Устройство для гидравлического разрушения горных пород

 

Использование: разрушение негабаритов , добыча и обработка строительного камня . Сущность изобретения: устройство, состоящее из корпуса с двумя самоуплотняющимися манжетами колоколообразной формы, устанавливают в шпур. На манжету, закрепленную в верхней части устройства, насажен стакан. В полость между верхней манжетой и стаканом нагнетают жидкость. Стакан перемещается и освобождает манжету . Манжеты прижимаются к стенкам шпура. В пространство между манжетами продолжают нагнетать жидкость до гидравлического разрыва и разрушения горной породы . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 37/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882671/03 (22) 19.11,90 (46) 15.01.93. Бюл.№ 2 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Н.Г.Кю, О.И.Чернов и Л,Н.Шепелев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 827783, кл. Е 21 С 37/06, 1979, Авторское свидетельство СССР

¹ 1033732, кл. Е 21 С 37/06, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Использование: разрушение негабаритов, добыча и обработка строительного камИзобретение относится к разрушению горных пород и может быть использовано для раскалывания негабаритов, добычи и обработки строительного камня.

Известно устройство включающее корпус с перфорацией, входной пэтрубок, опорный фланец и эластичную оболочку, выполненную в виде перекрывающих друг друга отдельных полос, Это устройство не предназначено для нагнетания жидкости в трещину, образованную B результате разрыва горной породы, что и является его недостатком.

В качестве прототипа принято устройство включающее корпус с радиальными отверстиями и входным штуцером на торце, герметизирующие приспособления, размещенные на противоположных концах корпуса.

Это устройство обладает сравнительно высокой трудоемкостью эксплуатации, обусловленной необходимостью выполне... Ы„1788236 А1 ня. Сущность изобретения; устройство, состоящее из корпуса с двумя самоуплотняющимися манжетами колоколообразной формы, устанавливают в шпур. На манжету, закрепленную в верхней части устройства, насажен стакан. В полость между верхней манжетой и стаканом нагнетают жидкость.

Стакан перемещается и освобождает манжету. Манжеты прижимаются к стенкам шпура. В пространство между манжетами продолжают нагнетать жидкость до гидравлического разрыва и разрушения горной породы. 1 ил. ния предварительных операций по герметизации зоны разрыва. Кроме этого оно не 2 предназначено для проведения разрыва породы на значительном расстоянии от устья скважины.

Целью изобретения является повышение производительности работы за счет совмещения операций герметизации и разрушения. 1Ж

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено стаканом, герметизи- () рующие приспособления выполнены в виде,0 самоуплотняющихся колоколообразных манжет, стакан размещен на корпусе с возможностью свободного осевого перемещеmme ния и насажен на манжету, закрепленную со стороны штуцера, а радиальные отверстия выполнены на уровне полости данной манжеты, На чертеже показано устройство в скважине в продольном разрезе, Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с кольцевым выступом 2 и ради1788236

30

50 альными отверстиями 3. На корпус 1 насажены две самоуплотняющиеся колоколообразные манжеты 4, 5 и стакан 6 между ними, На торец корпуса 1 со стороны манжеты 5 последовательно навинчены гайка 7 и стакан 8 с остью 11, установленной параллельно и эксцентрично оси устройства. На ось 11 эксцентрично насажена шайба 9 с кольцом из упругого материала 10. Со стороны входа рабочей жидкости на торце корпуса 1 установлен штуцер 12.

Устройство работает следующим образом, Устройство с помощью штуцера 12 подсоединяют к шлангу или колонне труб от системы нагнетания рабочей жидкости и подают в скважину. Первоначально на ман>кету 4 насажен стакан 6, из-за чего она не прижимается к стенке скважины, а манжета

5 не оказывает существенного сопротивления перемещению устройства в сторону забоя. Поэтому устройство в скважину опускается беспрепятственно, Опустив устройство на требуемую глубину, начинают нагнетать рабочую жидкость, которая через радиальные отверстия 3 заполняет полость, образованную стаканом 6 и манжетой 4.

Под действием давления рабочей жидкости стакан 6 перемещается вдоль корпуса 1 и освобождает манжету 4, от чего она прижимается к стенке скважины, Затем рабочая жидкость, заполнив участок скважины, ограниченный манжетами 4 и 5, придавливает поверхности последних к горной породе, герметизируя тем самым зону разрыва, Придальнейшей подаче рабочей жидкости повышается ее давление и происходит гидравлический разрыв горной породы, Ориентацию плоскости разрыва можно задавать, например, предварительным npope3aнием в заreðìåòèýèðoeàííoé зоне инйцийрующей щели или установкой нескольких устройств в разных скважинах, пробуренных bio соответствующей линии, Устройство предназначено для раскалывания негабаритов и блоков строительного камня вдоль скважины, В результате такого раскола горной породы стенки сква>кин ы рас ход я тся",что позволяет беспрепятственно извлекать из нее устройство. В случае, если по какой-либо причине понадобится извлечь устройство из скважины до того, как разойдутся ее стенки, сбрасывают давление жидкости и вращают штуцер 12 таким образом, что стакан 8, удерживаемый от вращения шайбой 9 (из-за эксцентричности оси 11 и кольца из упругого материала

10), навинчивается на корпус 1 и отжимает манжету 5 от горной породы, После этого устройство сравнительно легко перемещают в сторону от забоя и извлекают из скважины.

Пример. В блоке мрамора с размерами 1,4х1,8х2,4 м пробурили два шпура диаметром 42 мм и глубиной 0,9 м. Шпуры пробурили перпендикулярно грани с размерами 1,8х2,4 м и вдоль средней линии, параллельной ребру длиною 1,8 м, Расстояние между шпурами составило 0,2 м. В шпуры подали соответственно два устройства, изготовленные механическими мастерскими.

Затем с помощью специальной установки через штуцер 12 начали нагнетать густой водный раствор глины, При давлении раствора 22 МПа блок раскололся на две примерно равные части. После этого сбросили давление раствора и легко извлекли устройство.

Формула изобретения

Устройство для гидравлического разрушения горных пород, включающее цилиндрический корпус с радиальными отверстиями, входной штуцер, установленный в торце корпуса, и герметизирующие приспособления, закрепленные на противоположных концах корпуса, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения производительности работы за счет совмещения операций герметизации и разрушения, оно снабжено стаканом, герметизирующие приспособления выполнены в виде самоуплотняющихся колоколообразных манжет, стакан размещен на корпусе с возможностью свободного осевого перемещения и насажен на манжету, закрепленную со стороны штуцера, а радиальные отверстия выполнены на уровне полости данной манжеты.

1788236

Редактор Н. Пигина

Заказ 60 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Н, Кю

Техред М.Моргентал Корректор С. Пекарь