Устройство для термического бурения скважин высокотемпературными газовыми струями

 

;и 682644

Союз Советских

Социалистических

Республик (Gl) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.06.77 (21) 2490069/22-03 с присоединением заявки № (51) М Кл. -

Е 21С 22/ОО

Е 21В 7/14

Е 21В 25/00

Е 21С 1/14 (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (53) УДК 622.243.94:

:622.24.051. .52 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М. Т. Аубакиров, Ю. Н. Бабин и С. М. Сейтбаталов

Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ

СКВАЯИ Н ВЫСОКОТЕМП ЕРАТУР НЫМИ ГАЗОВЫМИ

СТРУЯМИ

Государствениый комитет (23) П

Приоритет

Изобретение относится к устройствам для термического бурения скважин высокотемпературными газовыми струями и может быть использовано для бурения скважин больших диаметров с отбором керна, шурфов и горных выработок в мерзлых грунтах и крепких породах.

Известно устройство аналогичного назначения, имеющее несколько огнеструйных горелок, камеры сгорания которых подсоединены к питающим магистралям для подачи топлива и окислителя и сообщены с форкамерой, которая заполняется горючей смесью, поступающей из камер сгорания, и оснащена запальным приспособлением для ее воспламенения (lj.

В этом устройстве форкамера одновременно является каналом подачи горючей смеси и пламяпроводом. В результате в месте расположения запального приспособления образуется мертвая зона, т. е. после первичного зажигания в форкамере остаются продукты сгорания, которые препятствуют заполнению ее свежей горючей смесью поэтому повторное воспламенение затруднительно или невозможно. Из-за этого нельзя обеспечить надежный и синхронный запуск горелок в работу.

Кроме того, отсутствие циркуляции горючей смеси в форкамере приводит к конденсации паров бензина и образованию нагара на контактах запального приспособления.

Наиболее близким техническим решением из известных к изобретению является устройство для термического бурения скважин высокотемпературными газовыми струями, включающее несколько огнеструйных горелок, камеры сгорания которых снабжены топливными форсунками и подсоединены к питающим магистралям для подвода топлива и окислителя и сообщены каналами-пламяпроводами с форкамерой, где размещено запальное приспособление для воспламенения заполняющей ее горючей смеси (2).

Этому устройству присущи те же недостатки, что и вышеописанному.

Цель изобретения заключается в том, 20 чтобы повысить надежность и синхронность запуска горелок в работу в многогорелочных устройствах для термичсского бурения.

Это достигается благодаря тому, что камеры сгорания огнсструйных горелок сооб25 щены с форкамерой дополнительным каналом для протекания горючей смеси, при этом выходные отверстия этих каналов в стенке камер сгорания расположены на разных расстояниях по длине камеры от их

30 топливных форсунок для обеспечения цир682644 куляции горючей смеси. Кроме того, в выходном отверстии пламяпроводов установлен эжектор, который соединен каналом с магистралью для подвода окислителя в камеру сгорания.

На фиг. 1 показано устройство для термического бурения скважин; на < >иг. 2— разрез А — А на фиг. 1; па фиг. 3 — ра:<рез Б — Б па фиг. 1.

Устройство для термического бурения скважин имеет кольцеобразный корпус 1, внутри которого расположены огнеструйные горелки 2, соединенные со штангами 3, связанными с механизмом подачи и вращения станка. Внутри штанг 3 проложены питающие магистрали 4 и 5 соответственно для подвода топлива и окислителя в камеры 6 сгорания огнеструйных горелок 2.

Камеры 6 сгорания огнеструйных горелок

2 соединены с кольцевой форкамерой 7 ка- 20 налами 8 и 9, где канал 8 служит для перетекания образующейся горючей смеси из камеры 6 сгорания в форкамеру 7, а канал

9 — пламяпроводом, когда горючая смесь в форкамере 7 воспламеняется. Для ее вос- 25 пламенения служит запальное приспособление 10 в виде свечи зажигания, подключенной к источнику 11 электрического тока.

Чтобы обеспечить хорошую циркуляцию горючей смеси в форкамере 7 и в камере 6 30 сгорания в зоне ее форсунки 12, выходные отверстия указанных каналов 8 и 9 в стенке камеры 6 расположены на разных расстояниях по ее длине.

Для эффективной очистки форкамеры 35

7 от продуктов сгорания в выходном отверстии канала-пламяпровода 9 установлен эжектор 13, соединенный каналом 14 с магистралью 5 для подвода окислителя.

В стенке форкамеры 7 выполнены тангенциально расположенные каналы 15 для прохода горючей смеси, которая при поступлении в форкамеру 7 закручивается и обеспечивает тем самым постоянный обдув свечи запального приспособления 10, предотвращая образование на ней нагара. Кроме того, за счет закручивания получается более качественная горючая смесь.

Устройство работает следующим ооразом. 50

В огнеструйные горелки 2 по магистралям 4 и 5 подаются топливо и окислитель (сжатый воздух), которые, распыляясь в камерах 6 сгорания, образуют горючую смесь, поступающую по каналу 8 в форкамеру 7, где она воспламеняется. После зажигания горючей смеси в форкамере 7 образовавшийся высокотемпературный газовый факел за счет подсоса, создаваемого эжектором 13, поступает в камеры 6 сгорания горелок 2 через канал 9 и воспламеняет горючую смесь в них. При этом ликвидируется возможность образования «мертвой зоны» возле запального приспособления

10 за счет непрерывного удаления продуктов сгорания и поступления свежей смеси.

В результате обеспечивается устойчивое и одновременное поджигание смеси в камерах

6 сгорания горелок 2. Пламя постоянно эжектируется из форкамеры 7 так, что создается направленная циркуляция потока и предотвращается срыв пламени и нарушение режима работы горелок 2.

Формула изобретения

1. Устройство для термического бурения скважин высокотемпературными газовыми струями, включающее несколько огнеструйных горелок, камеры сгорания которых снабжены топливными форсунками и подсоединены к питающим магистралям для подвода топлива и окислителя и сообщены каналами-пламяпроводами с форкамерой, где размещено запальное приспособление для воспламенения заполняющей ее горючей смеси, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и синхронности запуска горелок, их камеры сгорания сообщены с форкамерой дополнительным каналом для перетекания горючей смеси, при этом выходные отверстия этих каналов в стенке камер сгорания расположены на разных расстояниях по длине камеры от их топливных форсунок для обеспечения циркуляции горючей смеси.

2. Устройство по п. 1, отл и чающеес я тем, что в выходном отверстии пламяпроводов установлен эжектор, соединенный каналом с магистралью для подвода окислителя в камеру сгорания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 492657, кл. E 02С 21/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 279529, кл. Е 21С 21/00, 1969, 17

Составитель В. Левин

Техред Н, Строганова Корректор 3. Тарасова

Редактор Д. Павлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2019/4 Изд. М 520 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4i5