Пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Е 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (1"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4784932/03 (22) 19.12.89 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Курский политехнический институт (72) Н.С.Кобелев, В.M.ÏoïîB, Т.В,Панина, А.B.Моржавин и А.Н.Кобелев (53) 622.807(088.8) (56) Михайлов А.M. Охрана окружающей среды при разработке месторождений открытым способом. M.: Недра, 1981, с.37.

Великий M.È. и др. Техника бурения скважин ком бини рован н ыми способами.

М.: Недра, 1977, с.39. (54) ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА.

ДЛЯ СТАНКОВ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО

БУРЕНИЯ И ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения и расширения скважин в крепких породах.

Известна пылеулавливающая установка для станков СБО-2 ВНИИБТГ, имеющая два вентилятора, пенный аппарат и эмульсионное устройство, использующее водяную систему питания станка.

Недостатком является высокая стоимость пылеулавливания в связи наличия энергоемких устройств — вентиляторов, пенного аппарата, обеспечивающих заданные экологические условия при бурении.

Известна пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин, включа(57) Использование: горная промышленность для повышения эффективности очистки пылегазового потока оттонкодисперсной пыли при бурении и расширении скважин в крепких породах. Сущность изобретения: пылеулавливающая установка, включающая кожух, соединенный с двумя вытяжными трубами, снабжена приспособлением для отвода шлама и двумя соплами. Каждое сопло выполнено в виде боковой поверхности усеченного конуса, на внутренней поверхности которого выполнены продольные винтообразные канавки, а у большего основания — кольцевая канавка. Выходные концы вытяжных труб расположены внутри сопл и установлены с зазором относительно сопл. Кольцевая канавка сообщена продольными винтообразными канавками с приспособлением для отвода шлама, 2 ил. ющая кожух с отверстием для прохода буровой штанги, имеющей трубопроводы подачи горючего, сжатого воздуха, воды и две вытяжные трубы с установленными распылителя жидкости.

Недостатком является выход мелкодисперсной пыли из пылеулавливающей установки в атмосферу при работе термомеханического станка, что ухудшает экологическую обстановку в зоне термомеханического бурения и термического расширения скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки пылегазового потока от тонкодисперсной пыли.

Указанная цель достигается тем, что пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин, включающая кожух с отверстием для прохода буровой штанги, соединенный с двумя вытяжными трубами, в каждой из которых установлен распыли- 5 тель жидкости, снабжена приспособлением для отвода шлама и двумя соплами, каждое из которых выполнено в виде боковой поверхности усеченного конуса, на внутренней поверхности которого выполнены 10 продольные винтообразные канавки, а у большего основания — кольцевая канавка для сбора шлама, выходные концы вытяжных труб расположены внутри сопл и установлены с зазором относительно 15 внутренней поверхности сопл, а кольцевая канавка для сбора шлама сообщена винтообразными канавками и приспособлением для отвода шлама.

На фиг. 1 изображена принципиальная 20 схема установки; на фиг. 2 — развертка сопла, выполненного в виде боковой поверхности усеченного конуса, с приспособлением для отвода шлама.

Пылеулавливающая установка для стан- 25 ков термомеханического бурения и термического расширения скважин состоит из кожуха 1 с отверстием для прохода буровой штанги 2, двух вытяжных труб 3, в каждой из которых установлен распылитель жидко- ЗО сти 4, двух сопл 5, каждое из которых выполнено в виде боковой поверхности усеченного конуса, на внутренней поверхности которого выполнены винтообразные канавки 6, заканчивающиеся у большего ос- 35 нования кольцевой канавкой 7 для сбора шлама, сообщенной с присцособлением для отвода шлама 8.

Установка работает следующим образом. 40

При бурении устье скважины плотно закрывается кожухом 1. В процессе продувки скважины для удаления разрушенной породы в виде частиц различных фракций по соответствующим трубопроводам буровой 45 штанги 2 наряду с горючим и сжатым воздухом подается вода, которая после охлаждения теплонапряженных элементов огнеструйной горелки и каналов породоразрушающих элементов бурового става, вы- 50 брасывается в скважину, где интенсивно испаряется за счет тепла продуктов сгорания топлива. Буровой шлам под действием напора смеси выносится к устью скважины, плотно закрытой кожухом 1. Крупные части- 55 цы и куски породы практически полностью оседают в области устья скважины, закрытой кожухом 1. Мелкие фракции породы (тонкодисперсная пыль), не успевшие смочится водой, с парогазовой смесью смачиваются жидкостью, поступающей из распылителей 4. Уплотненный распыленными каплями воды пылепарогазовый поток поступает в сопла 5, где завихряется, перемещаясь по продольным винтообразным канавкам 6, в резул ьтате наблюдается винтообразное движение потока снизу вверх.

Взвешенные частицы тонкодисперсной пыли пылепарогазового потока центробежной силой отбрасываются к внутренней стенке сопл 5 и попадают в продольные винтообразные канавки 6, где под действием возросшего гидравлического сопротивления винтообразных канавок 6 резко уменьшают свою скорость, сталкиваясь с другими частицами, укрупняются, становятся "ядрами конденсации" парогазового потока. Данная смесь загрязнений собирается в кольцевой канавке 7, находящейся вне зоны движения пылепарогазового потока в сопле 5, и под действием гравитационных сил поступает в приспособление для отвода шлама 8, из которого удаляется вручную или автоматически, Использование изобретения по сравнению с прототипом обеспечивает отделение мелкодисперсной пыли в вытяжных трубах, что не достигалось при смачивании жидкостью, поступающей из распылителей, в результате мелкие фракции пыли выбрасывались в атмосферу и оседали вне зоны работы термомеханического станка, нарушая экологическую обстановку окружающей среды. Кроме того, процесс дополнительной конденсации парогазовой смеси на твердых частицах выбуренной породы в криволинейных канавках суживающегося сопла уменьшает массу вредных веществ, поступающих в атмосферу, вследствие процесса горения смеси горючего и сжатого воздуха. В результате, улучшается экологическая обстановка в зоне термомеханического бурения и термического расширения скважин.

Использование предлагаемой установки позволяет улучшить качество очистки пылепарогазового потока, выбрасываемого из скважины в процессе продувки как от мелких фракций породы, так и от конденсирующи. ся вредных веществ без использования дополнительных энергоемких устройств.

Формула изобретения

Пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин, включающая кожух с отверстием для прохода буровой штанги, соединенный. с двумя вытяжными трубами, в каждой из которых установлен распылитель жидкости, е t л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки пылегазового потока от тонкодисперсной пыли, она снаб><ена приспособлением для отвода шлама и двумя соплами, каждое из которых выполнено в виде боковой поверхности усеченного конуса, на внутренней поверхности которого выполнены продольные винтообразные канавки, а у большего основания — кольцевая канавка для сбора шлама, при этом выходные концы вытяжных труб расположены внутри сопл за кольцевой канавкой для сбора шлама и установленыы с зазором относительно внутрен5 ней поверхности сопл, а кольцевая канавка для сбора шлама сообщена продольными винтообразными канавками с приспособлением для отвода шлама.