Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами

Авторы патента:

Журков Михаил Юрьевич (RU)

Адам Альберт Мартынович (RU)

Муратов Василий Михайлович (RU)

E21C37/18 - с помощью электрических способов и устройств

Владельцы патента RU 2490453:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отрасли промышленности. Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами имеет трубчатый канал для подачи промывочной жидкости в зазор между высоковольтным и заземленным электродами, выполненными в виде параллельных пластин, разделенных изолятором. Высоковольтный и заземленный электроды расположены горизонтально и сверху к одному из концов верхнего электрода прикреплена труба поворота и перемещения устройства, а в зазоре между электродами размещена надзабойная диэлектрическая трубка, выполненная с промывочными окнами, обращенными в сторону призабойных частей электродов. Внутри трубы поворота и перемещения коаксиально размещена высоковольтная труба, отделенная межтрубным изолятором. Высоковольтный и заземленный электроды снабжены призабойными электродными ребрами разной формы. Устройство позволяет вести подрезание блоков горных пород из узкой вертикальной щели с образованием протяженной подрезной щели, причем процесс подрезания можно вести непрерывно. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной областям промышленности. Оно предназначено для подрезания больших блоков горных пород при их добыче на карьерах. Работа устройства основана на электроимпульсном способе разрушения диэлектрических материалов, в т.ч. горных пород, при котором высоковольтные разряды развиваются непосредственно в диэлектрическом материале и разрушают его без каких-либо других видов воздействия.

Известно устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными импульсными разрядами (патент на изобретение RU №2427711, МПК Е21С 37/18 (2006.01), опубл. 27.08.2011. Бюл. №24), которое содержит расположенные в одной плоскости и скрепленные верхним и нижним держателями чередующиеся высоковольтные и заземленные стержневые электроды, причем верхний держатель выполнен с возможностью перемещения по направляющим вдоль электродов, а нижний держатель выполнен клинообразным с наклонными направляющими электродными каналами со шламовыми окнами между этими каналами и с забойными опорами, при этом обнаженные части электродов выполнены в виде шарнирно соединенных секций, а верхний держатель выполнен с возможностью перемещения по направляющим вдоль электродов. Предусмотрено также выполнение наклонных направляющих электродных каналов в нижнем держателе с двух противоположных его сторон, а призабойных секций электродов из токопроводящих тросиков.

Основные недостатки этого устройства следующие. Во-первых, ширина подрезной щели ограничена шириной устройства, и для получения протяженной подрезной щели необходимы многократные прекращения процесса подрезания, перестановки устройства, включения его в работу, что приводит к дополнительным затратам времени. Во-вторых, при подрезании блоков в неоднородных по свойствам горных породах ограничена глубина образующейся подрезной щели, т.к. в подобных условиях эффективность разрушения горной породы между каждой парой соседних разнополярных электродов различна, в результате чего призабойные концы одних электродов сближаются, а расстояния между концами других электродов увеличиваются, и электрические разряды развиваются только между сблизившимися электродами. Из-за этого процесс подрезания прекращается. Например, в крупнозернистом граните это произошло при глубине подрезной щели 760 мм.

Наиболее близким к предложенному устройству по числу общих существенных признаков является выбранный за прототип электрогидравлический линейный бур первого типа (Л.А. Юткин «Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности». Изд-во «Машиностроение». Ленинградское отделение. 1986 г., с.174-176), основными элементами которого являются диэлектрический плоский корпус с центральным каналом для подачи воды через внутреннюю полость положительного (высоковольтного) электрода в зазор между пластинчатым нижним (призабойным) концом этого электрода и пластинчатым отрицательным (заземленным) электродом, прикрепленным к диэлектрическому корпусу на расстоянии в пределах 10 мм от пластинчатого нижнего положительного электрода.

Одним из основных недостатков устройства-прототипа является отсутствие возможности его применения для подрезания блоков горных пород из узких вертикальных щелей. Другой недостаток, как и у устройства-аналога, заключается в том, что оно неприменимо для непрерывной проходки протяженных подрезных щелей, т.к. предназначено для проходки за одну установку подрезной щели, длина которой близка к ширине линейного бура.

Техническим результатом предложенного решения является то, что устройство позволяет вести подрезание блоков горных пород из узких (не более 100 мм) вертикальных щелей с образованием протяженных подрезных щелей, т.е. таких, длина которых многократно больше ширины самого устройства, причем оно позволяет вести этот процесс непрерывно, без остановок для многократных перестановок устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами, имеющем трубчатый канал для подачи промывочной жидкости в зазор между высоковольтным и заземленным электродами, выполненными в виде параллельных пластин, разделенных изолятором, согласно предложенному решению, высоковольтный и заземленный электроды расположены горизонтально, и сверху к одному из концов верхнего электрода прикреплена труба поворота и перемещения устройства, а в зазоре между электродами размещена надзабойная диэлектрическая трубка, выполненная с промывочными окнами, обращенными в сторону призабойных частей электродов.

Кроме того, труба поворота и перемещения устройства выполнена заземленной, и внутри нее коаксиально размещена высоковольтная труба, отделенная межтрубным изолятором, причем внутренний промывочный канал высоковольтной трубы соединен с внутренней полостью надзабойной диэлектрической трубки, а высоковольтная труба электрически подключена к нижнему электроду.

Кроме того, поперечное сечение надзабойной диэлектрической трубки прямоугольное или эллипсообразное.

Целесообразно промывочные окна надзабойной диэлектрической трубки, расположенные ближе к трубе поворота и перемещения устройства, выполнять меньших размеров, чем удаленные от нее.

Целесообразно также высоковольтный и заземленный электроды снабжать призабойными электродными ребрами, которые обращены в сторону электродов противоположной полярности и равноудалены от них и друг от друга.

Кроме того, целесообразно каждое призабойное электродное ребро выполнять длиной не менее расстояния между наружными поверхностями высоковольтного и заземленного электродов, а над концами призабойных электродных ребер в этих двух электродах сделать выемки арочной или П-образной формы.

Пример конкретного выполнения предложенного устройства проиллюстрирован шестью рисунками. На фиг.1 приведен вид устройства спереди; на фиг.2 представлен его разрез А-А; на фиг.3 показан вид сверху на устройство, помещенное в вертикальную щель, расположенную вдоль одной из стенок подрезаемого блока горной породы, и схема перемещения устройства при его повороте и перемещении в процессе подрезания блока; на фиг.4 это устройство изображено с удлиненными электродными ребрами, а на фиг.5 и фиг.6 приведены его вид сверху и разрез A₁-A₁ (по фиг.4).

Одними из основных элементов устройства (фиг.1 и фиг.2) являются расположенные горизонтально высоковольтный 1 и заземленный 2 электроды, выполненные в виде параллельных пластин, концы которых разделены изолятором 3, причем первый электрод снабжен призабойными электродными ребрами 4, а второй призабойными электродными ребрами 5. Электродные ребра 4 и 5 обращены в сторону электродов противоположной полярности и равноудалены от них и друг от друга, т.е., как показано на фиг.1: S₁=S₂=S₃=18 мм. В зазоре между высоковольтным электродом 1 и заземленным 2 продольно размещена надзабойная диэлектрическая трубка 6 (фиг.1 и фиг.2), выполненная с промывочными окнами 7, обращенными в сторону призабойных частей электродов 1 и 2, причем поперечное сечение надзабойной диэлектрической трубки 6 прямоугольное или эллипсообразное. Сверху (фиг.1) к одному из концов заземленного электрода 2 прикреплена (электросваркой) заземляемая труба поворота и перемещения устройства 8. Внутри нее коаксиально размещена высоковольтная труба 9, отделенная межтрубным изолятором 10 и электрически соединенная с высоковольтным (нижним) электродом 1. Для надежного механического присоединения высоковольтного электрода 1 к высоковольтной трубе 9 в нижний ее конец плотно вставлена пробка 11. Над пробкой 11 в высоковольтной трубе 9 сделано выходное отверстие 12, соединяющее внутренний промывочный канал высоковольтной трубы 9 с внутренней полостью надзабойной диэлектрической трубки 6. Промывочные окна 7 надзабойной диэлектрической трубки 6, расположенные ближе к трубе поворота и перемещения устройства 8, выполнены меньших размеров, чем удаленные от нее, чтобы основная часть промывочной жидкости вытекала не через первые, а равномерно через все промывочные окна. Для предупреждения подклиниваний устройства шламом оно выполнено (фиг.1 и фиг.2) с промывочными отверстиями высоковольтного электрода 13 и промывочными отверстиями заземленного электрода 14. Дополнительно увеличить количество высоковольтных разрядов, внедряющихся в крепкую горную породу, позволяет выполнение всех призабойных электродных ребер удлиненными так, чтобы длина каждого из них была равна расстоянию между наружными поверхностями заземленного и высоковольтного электродов или несколько превышала это расстояние (фиг.4÷6). На этих трех фигурах видно, что концы призабойных электродных ребер 4 высоковольтного электрода 1 проходят под выемками арочной формы 15 заземленного электрода 2, а концы призабойных электродных ребер 5 заземленного электрода 2 под такими же выемками 16 высоковольтного электрода 1 с зазорами в выемках большими, чем S₄, показанное на фиг.4 (S₄ - расстояние между каждой парой соседних призабойных ребер 4 и 5).

Как отмечено выше, на фиг.3 показан вид сверху на устройство (конструктивно оно представлено на фиг.1 и фиг.2), помещенное на забой предварительно пройденной на карьере вертикальной щели 17. С другой стороны подрезаемого блока 18 расположена противоположная вертикальная щель 19.

Работа рассматриваемого устройства осуществляется следующим образом. Предварительно на карьере для добычи блоков горной породы проходят вертикальную щель 17 (фиг.3), например, с помощью электроразрядного резака, подобного приведенному в статье Бажов В.Ф., Журков М.Ю., Лопатин В.В., Муратов В.М. «Электроразрядное резание горных пород», журнал «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых», 2008, №2, с.71, рис.1, б. Предложенное устройство устанавливают на забой вертикальной щели 17. Сверху в высоковольтную трубу 9 подают диэлектрическую промывочную жидкость (дизельное топливо), которая через выходное отверстие 12 (фиг.1) попадает во внутреннюю полость надзабойной диэлектрической трубки 6, а оттуда через промывочные окна 7 (фиг.1 и фиг.2) в пространство между заземленным электродом 2 и высоковольтным электродом 1. Когда уровень промывочной жидкости поднимается выше заземленного электрода 2, на высоковольтную трубу 9 подают импульсы высокого напряжения (не менее 250 кВ), а заземленную трубу поворота и перемещения устройства 8 через фрикционную передачу подключают к механизму поворота и перемещения устройства (эти передача и механизм на фиг.1÷3 не показаны). При подаче импульсов высокого напряжения между разнополярными призабойными электродными ребрами 4 и 5, между электродными ребрами 4 высоковольтного электрода 1 и заземленным электродом 2, между электродными ребрами 5 заземленного электрода 2 и высоковольтным электродом 1 в горной породе развиваются электрические разряды, которые отрывают от массива кусочки горной породы, превращая их в шлам. Образующийся шлам удаляется с забоя подрезной щели промывочной жидкостью, поступающей на забой через промывочные окна 7. Основная его часть покидает призабойную зону (фиг.2) через зазор между надзабойной диэлектрической трубкой 6 и высоковольтным электродом 1. Частично мелкий шлам выносится через промывочные отверстия заземленного электрода 14 и промывочные отверстия высоковольтного электрода 13. Окончательное удаление накопившегося шлама осуществляется с помощью всасывающего насоса (на фиг.1÷6 не показан).

Процесс подрезания на первом этапе выполняют до поворота (фиг.3) горизонтальной (электродной) части устройства по часовой стрелке, т.е. в направлении стрелки F, на 90°. В результате эта часть устройства принимает положение е'б'бе, а первая часть подрезной щели под блоком горной породы 18 имеет вид сверху абб'е'. Затем, на втором этапе подрезания, механизм поворота и перемещения переводят в режим перемещения устройства вдоль вертикальной щели 17, и процесс подрезания идет в направлении стрелки Р с образованием второй части подрезной щели под блоком 18: гвб'е'. Для выполнения третьего этапа: подрезания оставшегося участка адб - устройство помещают в противоположную вертикальную щель 19 и поворачивают по стрелке Z на 90°. При длине подрезной щели аг до 2 м, глубине гв 0,9 м и частоте подачи импульсов высокого напряжения 7,0 имп/с скорость подрезания в граните составляет 0,33 м²/ч, а в песчанике на известковом цементе, при частоте подачи импульсов 8,4 имп/с, скорость подрезания - 1,09 м²/ч.

Как видно из вышеизложенного, предложенное устройство позволяет вести процесс подрезания из узких вертикальных щелей, а длина подрезной щели ограничена в основном лишь длиной вертикальной щели.

Следует отметить, что имеются пути увеличения скорости подрезания блоков горных пород предложенным устройством в несколько раз. Так, в работе (Адам A.M. Исследование и разработка технических средств и технологии электроимпульсного колонкового бурения скважин. Дисс. канд. техн. наук/ Томск, 1968, с.67-70) показано, что при достаточном количестве промывочной жидкости скорость электроимпульсного бурения возрастает пропорционально повышению частоты подачи импульсов до 26 имп/с, т.е. реально увеличение скорости подрезания блоков в граните более 1 м²/ч, а в песчанике более 3 м²/ч только за счет регулирования частоты подачи импульсов высокого напряжения. Упомянутое бурение велось в таком же песчанике, какой использован при испытаниях предложенного устройства; при бурении применялся колонковый электроимпульсный бур (патент на изобретение SU №699836, МПК 5 Е21С 37/18, опубл. 30.10.1993, приоритет от 16.06.1964).

1. Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами, имеющее трубчатый канал для подачи промывочной жидкости в зазор между высоковольтным и заземленным электродами, выполненными в виде параллельных пластин, разделенных изолятором, отличающееся тем, что высоковольтный и заземленный электроды расположены горизонтально, и сверху к одному из концов верхнего электрода прикреплена труба поворота и перемещения устройства, а в зазоре между электродами размещена надзабойная диэлектрическая трубка, выполненная с промывочными окнами, обращенными в сторону призабойных частей электродов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что труба поворота и перемещения выполнена заземленной, и внутри нее коаксиально размещена высоковольтная труба, отделенная межтрубным изолятором, причем внутренний промывочный канал трубы соединен с внутренней полостью надзабойной диэлектрической трубки, а высоковольтная труба электрически подключена к нижнему электроду.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечное сечение надзабойной диэлектрической трубки прямоугольное или эллипсообразное.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что промывочные окна надзабойной диэлектрической трубки, расположенные ближе к трубе поворота и перемещения устройства, выполнены меньших размеров, чем удаленные от нее.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высоковольтный и заземленный электроды снабжены призабойными электродными ребрами, которые обращены в сторону электродов противоположной полярности и равноудалены друг от друга.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждое призабойное электродное ребро выполнено длиною не менее расстояния между наружными поверхностями высоковольтного и заземленного электродов, а над концами призабойных электродных ребер в этих двух электродах сделаны выемки арочной или П-образной формы.

Изобретение относится к области горного и дорожно-строительного машиностроения, а именно к электромагнитным импульсным механизмам, и может быть использовано для разрушения горных пород, отделения шламовых образований в ковшах для разливки металлов, активизации рабочих органов горных машин, вибровозбудителя в вибротранспортных машинах и т.п.

Электроимпульсный погружной бур // 2477370

Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин и проходки стволов с помощью высоковольтных импульсных разрядов, развивающихся непосредственно в горной породе, и может найти применение в горной промышленности для проходки скважин и стволов в крепких горных породах глубиной сотни метров.

Электроимпульсное буровое долото // 2471987

Изобретение относится к техническим средствам для электроимпульсного бурения с обратной внутренней промывкой скважин сплошного бурения или с отбором керна и может найти применение при геологоразведочных работах, в горнодобывающей промышленности, при строительных и других работах, где требуется бурение скважин в крепких горных породах.

Способ контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел // 2471068

Изобретение относится к горноперерабатывающей промышленности, к способам контроля за процессом электроимпульсного разрушения горных пород. .

Электроимпульсный способ резания блоков горных пород // 2468205

Изобретение относится к области резания блоков из природного камня и искусственных материалов. .

Электроимпульсный способ бурения скважин и буровое долото // 2464402

Изобретение относится к области разрушения горных пород высоковольтными электрическими разрядами, развивающимися внутри горной породы, и доразрушения твердосплавными резцами вращающегося бурового долота.

Электроимпульсная буровая установка // 2445430

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для проходки вертикальных и наклонных скважин и стволов. .

Электроимпульсное породоразрушающее устройство // 2441127

Изобретение относится к области горного дела, в частности к техническим средствам со стержневыми электродами для разрушения непосредственно высоковольтными разрядами горных пород и искусственных токонепроводящих материалов при бурении скважин, отверстий и т.п., а также при ремонтно-строительных работах.

Бурильная машина // 2439272

Изобретение относится к буровому оборудованию и может быть использовано в горнорудной промышленности. .

Устройство для подрезания блоков горных пород электрическими разрядами // 2427711

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к добыче горных пород на карьерах и подрезанию керна в стволах и к области производства строительных материалов.

Электроимпульсный буровой снаряд // 2500873

Изобретение относится к области проходки скважин и стволов высоковольтными разрядами в крепких горных породах и может найти применение в горнодобывающей промышленности, а также в строительной отрасли. В снаряде последовательно соединены гидротоковвод (1), колонна бурильных труб (2) и буровой наконечник, включающий в себя корпус (6), высоковольтные и заземленные электроды (7 и 8) и высоковольтный изолятор (9). Внутри колонны бурильных труб (2) коаксиально укреплен осевой токовод (5), на который свободно надета центральная труба (10) с жестко закрепленными на ней зарядным устройством (14) и источником высоковольтных импульсов (15), под которым установлена пружина-амортизатор (12) в свободно надетом на центральную трубу (10) кожухе (13). К нижнему концу центральной трубы (10) прикреплены один или несколько забойных упоров (11), которые выполнены с возможностью продольного перемещения до выхода из бурового наконечника более чем на 1/3 межэлектродного расстояния. Это увеличивает в несколько раз срок безаварийной работы зарядного устройства (14) и источника импульсов высокого напряжения (15). 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Способ электроразрядного разрушения твердых материалов // 2500889

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отраслям промышленности. Способ электроразрядного разрушения твердых материалов включает формирование шпура в твердом материале, размещение в нем картриджа с веществом, предающим ударную волну, и взрываемым проводником, и инициирование разряда взрывающимся проводником. Картриджи изготавливают из пластичного материала с акустической жесткостью, близкой к акустической жесткости разрушаемого материала. Взрывающийся проводник зажат в материал картриджа. В качестве пластичного материала используется полиэтилен или пластилин. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения горных пород и утилизации бетонных и железобетонных блоков и конструкций. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Способ комбинированного лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов // 2516422

Изобретение относится к области гражданского строительства, атомной и нефтегазовой отраслям и может быть использовано в сейсмических районах для бурения отверстий в бетонных зданиях с целью их укрепления стяжками и в опасных отвесных участках горной породы, для бурения тонких диагностических глубоких отверстий в многометровых бетонных стенах могильников с захоронениями радиоактивных веществ, для бурения в стенке скважины локальных боковых отверстий в окружающей породе. Для этого бурение проводят циклически. В каждом цикле бурения забой отверстия подвергают последовательному чередованию тепловых и механических воздействий, а именно в следующей последовательности облучают лазерным излучением, охлаждают хладагентом, механически измельчают на нем слой ослабленного материала и принудительно удаляют шлам из зоны забоя, после чего циклы бурения повторяют до достижения заданной глубины отверстия. Обеспечивается повышение производительности бурения отверстий. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов // 2521260

Изобретение относится к области гражданского строительства, атомной и нефтегазовой отраслям и может быть использовано в сейсмических районах для бурения различных отверстий. Для этого лазерное излучение на забой отверстия доставляют посредством оптического волокна из кварца диаметром 0.2-1 мм. Оптическое волокно размещают без возможности вращения с зазором в трубке по оси внутренней полости инструмента сверления. При этом излучающий торец оптического волокна не доходит до торцевой поверхности резцов ребристой коронки на расстояние h≤do/[2tg(arcsinNA)], где d0 - диаметр полости ребристой коронки, NA - числовая апертура оптического волокна. В кольцевой зазор между поверхностью оптического волокна и внутренней поверхностью трубки подают охранный поток газа в направлении забоя, а забой облучают лазерным пучком с пятном излучения на поверхности забоя, диаметр которого меньше внешнего диаметра ребристой коронки на величину (0.6÷2)Δ, где Δ=(20÷35)/q - толщина термически ослабленного слоя материала (см), q=P(l-R)(l-ρ) - плотность поглощенного материалом лазерного излучения (Вт/см2), Р - плотность мощности падающего лазерного излучения (Вт/см2), R - коэффициент отражения от поверхности материала, ρ - тепловые потери излучением от нагретого материала. Для этого перед облучением торцевую поверхность сверлильного инструмента устанавливают на расстояние L=[D-do-(0.6÷2)Δ]/[2tg(arcsinNA)] от поверхности забоя, где D - внешний диаметр ребристой коронки. Бурение производят циклически. В каждом цикле поверхность забоя облучают в течение времени t=(45000÷130000)/q2 (с), обеспечивающего нагрев поверхности забоя до температур в диапазоне температур плавления и кипения материала. Затем поверхность забоя охлаждают хладагентом в течение 1-15 с с коэффициентом теплообмена 300÷5000 Вт/м2·град., после чего сверлильный инструмент перемещают в направлении забоя до касания торцевыми резцами ребристой коронки поверхности забоя. Прилагая продольные усилия, механически измельчают термически ослабленный материал забоя на глубину Δ с одновременным принудительным удалением шлама из зоны забоя. После чего сверлильный инструмент отодвигают от поверхности забоя на расстояние L. Циклы бурения повторяют до достижения заданной глубины отверстия. Обеспечивается производительность бурения кремнеземсодержащих материалов и получение тонких глубоких отверстий в них. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство лазерно-механического бурения кремнеземсодержащих материалов // 2523901

Изобретение относится к области гражданского строительства, атомной и нефтегазовой отраслям и может быть использовано для бурения различных отверстий. Устройство содержит электродвигатель, редуктор с полым валом, источник лазерного излучения, инструмент для сверления, механизм возвратно-поступательной подачи инструмента сверления, оптическое волокно, газовую систему, резервуар для жидкости, смеситель, систему впрыскивания жидкости в смеситель, систему отсасывания, каналы для охлаждения оптического волокна, для подачи хладагента в зону забоя и для отвода отсасываемых из зоны забоя хладагента и шлама. В смеситель из газовой системы подается поток газа для распыления в нем жидкости с образованием газокапельной смеси, подаваемой в зону забоя. Инструмент для сверления выполнен из последовательности звеньев в виде колонковых труб. Конечное звено инструмента сверления содержит ребристую коронку, оснащенную термостойкими резцами на ее торцевой и боковой поверхностях. Ведомый торец начального звена инструмента сверления соединен с полым валом цилиндрического редуктора, связанного с электродвигателем. Внутри полости цилиндрического редуктора и колонковых звеньев соосно и без возможности вращения расположена трубка, внутри которой с зазором размещено оптическое волокно из кварца. Кольцевой зазор между поверхностью волокна и внутренней поверхностью трубки служит каналом подвода охранного потока газа для охлаждения оптического волокна и защиты его излучающего торца от частиц разрушаемого материала при лазерной и механической обработке поверхности забоя. Кольцевой зазор между внешней поверхностью трубки и внутренней поверхностью колонковых звеньев служит каналом для подачи хладагента в зону забоя. Кольцевой зазор между внешней поверхностью колонковых звеньев и поверхностью отверстия в материале служит каналом отвода отсасываемых из зоны забоя хладагента и шлама. Обеспечивается повышение производительности бурения отверстий. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ электроимпульсного бурения скважин, электроимпульсной буровой наконечник // 2524101

Изобретение относится к области бурения скважин и стволов. Способ бурения твердых тел электрическими импульсными разрядами включает разрушение твердых тел непосредственно высоковольтными импульсными электрическими разрядами в твердых телах между высоковольтным и заземленным электродами электроимпульсного бурового наконечника. В процессе разрушения твердых тел нисходящим потоком электропроводной промывной жидкости образуют газовую полость вокруг призабойного оголенного конца высоковольтного электрода. Электроимпульсный буровой наконечник содержит высоковольтный и заземленный электроды, разделенные изолятором, выполненным с окнами для подачи промывочной жидкости. Высоковольтный электрод выполнен в виде юбки, а центральный заземленный электрод выполнен подпружиненным. Электроимпульсный буровой наконечник снабжен вторым заземленным электродом, выполненным в виде кольца, расположенного выше высоковольтного электрода. Обеспечивается повышение эффективности и экологической безопасности бурения скважин. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Способ разрушения многокомпонентных изделий // 2526947

Изобретение относится к области переработки и утилизации вторичного сырья. Способ разрушения многокомпонентных изделий, состоящих из металлических элементов с прикрепленными к ним изоляционными элементами, включающий создание в них поля механических напряжений, превышающих предел их механической прочности от воздействия мощных ударных волн, источником которых является канал разряда, сформированный в воде между электродами, установленными в корпусе и подключенными к генератору высоковольтных импульсов, отличающийся тем, что для создания поля механических напряжений в изоляционных элементах изделий, превышающих предел их механической прочности, используют разряды с градиентом энергии 0.8-0.9 Дж/мм, которые осуществляют на границе раздела воды и разрушаемых изоляционных элементов. Изобретение позволяет извлекать металлические элементы без повреждений и снизить энергозатраты на процесс разрушения. 1 ил., 1 табл.

Способ плазменно-электромагнитного воздействия на диэлектрический материал // 2537372

Изобретение относится к технологии термической обработки твердых диэлектрических тел, включая их разрушение, в частности тел с низким коэффициентом поглощения электромагнитного излучения (горные породы, строительные материалы и пр.), и может быть использовано в горном деле и строительстве. Способ плазменно-электромагнитного воздействия на диэлектрический материал заключается в том, что создают плазму плазмотроном, формируют из нее плазменный поток и направленно воздействуют им на поверхность материала, отличающийся тем, что плазму создают и формируют из нее плазменный поток плазмотроном с регулируемыми параметрами, при этом дополнительно создают управляемый поток электромагнитных волн с частотой 0,5-5 ГГц и направляют его в место контакта плазменного потока с поверхностью материала, при этом регулировкой параметров плазмотрона и/или управлением потоком электромагнитных волн обеспечивают и поддерживают температуру плазмы в ее скин-слое в месте контакта плазмы с поверхностью материала в диапазоне 3000-5000 К. В результате достигается повышение производительности разрушения твердых диэлектрических тел и расширение области применении. 6 з.п. ф-лы.

Электроимпульсное невращающееся буровое долото // 2580860

Изобретение предназначено для бурения колонковых скважин и скважин без отбора керна с обратной внутренней промывкой в крепких горных породах и может найти применение при геологоразведочных работах, в горнодобывающей промышленности, при строительных работах. Коаксиально расположенные узлы наружной (2, 3) и внутренней (4, 5) коронок разделены высоковольтным изолятором (1). Корпус бурового долота (2) присоединен к колонне бурильных труб (6), а керновый переходник (4) - к высоковольтному тоководу (7). Внутренняя коронка (5) подпружинена пружиной (11) с возможностью опережения наружной коронки (3) не более 1/3 межэлектродного расстояния. Вдоль внутренней поверхности внутренней коронки (5) тангенциально расположены лезвия твердосплавных резцов (16), имеющих форму одностороннего клина, и вдоль наружной поверхности наружной коронки (3) расположены лезвия подобных резцов (17). Внутренние ребра-электроды (14) наружной коронки (3) и наружные ребра-электроды (15) внутренней коронки (5) выполнены с многогранными твердосплавными резцами (18, 19), позволяющими выравнивать забой скважины. Твердосплавные резцы, имеющие форму одностороннего клина (16, 17), предотвращают зависания бурового долота на керне и стенках скважины. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Электроразрядный способ разрушения горных пород // 2613678

Электроразрядный способ разрушения горных пород может быть использован в горном деле и в строительной промышленности для получения блоков крепких горных пород в каменных карьерах, а также плит, бортовых камней, различных каменных строительных элементов. По всем плоскостям откола, в т.ч. по нижней подошвенной поверхности каждого блока образуют протяженные каналы электрического пробоя высоковольтными разрядами с энергией, недостаточной для разрушения горной породы. Для образования каждого канала электрического пробоя горной породы подают не менее пяти высоковольтных импульсов. Призабойные концы стержневых электродов выполняют в виде зубчатых кругов или кругов с заостренными краями. Отрыв горной породы осуществляют путем подачи высоковольтных импульсов с повышенной энергией каждого импульса или известными методами. Изобретение позволяет повысить эффективность способа, улучшить качество поверхностей откола, в т.ч. нижней подошвенной, повысить выход блоков крепких горных пород и других изделий заданной формы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.