Термомеханическое буровое устройство

 

- с Р, ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскни

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30-12 77 (21)2562 136/22-03 (5l)M. Кл . с присоединением заявки М

Е 21 С 21/00

Государстввииый комитет (23) Приоритет ив делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень Рй 18

Дата опубликования описания 18.05,80 (53) УДК 622.243. . 9 4(088.8) Я. И. Шнапир, 10 И. Водолазов, М. Ш. Острый и Н. Ф. Кучма (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро самоходного горного оборудования Министерства тяжелого и транспортного машиностроения (7! ) Заявитель (54) ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение касается термомеханического бурового устройства, которое может быть использовано для проходки скважин в крепких горных породах с последующим их расширением огпеструйной горелкой.

Известно термомеханическое буровое устройство, представпянн ее собой комбинацию пневматического ударного механизма и огнеструйной горелки, камера сгорания которой имеет сопловое отверстие для истечения продуктов сгорания в направлении забоя скважины. При этом пневмоударник и камера сгорания горелки сообщены с воздухонодводяшими магистралями так, что могут избирательным образом включаться в работу с помощью воздухораспределительного механизма, который обеспечивает подачу воздуха либо в пневмоударник, либо в горелку в зависимости от выбранной технологии, согласно которой проводка скважины в крепких породах осуществляется при помощи пневмоударного механизма, в мягких IIoporax — огнеструйной горелкой (1) .

Наличие воздухораспределительного механизма усложняет конструкцию устройства и его эксплуатацию, так как устройство во время работы испытывает значительные динамические воздействия, 5 отрицательно влияющие на функционирование воздухораспределительного механизма, а также на систему подачи горючего в горелку.

Наиболее близким техническим решето нием к предложенному является термомеханическое буровое устройство, включающее механический породоразрушающий инструмент для бурения скважины, сообщаемый с воздухоподводящей магистралью, 15 расположенную соосно инструменту камеру сгорания с боковым сопловым отверстием для расширения скважины обратным ходом, соединенную с магистралями подвода горючего и воздуха, и приспособление для перевода работы устройства из режима механического буреAH в режим термического расширения f2).

440

3 73

В этом устройстве указагп„oe приспособление основано на принципе регулирования подачи воздуха либо в камеру сгорания, либо в инструменти осуществляется при помощи клапанов, один из которых установлен на воздухоподводяшей магистрали, соединенной с камерой сгорания горелки, а другой — на воздухоподводяшей магистрали, соединенной с инструментом.

Оснащение устройства клапанами, как и в первом случае, значительно усложняет его конструкцию и приводит к заметному снижению его эксплуатационной надежности в связи с тем, что при нахожденкк в скважине при работе устройство цодвержено сильным вибрациям и воздействко высоких температур.

Цель изобретения — упростить конструкцию устройства, а также повысить его эксплуатационную надежность.

Это достигается тел,что приспособление для перевода работы устройства из режима механического бурения в режим термического расширения выполнено в виде заглушки из выгораемого или легкоплавкого материала, установленной в боковом сопловом отверстии камеры сгорания.

На чертеже показано предложенное термомеханическое буровое устройство.

Устройство содержит распределительную головку 1 с магистралью 2 для подвода воздуха или другого окислителя, на прил ер, кислорода, и магистралью 3 для подвода горючего в камеру 4 сгорания„ которая оснащена форсункой 5 для распыления горючего, расположенной на выходе из магистрали 3, и свечой 6 зажигания для воспламенения образующейся топлив— ной смеси. . Кабрера 4 сгорания размещена в корпусе 7 и имеет боковое сопловое отверстие 8 для истечения образующихся продуктов сгорания в направлении стенки скважины. В этом соцловом отверстии

8 устанавливается заглушка 9 из выгораемого или легкоплавкого материала„ которая служит в качестве приспособленим рля перевода работы устройства из режима бурения в режим расширекм.

В камере 4 сгорания выполнены пазы 10, 11 и каналы 12, 13 для прохода воздуха. Камера 4 сгорания поджимается через дроссельную шайбу 14 переходником 15, к которому крепится механический породораэрушаюший инструмент 16, имеющий канал 17 для сброса воздуха, поступающего через отвер9 8 стие 18 в дроссельной шайбе 14 и идущего на продувку в скважину. Кроме того, в стенке камеры 4 сгорания имеются отверстия 19 для прохода воздуха.

Устройство работает следующим образом.

В сопловое отверстие 8 камеры 4 сгорания вставляется заглушка 9 из выгораемого или легкоплавкого материала, после чего устройство устанавливается в рабочее положения и инструментом 16 производится бурение скважины. При этом воздух поступает из магистрали 2 в пазы 1О, далее в каналы 12, отверстие

18 дроссельной шайбы 14 и сбрасывается на продувку через канал 17 инструмента 16„Часть воздуха через отверстие 19 поступает в камеру 4 сгорания, заполняя ее пространство.

По окончании бурения скважины в ка»еру 4 сгорания подается горючее с помощью форсунки 5. Образующаяся топливная смесь воспламеняется свечой 6 зажигания. Заглушка 9 сравнительно быстро выгорает и на стенки скважины начинает воздействовать высокотемпературная газовая струя продуктов сгорания, истекающая иэ соплового отверстия 8.

Для расширения скважины устройство перел сшают снизу вверх с требуемой скоростью.

Пылеподавление в режиме бурения и в режиме расширения скважины может осуществляться водой, которую подают в затрубное пространство скважины выше сопла камеры 4 сгорания горелки, или при помощи установки известной конструкции сухого пылеулавливания, располагаемой на устье скважины.

Отсутствие сброса воды при расширении скважины в пространство ниже истечения высокотемпературной газовой струи способствует более эффективному расширению скважины.

Предлагаемое устройство имеет более простую конструкцию и обладает более вь:сокой степенью надежности при эксплуатации в условиях вибраций и высокой температуры. Кроме того, при использовании описанного устройства сокра щается время вспомогательных операций при переходе от процесса бурения скважины к процессу ее расширения.

Формула изобретения

Термомеханическое буровое устрой— ство, включающее механический породо— З4409 6 тацнонной надежности, указанное приспособление выполнено в виде заглушки с- из выгораемого или легкоплавкого материала, установленной в боковом сопловом отверстии камеры сгорания.

f7

ЦНИИПИ Заказ 2030/42 Тираж 626 Подписное филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 разрушающий инструмент для бурения скважины, сообщаемый с воздухоподводяшей магистралью, расположенную соо но инструменту камеру сгорания с боковым сопловым отверстием для расши рения скважины обратным ходом, соеди ненную с магистралями подвода горючего и воздуха, и приспособление для перевода работы устройства из режима механического бурения в режим термического расширения, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что, с целью упрощения его конструкции и повышения эксплуаИсточники информации, принятые во вниманив прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 208603, кл. Е 21 С 21/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

M 256696, кл. 21 С 21/00, 1968 (прототип) .