Скважинное устройство для образования направленных трещин
Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для отделения горных пород от массива. Цель изобретения - повышение эффе.ктивности образования направляемых трещин за счет увеличения растягивающих усилий без повышения давления нагнетания жидкости. Устройство содержит связанные между собой.резьбой коаксиальные трубы 1 и 13'С кольцевыми упорами на односторонних торцах. Под кольцевым упором трубы 13 на трубе 1 последовательно установлены выполненные из эластичного материала кольцевой герметизатор (Г) 1 и распорное кольцо (К) 10. Система нагнетания жидкости в трубу 1 выполнена в виде поршня 3 со штоком 4, находящимся в винтовом зацеплении с трубой 1. Рукоятка 14 образует узел вращения труб одна относительно другой. Связанные между собой пружиной 16 секторы образуют К 10. Выточки на внутренних поверхностях образуют кольцевой конусный паз (П) 12. Кольцевой упор трубы 1 в виде открытого расходящегося раструба 2 установлен в П 12. На наружной поверхности К 10 имеет кольцевой выступ ,11 с клиновым поперечным сечением. Устройствр устанавливают в скважину. Вращая рукоятку 14, навинчивают трубу 13 на трубу 1, сжимая VI. При этом К 10 скользит вни^ по раструбу 2 вниз. Секторы раздвигаются. Выступ 11 сцепляется со щелью 18. Вращени'е рукоятки 15 поршень 3 вдвигаэтся в трубу 1. Жидкость нагнетается в скважину, образуя, трещину разрыва. 2 з.п.ф-лы, 1 ил;(Лс^^N) СО>&
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 37/04
1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4771630/03 (22) 20,12.89 (46) 23.02.92. Бюл. N 7 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Н.Г.Кю. О,И,Чернов и Л.Н,Шепелев (53) 622:234,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1222837, кл. E 21 С 37/06, 1986.
Авторское свидетельство СССР
N 1346783, кл, Е 21.С 37/04, 1987, (54) СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ ТРЕЩИН (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для отделения горных пород от массива. Цель изобретения — повышение эффективности образования направляемых трещин за счет увеличения растягивающих усилий без повышения давления нагнетания жидкости. Устройство содержит связанные между собой. резьбой коаксиальные трубы 1 и 13-с кольцевыми упорами на односторонних торцах. Под кольцевым упором трубы 13 на трубе 1 по„„SU „„1714123 А1 следовательно установлены выполненные из эластичного материала кольцевой герметизатор (Г) 7 и распорное кольцо (К) 10, Система нагнетания жидкости в трубу 1 выполнена в виде поршня 3 со штоком 4, находящимся в винтовом зацеплении с трубой 1, Рукоятка 14 образует узел вращения труб одна относительно другой. Связанные между собой пружиной 16 секторы образуют К 10. Выточки на внутренних поверхностях образуют кольцевой конусный паз (П)
12. Кольцевой упор трубы 1 в виде открытого расходящегося раструба 2 установлен в П
12. На наружной поверхности К 10 имеет кольцевой выступ,11 с клиновым поперечным сечением. Устройство устанавливают в скважину. Вращая рукоятку 14, навинчивают трубу 13 на трубу 1, сжимая Г 7. При этом
К 10 скользит вниз по раструбу 2 вниз. Секторы раздвигаются. Выступ 11 сцепляется со щелью 18. Вращение рукоятки 15 поршень,3 вдвигается в трубу 1. Жидкость нагнетается в скважину, образуя трещину разрыва. 2 э.п.ф-лы, 1 ил;
1714123
Изобретение относится к горному делу и может быть исцользовано для отделения горной породы от массива, раскалывания негабаритов, добычи и обработки строительного камня, 5
Целью изобретения является повышение эффективности образования направленных трещин за счет увеличения растягивающих усилий без повышения давления нагнетания жидкости. 10
На чертеже представлено устройство, продольный разрез, Устройство включает внутреннюю трубу 1 с кольцевым упором 2 в виде открытого расходящегося раструба. В трубе 1 переме- 15 щается поршень 3 посредством винта 4 с рукояткой 5, которые образуют систему нагнетания жидкости под давлением в трубу 1.
Винт 4 находится в зацеплении с гайкой 6, закрепленной на трубе 1. На последнюю 20 насажен кольцевой герметизатор 7 из эластичного материала, зажатый с одного торца разрезными стаканами 8 и 9, а с другого— распорным кольцом 10 с кольцевым выступом 11 на наружной и выточками 12 на внут- 25 ренней поверхностях. Причем выточки 12 образуют конусный кольцевой паз. Стаканы
8 и 9 и герметизатор 7 взаимодействуют с кольцом упором внешней трубы 13, коаксиально насаженной на трубу и имеющей с 30 последней зацепление типа винт-гайка. Для удобства взаимного вращения трубы 1 и 13 снабжены рукоятками 14 и 15, которые вставлены в соответствующие отверстия и . при необходимости могут свободно сни- 35 маться. Распорное кольцо 10 выполнено из связанных между собой с помощью пружины 16 секторов, Устройство работает следующим образом. 40
Устройство заполняют пластинчатым флюидом {Йысоковязкой жидкостью) и подают до упора в забой в скважину 17, в которой на уровне кольцевого выступа 11 специальным устройством (щелеобразова- 45 ..телем) предварительно прорезают диско-, образную инициирующую щель 18. С помощью рукояток 14 и 15 вращают внешнюю трубу 13 относительно трубы 1 таким, образом, чтобы последняя, перемещаясь в 50 продольном направлении, раздвигала распорное кольцо 10 и тем самым сцепляла кольцевой выступ 11 и инициирующую щель
18, После упора распорного кольца 19 в стенки скважины начинают,.возрастать сжи- 55 мающие усилия на герметйзаторе 7, увеличивая его диаметр и герметизируя тем самым скважину 17. Одновременно с увеличением диаметра герметизатора 7 возрастают и диаметры стаканов 8 и 9, от чего
1 боковая поверхность стакана 9 придавливается в горной породе, а зазор между трубой
13 и стенками скважины перекрывается. После этого вращением рукоятки 5 перемещают поршень 3 в сторону забоя скважины, выдавливая при этом из устройства через зазоры между сегментами распорного коль-, ца 10 жидкость, которая заполняет инициирующую щель 18 и еще сильнее сдавливает . кольцевой герметизатор 7, улучшая тем самым герметизацию скважины. При дальнейшем вращении рукоятки 5 в том же направлении возрастает давление жидкости до разрыва горной породы. Размер разрыва определяется количеством поданной жидкости, что зависит от числа оборотов винта 4 или расстояния, на которое переместится поршень 3. Если устройство используется для разрушения блоков горных пород, то жидкость подается до тех пор, пока блок не расколется на отдельные части. Подав требуемый объем жидкости, вращения рукоятки 5 перемещают поршень 3 в сторону от забоя скважины, сбрасывая тем самым давление жидкости. Затем вращением рукоятки 14 осуществляют разгерметизацию скважины и перемещают трубу 13 на величину, необходимую для образования между последней и стаканом 9 зазора, превышающего глубину выточек 12. Затем трубу 1 перемещают в направлении забоя скважины, осуществляя тем самым принудительные возвращение в исходное состояние распорного кольца 10, которое в дальнейшем удерживается в этом состоянии пружиной 16. После этого устройство извлекают из скважины.
Предлагаемое устройство предназначено для проведения флюидоразрыва из инициирующей щели, позволяющей выдерживать ориентацию трещины в допустимых пределах, что необходимо, например, при добыче и обработке строительного камня.
Оно может применяться и для раскалывания непрочных горных пород через cKBB>l Формула изобретения 1. Скважинное устройство для образования направленных трещин, включающее две связанные между собой резьбой с возможностью продольного перемещения одна относительно другой, коаксиальные трубы с кольцевыми упорами на односто1714123 30 45 Составитель О,Попов Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец Редактор А,Мотыль Заказ 670 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", t., Ужгород, ул.Гагарина. 101 ронних торцах, последовательно установленные на конце внутренней трубы под кольцевым упором наружной трубы кольцевой герметизатор из эластичного материала и распорное кольцо из,эластичного материала, систему нагнетания жидкости во внутреннюю трубу, узел вращения труб одна относительно другой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективно сти образования направленных трещин за счет увеличения растягивающих усилий без повышения давления нагнетания жидкости, распорное кольцо выполнено из связанных между собой с помощью пружины секторов с выточками на внутренних поверхностях, образующих конусный кольцевой паз, при этом кольцевой упор внутренней трубы вы5 полнен s вBи д е e рpа сcтTрpу б5а, установленного в кольцевом пазу, 2. Устройство по п.1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что распорное кольцо выполнено с кольцевым выступом на наружной поверх10 ности, Ф 3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кольцевой выступ выполнен клиновым в поперечном сечении.
