 10 ройства к забою осуществляется суммарной силой тяжести устройства и воды, помещаемых в полость 12 между цилиндрами 10 и 11.

Формула изобретения

Устройство для проходки скважин, включающее тороидальную гаэораспределительную камеру с щелевыми 20 торцовыми и боковыми соплами, равномерно расположенные на газораспределительной камере твердотопливные газогенераторы с запальным механизмом, камеры сгорания которых соединены с внутренней полостью гаэораспредели— тельной камеры, и приспособление для прижима устройства к забою, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности работы устройства при одновременном упрощении конструкции, сне;ц:.непие камеры сгорания с газораспредетительной камерой выполнено в виде расширяющегося по направлению к гаэораспрепелйтельной камере патрубка, а продольная ось симметрия каждого генератора расположена в вертикальной плоскости касательной к кольцевой оси симметрии тора газорас" пределительной камеры, при этом продольные оси симметрии газогенераторов имеют одинаковые угуbl Hpêëoíà к вертикальной оси, проходящей через точку пересечения продольной оси симметрии каждого газогенератора с кольцевой осью симметрии тора газораспределительной камеры, и направлены B одну сторону от вертикальной оси.

2. YCTpOHCBO TIO Ii, 1, о T J1 и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения эффективности проходки, приспособление для прижима устройства к забою выполнено в виде расположеньых над газораспределительной камерой двух коаксиальных цилиндров один конец которых закреплен на газорасгределительнай камере, при этом диаметры наружного и внутреннего цилиндров равны соответственно наружному и внутреннему диаметрам тора гаэораспределительной камеры.

1439190 б-Б

Составитель А. Толстов

Редактор И.Бугренкова Техред Л„Сердюкова Корректор M.Âà<лп<<:ева

Тираж 53) Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/">

Заказ 6046/28

Произв<>дственно-полиг1. афическое предпривтие, г. Ужг<. роп, ;. ll; . ктная,