Способ погружения гидроигл в мерзлые породы

 

Изобретение относится к разработке мерзлых грунтов и может быть использовано в горном деле и строительстве при оттаивании песчаных грунтов. Сущность изобретения: в породу внедряют гидроиглы 1 с хомутами 2, которые соединяют в пакеты фиксаторами 4. При погружении игл 1 производят подачу воды от насоса 5 при напоре 0,2...0,4 МПа. Массу хомута 2 назначают в зависимости от массы гидроиглы, площади сечения кольцевой части и проходного сечения гидроиглы и плотности воды. При внедрении игл 1 образуются скважины 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.(я)ю Е 21 В 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808093/03 (22) 09.01.90 (46) 07.07.92. Бюл. N 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (72) B.Þ. Казаков, B.Ê. Самышин и Н.В. Шутко (531 624, 1 82.4(088.8) (56) Труды ВНИИ-1, Магадан, 1970, т. 30, с.

4 — 5.

Там же. с. 207-210, (54) СПОСОБ ПОГРУЖЕНИЯ ГИДРОИГЛ В .МЕРЗЛЫЕ ПОРОДЫ

„„59„„1745854 А1 (57) Изобретение относится к разработке мерзлых грунтов и может быть использовано.в горном деле и строительстве при оттаивании песчаных грунтов. Сущность изобретения: в породу внедряют гидроиглы

1 с хомутами 2, которые соединяют в пакеты фиксаторами 4. При погружении игл 1 производят подачу воды от насоса 5 при напоре

0,2;.;0,4 МПа. Массу хомута 2 назначают в зависимости от массы гидроиглы, площади сечения кольцевой части и проходного сечения гидроиглы и плотности воды. При внедрении игл 1 образуются скважины 6. 1 ил.

1745854

Изобретение относится к технологии разработки мерзлых грунтов и может быть использовано в горном деле и строительстве при гидравлическом оттаивании мерзлых песчаных грунтов, Известен способ гидравлического оттаивания, при котором гидроиглы погружают в грунт буровыми станками с непрерывной подачей воды через отверстия в буровых коронках. Дальнейшее нагнетание воды через гидроиглы вызывает постепенное расширение талых зон до их слияния, Недостатком дан ного способа является то, что механизация погружения гидроигл, приемлемая в условиях концентрации и обьем.ности подготовительных работ при разработке мерзлых россыпей недостаточно эффективна в локальных условиях, с низкой энергообеспеченностью и незначительных объемах бурения, например, при проходке в мерзлых грунтах неглубоких до

4-.6 м траншей и котлованов, Наиболее близким к изобретению является технология гидроиглового оттаивания с ударным погружением гидроигл и одновременной подачей воды. В этом случае применяют одиночную игловую трубу длиной 5 — 6 м, оснащенную коронкой с отверстиями для выхода воды. Снабженный рукоятками ударник-боек помещается на гидроиглу и.используется для постепенного ее погружения ударами по закрепленному на буровой трубе хомуту, Недостатками способа постепенного погружения игл является использование ручного труда для посадки гидроигл, низкая производительность, обусловленная отдельным обслуживанием каждой гидроиглы, а также применение дорогостоящих и дефицитных буровых труб и коронок, оставляемых в грунте на весь период оттаивания.

Цель изобретения — повышение производительности и снижение затрат при гидроигловом оттаивании мерзлых песчаных грунтов, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу. погружения гидроигл, включающему внедрение гидроигл с хомутами в породу с подачей воды, гидроиглы объединяют в пакеты путем соединения их хомутов между собой фиксаторами, а подачу воды производят при напоре 0,20,4 МПа, при этом массу хомута назначают из условия

$ д

Ри, Рх +

Я g

Хомуты смежных гидроигл между собой соединены фиксаторами 3, посредством которых гидроиглы объединяют в пакеты, представляющие собой устойчивую систему вертикально закрепленных игл, Наряду с тем, что фиксаторы 3 создают жесткую конструкцию для одновремен, ного погружения необходимого количества игл, они обеспечивают возможность создавать скважины и погружать в них иглы на требуемый шаг расстановки, так как выполнены, например, телескопическими, а также обеспечивают возможность независимого погружения (перемещения) игл с одной ступени бурения на другую, т.е. в результате одновременного бурения скважин и погружения игл хомуты перемещают ближе к входному концу игл, а достигнув заданной глубины погружения, хомуты 2 с фиксаторами 3 разбирают и переносят, в случае необходимости, на расстояние, соответствующее шагу расстановки гидроигл. Размыв песчаных пород при образовании скважин ведут где Р» — масса хомута, кг;

Р— масса гидроиглы, кг;

S — площадь сечения кольцевой части гидроиглы, м, 5 Бь — площадь проходного сечения гидроиглы, м; р — плотность воды, кг/м ;

3.

QMa

10 9 — ускорение силы тяжести, м/с, На чертеже представлена схема, устройства, иллюстрирующая предлагаемый способ.

Перед погружением гидроиглы 1 снабжают хомутами 2, которые между собой со15 единяют по три и более игл фиксаторами 3.

Шлангами 4 гидроиглы подключают к насосу 5.

Воду от насоса 5 подают под напором

0,2-0,4 МПа через шланги 4 в гидроиглы 1.

20 При выходе воды из иглы она создает осевое динамическое давление, направленное на размыв мерзлых песчаных пород, в результате чего образуется скважина 6.

Хомуты 2, установленные на иглы, по25 зволяют осуществлять постепенное погружение игл в образуемые скважины и задавать направление ее погружения, исключают возможность ее выталкивания осевым давлением за пределы начального

30 участка струи. Именно поэтому необходимо массу хомута определять из условия

1745854

Р S Q

Я С) Параметры гндроиглы

Значение вы Масса

Максимальныа расход воды через иглы 0»тхс), м /с

Площадь сечения кольцевая части иглы (5,), м

Напор воды, МПа

Площадь Арокодного сечения иглы ($ь), м

Масса хомута, кг (р,) рахгдения

s o.. з 56 9 кг гидроиглы. кг

0.2 1.07х10

8х10

Полиэтилен по ГОСТ 18599-73 ° внутренний диаметр Ол- 0,032 м толщина стенки

Л» 0.004 м длина 1» 4.0 м масса Р» 0,4 кг/м

То ме

Сталь по ГОСТ 8732-78

° нутреннид диаметр do 0,032 м толщина стенки

Ь-0,003 м длина 1- 4.0 м масса Р- 2.6 кгlм

То ме

4.5х10. 1.6

4,9

8x I 0

Bх10

П.4

1,51õ10

f,0Ýõ104

4,5х10

3.3«10

13,0

4.4

0.4

0.2!.6

10.4

2.3х10 .

Bх10

8.8 . 10.4

0,4 при напоре воды 0,2 — 0,4 МПа, обеспечивающем оптимальные скорости размыва пород струей воды, Примеры конкретного выполнения способа приведены в таблице.

Как видно иэ примеров конкретного выполнения (табл, ), масса хомута-груза зависит от напора воды и от массы гидроиглы. B случае применения стальных гидроигл в примерах конкретного выполнения дополнительный груз не применялся, так как собственная масса иглы достаточна для предотвращения ее выталкивания осевым давлением струи, При этом хомут выполняет только функции вертикальной направляющей. При использовании полиэтиленовых игл хомут утяжелили дополнительным грузом, массу которого определяли по математическому выражению, подставляя туда граничные значения на))ора воды, Так, при напоре 0,2 МПа масса груза составила 4 с1 кг, а при напоре

04 МПа —. 11,4 кг, Максимальное количество одновремен. но погружаемых гидроигл зависит от производительности насосной станции и максимального расхода воды на одну гидроиглу. В практике на гидрооттайке используют насосные станции производительностью

500-1500 м /ч. При производительности насосной станции 500 м /ч (насос 8НДв, приз менен ны и в примере конкретноговыполнения) и расходе на одну гидроиглу около 50 м /ч в одновременном погружении, осуществляемом пакетами, находится 10 гидроигл. Погружение гидроигл пакетами осуществляется со скоростью, практически .равной скорости размыва данного типа пород (при напоре 0,2-0,4 МПа скорость размыва песчаных пород составляет 5 — 7 м/ч).

Использование предлагаемого способа позволяет снизить затраты ручного тру5 да, используемого непосредственно для посадки гидроигл, осуществлять оттаивание без значительных затрат энергии и без применения дорогостоящих и дефицитных буровых труб, коронок и бурового обору10 дования, обеспечит возможность одновременного погружения заданного количества гидроигл с регулированием шага их расстайовки, что в целом приведет к повышению производительности и сниже15 нию затрат при гидроигловом оттаивании мерзлых песчаных пород.

Формула изобретения

Способ погружения гидроигл в мерзлые

20 породы, включающий внедрение гидроигл с хомутами в породу с подачей воды,.о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности оттаивания песчаных пород, гидроиглы объединяют в пакеты пу25 тем соединения их хомутов между собой фиксаторами, а подачу воды производят при напоре 0,2 — 0,4 МПа, при этом массу хомута назначают из условия где Є— масса хомута, кг;

S14 — площадь сечения кольцевой части гидроиглы, м; г.

Sb — площадь проходного сечения гидроиглы, м; г. р плотность воды, кг/мз.,

Способ погружения гидроигл в мерзлые породы Способ погружения гидроигл в мерзлые породы Способ погружения гидроигл в мерзлые породы 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гидроотбойки угля из скважин

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для очистной выемки из скважины

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для добычи угля из скважин

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения восстающих скважин при разработке опасных по внеземным выбросам угля и газа крутых пластов

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проходке скважин большого диаметра с одновременным расширением в мерзлых грунтах

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения горизонтальных или слабонаклонных скважин, в т.ч

Изобретение относится к горному делу и предназначено для гидродинамического бурения структурно-поисковых разведочных скважин с применением гибких бурильных колонн труб

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность бурения

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить надежность работы скважинного гидромонитора, состоящего из внешней напорной колонны 1 с телескопически выдвижной внутренней частью 2, связанной с приводами вращения и осевого перемещения

Изобретение относится к горному делу и м.б

Изобретение относится к буровой технике, а именно к шароструйным снарядам для бурения скважин

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для шароструйного бурения скважин

Изобретение относится к способу гидроизоляции объемных участков грунта, в частности захоронений отходов, свалок, трубопроводов или т.п., или сооружаемых строительных котлованов с применением уплотняющих материалов, при котором с помощью полностью управляемого в отношении проходки способа бурения от поверхности вне объемного участка грунта прокладывают с опережением по меньшей мере одну скважину под объемным участком грунта, при этом в окружающую скважину область грунта нагнетают уплотняющее средство

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли, в частности к устройствам для интенсификации скважинной добычи жидких полезных ископаемых, например - пресных и минеральных вод

Изобретение относится к области электричества и может быть использовано в устройствах для восстановления и повышения дебита водоносных пластов и скважинных фильтров, изготовления набивных свай, а также бескернового сооружения скважин, очистки гидравлических коммуникаций

Изобретение относится к области гидравлического бурения и представляет самопродвигающуюся вперед систему бурения, содержащую буровое устройство, имеющее, по крайней мере, одно направляющее сопло для режущей жидкости, средство, расположенное на буровом устройстве для обеспечения движения вперед бурового устройства, имеющее, по меньшей мере, одно направленное наружу от продольной оси сопло, обратного направления, угол наклона которого составляет от 0 до 30° относительно указанной продольной оси, бурильную колонну, сформированную из гибкого шланга

Изобретение относится к технологии проходки скважин и образования выработок в осадочных горных породах и мерзлых грунтах путем разрушения минеральной среды формируемыми струями рабочего агента

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для образования скважин и выработок в геологических структурах осадочных горных пород воздействием на разрушаемую среду комплексными рабочими агентами, формируемыми в виде струй, воздействующих на забой, стенки скважины, выработки
Наверх