Устройство для бурения льда

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (111 581228

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву» » 446617 (22) Заявлено 14.06.76 (21)2372511/22-0 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.11.77. Бюллетень №4 (45) Дата опубликования описания 15 12 77 (51) М. К.2

Е 21 В 7/14

Е 21 С 21/00

Е 21 С 19/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК622. 243. . 94. 05 (088. 8) А. П. Дмитриев, А. А. Капустин, P. E. Морит и Г. A. Янченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ЛЬДА

Изобретение относится к устройствам для бурения льда термическим способом и предназначено для проходки полостей различной формы и размеров в массиве льда.

Из основного авт.св. № 446617 известно устройство для бурения льда, включающее генератор тепла, щит-теплообменник конусообразной формы с вершиной, направленной вниз, в центральной части которого выполнены каналы для отвода воды и шланг для отвода газоводяной смеси (1).

В этом устройстве для избежания повторного замерзания воды при откачке на поверхность ее предварительно пропускают через охлаждающие тракты горелки. Подогретая вода откачивается с забоя скважины насосом. Соответственно подогрев воды в охлаждающих трактах горелки приводит к уменьшению ее полезной тепловой мощности. Откачка воды на поверхность с помогцью насоса требует дополнительных затрат энергии и усложняет конструкцию устройства. Все это приводит к уменьшению к.п.д. устройства и снижению эффективности процесса бурения.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса бурения.

Это достигается тем, что устройство снабжено патрубками с изменяющимися по длине поперечными сечениями, уменьшающимися от входа к средней части и увеличивающимися от нее к выходу, сообщающими полость щитатеплообменника и каналы для отвода воды со шлангом для отвода газоводяной смеси, причем выходы каналов.для отвода воды размещены в суженной части патрубков, а окна, сообщающие полость щита-теплообменника с патрубками, расположены ниже выходов каналов для отвода воды.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез;на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1.

Устройство для бурения льда имеет теплоизолированный с верхней стороны шита-теплообменник 1, соединенный с воздушно-огнеструйной реактивной горелкой 2, подводящие магистрали 3 воздуха и горючего, и шланг 4 для отвода газоводяной смеси. Все устройство подвешивается на тросе к лебедке 5, установленной на поверхности.

Щит-теплообменник имеет форму усеченного конуса с вершиной, направленной вниз.

Внутри щита расположены каналы 6, по которым пропускаются высокотемпературные продукты сгорания. Каналы 6 расположены так, чтобы обеспечить равномерный прогрев нижней рабочей поверхности щита-теплообменни581228 ка. В центральной части шита-теплообменника расположены патрубки 7 с изменяющимися Но длине поперечными сечениями, уменьшающимися от входа к средней части и увеличивающимися от нее к выходу.

При помощи каналов 8 для отвода воды и окон 9 патрубки сообгцены соответственно с поверхностью забоя и полостью щита-теплообменника. Окна 9 расположены ниже выходных сечений каналов 8, находящихся в суженной части патрубков 7.

Высокотемпературные продукты сгорания из камеры сгорания горелки в полость шитатеплообменника подаются через сопло 10.

При работе устройства высокотемпературные продукты сгорания из камеры сгорания реактивной горелки 2 через сопла 10 поступают в каналы 6 щита-теплообменника. Проходя по каналам, продукты сгорания нагревают нижнюю рабочую часть щита-теплообменника, которая, контрактируя со льдом, расплавляет его. Ооразующаяся вода, благодаря наклонной форме забоя, стекает в его центральную часть.

Из каналов 6 отработанные продукты сгорания, имеющие избыточную температуру, через каналы 8 подаются в патрубки 7. Поднимаясь вверх по патрубкам, продукты сгорания создают Hd срезе выходного сечения канала 8 зону разряжения. В результате этого вода отсасывается с поверхности забоя, смешивается с отработанными продуктами сгорания и наверх подается уже нагретая газоводяная с.:есь.

На подогрев газоводяной смеси исполь уc-тся тепловая энергия уже отработанных про; ктов сгорания, которйе B раисе извес-ной ко;:— струкции сбрасывались в атмосферу. Это приводит к увеличению к.п.д. устройства. Кроме того ликвидация насоса для откачки воды с поверхности забоя упрощает конструкцию устройства, делает ее более надежной в работе. Соответственно ликвидируются затраты энергии на откачивание воды. Все это приводит к интенсификации процесса плавления льда, снижает энергоемкость процесса и повышает эффективность процесса бурения.

io

Формула изобретения

1. Устройство для бурения льда по авт. св. № 446617, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса бурения, оно снабжено патрубками с изменяющимися по длине поперечными сечениями, уменьшающими ся от входа к средней части и увеличивающимися от нее к выходу, сообщающими полость щита-теплообменника и каналы для отвода BOды со шлангом для отвода газоводяной смеси, причем выходы каналов для отвода воды размещены в суженой части патрубков.

2. Устройство по и. 1, отличаюи1ееся тем, что

25 окна, сообщающие полость гцита-теплообменника с патру6KÇMH, pQc J0.io iica i i ниже BLlxoii 2 каналов для отвода воды.

Источники информации, принятые во внима,èå нри =-кспертизе:

I. Авторское свидетельство ССС : № 446617, кл Е 21 В 7/14, 1973.

Редактор Л. Лашкова

Составитель Ю. Власов

Техред О..Дуговая Корректор С. Шекмар

Заказ 4539/25 Тираж 757 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул.,Проектная, 4