Скважинное устройство для образования поперечных трещин

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при создании инициирующих трещин на стенках скважин, перпендикулярных ее оси для последующего гидроразрыва массива, а также при отбойке горной массы в прочных монолитных и напряженных породах. Цель - упрощение конструкции и расширение области применения устройства. Устр-во содержит корпус (К) 1 в виде ствола с постоянным по длине диаметром осевого канала 2 и с наружным диаметром, равным диаметру окружности , описывающей поперечные закалывающие элементы (Э) 14, связанные гибкими тягами 13 с торцом К 1. В осевом канале 2 К 1 установлен поршень 6 с клиновой частью 8. Длина поршня 6 с клиновой частью 8 меньше длины осевого канала 2. В исходном положении поршень 6 с клиновой частью полностью расположены в канале 2 К 1. В тыльной части канала 2 К 1 расположен узел динамического продольного перемещения поршня б, выполненный в виде заряда ВВ 4. После установки устр-ва в шпур подрывается в К 1 заряд В В 4. Поршень 6 разгоняется в канале 2 и клиновой частью 8 раздвигает Э 14.В недряясь под действием клиновой части 8 в породу, Э 14 создают трещины на стенках шпура. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (51)5 Е 21 С 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР = 11 .А, 3;! j+ q ч л6 т, я-,, ° р" 4,Р 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

S2 10

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4723760/03 (22) 26.07.89 (46) 30;06.91. Бюл. М 24 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Г,С. Мурзин, АЛ. Исаков, В.Н. Белобородов и В.B. Шмелев (53) 622.232:622.235(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1351253, кл. Е 21 С 37/02, 1985, Авторское свидетельство СССР

N. 1488476, кл, Е 21 С 37/02, 1987. (54) СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ТРЕЩИН (57) Изобретение относится к горному делу и м.б, использовано при. создании инициируя)щих трещин на стенках скважин, перпендикулярных ее оси для последующего гидроразрыва массива, а также.при отбойке горной массы в прочных монолитных.и напряженных породах. Цель — упрощение конструкции и расширение области применения устройства. Устр-во содержит корпус (К) 1 в виде ствола с постоянным по длине диаметром осевого канала 2 и с наружным диаметром, равным диаметру окружности, описывающей поперечные закалывающие элементы (3) 14, связанные гибкими тягами 13 с торцом К 1. В осевом канале 2 К 1 установлен поршень 6с клиновой частью 8. Длина поршня 6 с клиновой частью

8меньшедлины осевого канала 2, В исходном положении поршень 6 с клиновой частью полностью расположены в канале 2 К 1. В тыльной части канала 2 К 1 расположен узел динамического продольного перемещения поршня 6, выполненный в виде заряда ВВ 4, После установки устр-ва в шпур подрывается в К 1 заряд ВВ 4. Поршень 6 разгоняется в ® канале 2 и клиновой частью 8 раздвигает Э

14.В недряясь под действием клиновой части

8 в породу. Э 14 создают трещины на стенках шпура. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Ф

1659648

nnrg (а - @

45 (0

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для разрушения горных пород, и может быть использовано при создании инициирующих трещин, перпендикулярных оси скважины для последующего гидроразрыва или рас „Оения массива горных пород, а также при разрушении негабаритов или отбойке горной массы в проходческих и очистных забоях в прочных монолитных и напряженных породах, Целью изобретения является упрощение конструкции и расширение области применения устройства, На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства в шпуре с исходным положением поршня; на фиг, 2 -- то:ке, после раздвижкй закалыаающих элементов клиновым наконечником г.оршня.

Скважинное устройство,;,.- Образованияя поперечных трещин (фи-. 1) включает корпус 1 в виде ствола с продсльным гсевым глухим каналом 2, в тыльной части каторого размещена камера 3 для заряда ВВ

4 и выполнено отверстие 5 для размещения устройства для воспламенения В В (не показано), В канале 2 размещено метаемое тело — поршень 6. имеюшее направляющую 7 и клиновую часть 8. На клиновой части 8 поршня закреплено центрирующее кольцо 9 из пластичного материала. В торце 10 корпуса

1 посредством гайки 11 и внутренней втулки

12 закреплены гибкие тяги 13 с =.àêàëывгющими элементами 14 на наружной повер",ности свободных KQHL!oв. Упругие тяги 13 закреплены к оси продольного канала 2„ причем угол их наклона больш угла заас-:.рения клиновой части 7 поршня 6.

Один торец внутренней втулки 12 прижат к торцу 10 корпуса 1, а другой — размещен от инденторов на расстоянии меньше длины части 8 поршня 6, Свободные концы упругих элементов Образуют выходное Отверстие 15.

Наружный диаметр ствсла равен диаметру окружности, ОпксыеаеОщей 3:-скаль! веющие элементы, Диаметр канала пс всеР длине равен диаметру поршня 6.

Устройство работает следующим Образом.

В месте образования поперечной тре:цины размешается устройство, подготовленное для работы, Воспламеняется заряд

ВВ 4. Под давлением пороховых газов поршень 6, имеющий длину, меньшую длины канала, разгоняется в канале, проходя последовательно через канал 2 корпуса 1, внутреннюю втулку 12 и сужающийся канал, сбразованный упругими элемент:,ìè 13.

При этом центрирующее кольцо 9 вместе с

10 г р

t5

2Г, 30

35 направляющей частью 8 метаемого тела 6 обеспечивает последнему прямолинейность движения через все устройство. Метаемое тело наносит косой удар по свободным концам гибких тяг 13 и за счет запасенной энергии раздвигает их на величину, равную половине этой разности (при диаметре скважины 42 мм и диаметре направляющей части метаемого тела 20 мм величина внедрения индентора 5 мм), что вызывает образование и развитие поперечной трещины в стенках скважины.

Центрирующее кольцо 9 сжимается при взаимодействии с упругими элементами, но оно обеспечивает прямолинейность движения в сужающемся канале поршня 6 и его вхождение заостренной рабочей частью 7 в выходное отверстие. Зтому способствует также и то, что торец внутренней втулки размещен or инденторов на расстоянии меньше длины рабочей части 7 поршня 6, вследствие чего, когда его рабочая часть входит в отверстие 15, часть 7 находится еще во внутренней полости втулки 12. Поскольку угол заострения части 8 меньше угла наклона упругйх элементов 13 к оси продольного канала 2, то взаимодействие поршня б с тягами 13 осуществляется по линиям, лежащим в плоскости элементов

14, Благодаря этому радиальная сила, перемещающая элементы 14 в радиальном направлении, и реакция стенок скважины лежат на одной прямой, и изгибающий момент лепестков цанги отсутствует. Заострение части 8 поршня 6 позволяет при его соприкосновении с тягами повысить нагрузку на закалывающие элементы до величины где Р и G — соответственно осевое и радиальное усилие;

2 a — угол заострения клиновой части

ПОРШНЯ;

p— - угол трения; и — количество закалывающих элеменГов, Выполнение продольного центрального канала прямолинейным позволяет увеличивать длину и массу метаемого тела, а также энергию, создаваемую устройством, Размещение гибких тяг наклонно к оси продольного канала обеспечивает увеличение длительности нагружающего импульса. Исполнение гибких тяг раздельными и их соединение с корпусом посредством гайки и втулки. позволяет не только улучшить технологичность их изготовления, но и вместе с

1659648

Формула изобретения

2. Устройство по и 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что поршень снабжен центрирующим кольцом из пластичного материала, закрепленным на его клиновой части.

Составитель ОЯопов .

Редактор M.Бандура Техред IN.Mîðãåíòàë Корректор Н.Король

Заказ 1829 Тираж309 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москве, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Произеодстаенно-издатеаьские коибинет "Патент", г. Ужгород. Уа.Гагарина, 101 центрирующим кольцом на рабочей части метаемого тела обеспечивает прямолинейной перемещение метаемого тела через сужающий канал, образуемый гибкими тягами. Такое исполнение устройства по- 5 эволяет за счет увеличения длины и массы поршня тела и величины заряда ВВ повысить энергию и длительность нагружающего импульса, т,е. повысить эффективность о6разования трещин. 10

1. Скважинное устройство для образования поперечных трещин, включающее 15 корпус, поперечные закалывающие элементы, расположечные Ilo окружности и связанные гибкими тягами с торцом корпуса, поршень с клиновой частью, установленный в корпусе с воэможностью продольного пе- 20 ремещения и раздвижки клиновым наконечник.ом закалывающи.х элементов, узел динамического продольного перемещения поршня в сторону закалывающих элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения области применения устройства, корпус выполнен в виде ствола с наружным диаметром, равным диаметру окружности, описывающей эакаливающие элементы, и постоянным по длине диаметром осевого канала, равным диаметру поршня, при этом длина поршня с клиновой частью меньше длины осевого канала, поршень с клиновой частью в исходном положении полностью расположен в канале ствола, а узел динамического продольного перемещения поршня выполнен в виде заряда ВВ, расположенного в тыльной части канала ствола.