Устройство для термомеханического бурения в мерзлых грунтах

 

Союз Советских

Социалистическим

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11) 597836

Н АВ1 ОР СКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (51) М. Кл.

Е 21 С 21/00

Е 02 Р 5/30 (22) Заявлено 01,02.77(21) 2448022/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.03.78 jiюллетень № 10 (45) Дата опубликования описания 25.02.78

Госуйарственный комитет

Совете Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243.94 (088.8) М. Т. Аубакнров, Ю. Н, Бабин, М, Ф. Кнм я С. М. Сейтбаталов (72) Авторы изобретеиня

Казахскнй политехн-:ческий институт нм. В. И. Леняна (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ

В МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к устройствам для тер момеханнческого бурения в мерзлых грунтах с валунно-галечными включениями, н может быть использовано прн строительстве гражданских, гидротехнических и транспортных сооружений, особенно в районах Крайнего

Севера в условиях многолетнеймерзлоты.

Известно устройство для термомеханн.ческого бурения в горных породах, в кото- 1р ром термобур раэмешен в полости механического породоразрушаюшего ннструмента(Ы.

Йедостаток этого устройства - большая эона теплового поражения стенок скважины та отходяшнми высокотемпературнымн газами и, как следствие, нарушение мерзлотного, режима грунта.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому резуль- 20 тату является устройство для термомеханн-, ческого бурения в мерзлых грунтах, включаклпее термобур, между сопловыми отверстнями которого установлены съемные резвы (2), 2

Разрушение породы забоя осушествляется одновременным действием ня мерзлый грунт факела термобура и съемных резцов.

Вынос продуктов разрушения осушествляется отработаннымн газами. Однако, как показал опыт промышленного бурения скважнн аналогичными устройствами в районах многолетней мерзлоты прн влажностн грунта 30-50% н средней температуре мерзлого грунта 5 С наблюдается большая эона норажения с ттенок скважины. Отходяшимн гаэамн. Прн етом происходит излишнее нарушенне мерзлотйого состояния грунта с ч з эмерным разбурнванием диаметра скважины

1до 0,7-1,0 м против необходимого 0,40,5 м) н образованием тяжелой грязекаменной пульпы, которая при днаметре скважнны более 0,5 м остается на забое, препятствуя дальнейшему углублению скважины.

С целью обеспечения проходки скважпны заданного диаметра путем зашиты ее стенок от теплового поражения в.предлагаемом устройстве термобур размешен в трубе, оканчиваюшейся ближе к сопловым отверстчям раструбом, с зазором для, отвода от597836 работанных gазов и выноса продуктов разрушения. Раструб выполнен из шарнирно закрепленных лепестков с прижимной пружиной и регулировочнои конической втулки.

На фиг, 1 представлено ттредлагаемое устройстве, общий вид; иа фит. 2 расположения лепестков защитного раструба при минимальном и максимальном диаметре буримой скважины.

Устройство для термомеханическот о о бурения в мерзлых грунтах состоит из полой буровой штанги 1, к которой прикреплен . Термобур 2, снабженный съемными резцами

3 расположенными между сопловыми Отверстия ми 4. Термобур 2 расположен в трубе 5 с 15 зазором. Крепление Осуществляется распор ками 6. На конце трубы5размещеннашарни ре 7 защитный лепестковый раструб, которыйсостоит из регулировочн Ой конической втулки 8р лепестков 9, прижимной пружины 1 О и стопориой 26 а .гайки 11, Раструб выполнен с взаимным перекрытием лепестков 9 (см. фиг. 2), 3<роме того, устройство снабжено направляющим зОнтОм 1 2 для Отвода продуктов разрушения,.

>5

Устройство работает следующим обраэомь

Перед началом бурения подачей регулировочной конической втулки 8 вдоль трубы

5 раствор лепестков 9 устанавливается на необходимый диаметр буримой скважины и

; закрепляется стопорной гайкой 11.

При подаче врашавщет ося устройства в скважину факел, истекающий из сопловых отверстий 4, — перемещаясь по забою скважины, осуществляет нагрев и оттаивание мерзлого грунта, а механические резцы 3 разрушают нат ретые и ослабленные твердые

Л .40 .щитного раструба усилием прижимной пружины 10 плотно прилет акхг к стенке скваt жины, перекрывают выход газового потока вдоль стенки скважины и, тем самым, защищают его От теплового воздействия. Про дукты разрушения Выносятся отработанными газами по кольцевому з зору между наружной поверхностью буровой штанги 1 и внутренней поверхностью трубы 5. Малый зазор между буровой штангой 1 и трубой 5 обеспечивает высокую скорость выноса газового потока и его несущую способность.

Дапее газовый поток вместе с пульпой через зазор между трубой 5 и направляющим зонтом 12 выбрасывается эа пределы устья скважины.

Предлагаемое устройство позволяет создать условия для сохранения мерзлотного: режима стенок скважины, как следствие, выдерживается первоначально заданный диаметр скважины и предотвращается образование дополнительных продуктов разрушения. Формула изобретения

i. Устройство для термомехаиичесйого бурения в мерзлых грунтах, включающее термобур, между сопловыми отверстиями которого установлены съемные резцы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения проходки скважины задан ного диаметра путем защиты ее стенок От теплового поражения, термобур размещен в трубе, оканчивающейся ближе к сопловым

ОТВерстиям раструбом, с зазором для отвода отработанных газов и выноса продуктов разрушения.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а вщ е е с я тем, что раструб выполнен иэ шарнирно закрепленных лепестков с прижимной пружиной и регулировочной конической втулки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство CCCP

¹ 269104, кл. Е 21 С 21/00, 1868.

2, Авторское свидетелт:ство СССР

¹ 216572, кл. E 21 С 21Ю0, 1965.

597836

Составитель В. Корчаков

Редактор Е. Яковчик Техред Н. Андрейчук Корректор С, Ямалова

Заказ 1187/27 Тираж 7ф4 По дписное

NIHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4l5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4