Устройство для проходки скважин

 

iц SI0922

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.09.75 (21) 2177217/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. К..

Е 21В 7/14

Государственный комитет

СССР (53) УДК 622.243.94 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. А. Попов и Э. А. Миронов

Государственный научно-исследовательский энергетический

71) Заявитель

Изобретение относится к горной промышленности и может найти применение при проходке скважин с помощью термических устройств.

Известно устройство для проходки сква- 5 жин, содержащее разъемную камеру сгорания с сильфонами, коллекторы подвода топлива и окислителя и поджигающее устройство j l j.

Также известно устройство для проходки 10 скважин, содержащее разъемную камеру сгорания с охлаждающим кожухом, коллекторы подвода топлива и окислителя, поджигающее устройство и кумулятивную насадку (2). 15

Недостатками этого устройства являются образование застойной зоны у закрытого конца камеры сгорания, интенсивное смешивание продуктов горения с вновь поступающей детонационной смесью, ухудшение продувки камеры сгорания, что приводит к увеличению времени между циклами воспламенения и снижению скорости проходки.

Цель изобретения — повышение скорости проходки за счет сокращения времени между циклами воспламенения.

Достигается эта цель тем, что в известном устройстве, содержащем разъемную камеру сгорания с охлаждающим кожухом, коллекторы подвода топлива и окислителя, 30 поджигающее устройство и кумулятивную насадку, коллекторы подачи топлива и окислителя выполнены с охлаждающими радиаторами.

На чертеже приведена схема описываемого устройства.

Устройство взрывного действия для проходки скважин содержит детонационную камеру сгорания 1, кожух 2 для охлаждающей воды, коллекторы подвода 3 и отвода

4 воды, топлива 5 и окислителя 6. Коллекторы 5 и б выполнены с охлаждающими радиаторами. Преддетонационный участок расположен между устройством поджига со свечой 7 и фокусом О кумулятивной насадки 8. Возможность регулировки длины камеры в соответствии с оптимальной длиной преддетонационного участка осуществляется телескопическим соединением 9 стенок 10 камеры сгорания и сильфоном 11, соединяющим части кожуха охлаждения.

Рабочие газы выводятся через сопла 12.

Работает устройство следующим образом. Камера сгорания 1 заполняется через коллекторы 5 и б топливом и окислителем вплоть до выходных сопл 12. Образующаяся горючая смесь поджигается свечой 7.

Фронт горения ускоряется, аккумулируя впереди себя ударные волны, которые, догоняя друг друга и отражаясь от дальнего

0922

0ицспипегь

Dodo

Топп

Заказ 215/5 Изд. № 179 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск»

Типография, пр. Сапунова, 2

81

3 конца камеры 1 и кумулятивной насадки 8, фокусируются. Длина камеры сгорания 1 регулируется в процессе работы так, чтобы преддетонационный участок заканчивался в фокусе кумулятивной насадки 8, В этом случае усиление ударных волн происходит вблизи выходных отверстий (сопл 12). Повышение давления в момент возникновения детонации достигает 400 — 700 раз, т. е. при начальном давлении в камере 1 — 1,5 ата давление в момент детонации будет 400—

1000 ата. Ударная волна и газы, взрываясь при таком давлении из сопл, эффективно разрушают породу. Наряду с давлением на грунт будет воздействовать и высокая температура выходящих газов (до 4000 К).

Прерывание потока происходит за счет того, что после перехода дефлаграционного режима в детонационный и распространяющийся со скоростью 3. 10 м/с, в обратную сторону начнет двигаться ретонационная волна, давление которой превышает давление в коллекторах подачи топлива 5 и окислителя 6, тем самым прекращая подачу компонентов горючей смеси. Частично продукты сгорания заполняют коллекторы

5, 6, где интенсивно охлаждаются радиаторами до температуры ниже температуры воспламенения горючей смеси. После истечения продуктов сгорания и падения давления в камере 1 потоки топлива и окислителя вытесняют охлажденные продукты сгорания в камеру,. где они образуют пробку, предохраняющую от воспламенения новую порцию горючей смеси. После заполнения камеры процесс повторяется. Частота работы определяется и согласуется с расходом топлива и окислителя и может достигать десятков герц.

Выполнение камеры с возможностью изменения длины преддетонационного участка и снабжение ее кумулятивной насадкой в виде установленного поперек потока пре5 пятствия дает возможность удерживать детонационный режим непосредственно у сопл и в зависимости от физических свойств породы формировать энергетический импульс с заданными параметрами.

1о Устройство позволяет осуществить детонационное сжигание топлива в частотно-импульсном режиме. Этот режим работы обеспечивается наличием радиаторов охлаждения на коллекторах подачи топлива

15 и окислителя. Часть продуктов сгорания, забрасываемая в коллекторы после импульса, охлаждается в них, препятствуя самовоспламенению свежей смеси. Максимальная частота устойчивой работы уст20 ройства может составить 100 Гц.

Формула изобретения

Устройство для проходки скважин, со25 держащее разъемную камеру сгорания с охлаждающим кожухом, коллекторы подвода топлива и окислителя, поджигающее устройство и кумулятивную насадку, отличающееся тем, что, с целью повышено ния скорости проходки за счет сокращения времени между циклами воспламенения, коллекторы подачи топлива и окислителя выполнены с охлаждающими радиаторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 400700, кл. Е 21С 21/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 473012, кл. Е 21С 21/00, 1974.