Устройство для создания промежутка в скважине

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах, и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при разработке полезных ископаемых открытым способом. Устройство для создания промежутка в скважине содержит опору, выполненную в виде стрежня с прикрепленным гибкой, упругой связью грузом в нижней части, и затвор, шарнирно закрепленный на опоре. К верхней поверхности затвора прикреплен отрезок гибкого материала, длина и ширина которого соизмеримы и превышают диаметр скважины. Затвор выполнен в виде двух одинаковых откидных половин диска, шарнирно прикрепленных на опоре, с максимальным углом отклонения от горизонтального положения 65-70°. Техническим результатом заявляемого устройства является обеспечение повышения эффективности установки устройства в обводненных скважинах, увеличение эффективности срабатывания устройства, расширение области применения устройства. 4 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах, и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при разработке полезных ископаемых открытым способом.

Наиболее близким из известных устройств, выбранное в качестве прототипа, является устройство для создания промежутка в скважине, содержащее опору, выполненную в виде стержня с прикрепленным грузом в нижней части, и затвор, шарнирно закрепленный на опоре, к верхней поверхности которого прикреплен отрезок гибкого материала, длина и ширина которого соизмеримы и превышают диаметр скважины (Патент РФ №166111, МПК F42D 1/08 (2006.01), опубл. 20.11.2016).

Недостатками известного устройства является сложность установки устройства в скважины, в частности, в обводненные скважины, что существенно сужает область его применения, а также, снижает эффективность срабатывания устройства, Данные недостатки объясняются особенностью конструктивного решения, а именно, сплошного откидного диска, который в момент погружения устройства в обводненную скважину, в силу своего недостаточного веса для свободного прохождения водяного столба обводненной скважины и преодоления давления действующее водным столбом на устройство, приводит к трудности продвижения устройства в пространстве ствола скважины и размещения его на требуемой глубине, а также подвешиваемого груза к затвору, который является причиной несвоевременного перетягивание затвора в рабочее положение, приводящее к заклиниванию устройства.

Техническим результатом заявляемого устройства является обеспечение повышения эффективности установки устройства в обводненных скважинах, увеличение эффективности срабатывания устройства, расширение области применения устройства,

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для создания промежутка в скважине, содержащее опору, выполненную в виде стержня с прикрепленным гибкой, упругой связью грузом в нижней части, и затвор, шарнирно закрепленный на опоре, к верхней поверхности которого прикреплен отрезок гибкого материала, длина и ширина которого соизмеримы и превышают диаметр скважины, отличающееся тем, что затвор выполнен в виде двух одинаковых откидных половин диска, шарнирно прикрепленных на опоре, с максимальным углом отклонения от горизонтального положения 65-70° Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - устройство в момент опускания в скважину; на фиг. 3 - устройство, установленное в рабочее положение в скважине; фиг. 4 - вид А (снизу).

Заявляемое устройство для создания промежутка в скважине содержит опору 1, выполненную в виде стрежня с прикрепленным гибкой упругой связью 2 грузом 3 в нижней части, и затвор 4, шарнирно закрепленный на опоре 1, например, шарнирной петлей 5, прикрепленной к двум одинаковым откидным половинам диска 6, к верхней поверхности которых прикреплен отрезок гибкого материала 7, длинна и ширина которого соизмеримы и превышают диаметр скважины, а одинаковые откидные половины диска, шарнирно прикрепленные на опоре, составляют максимальный угол отклонения от горизонтального положения 65-70°.

Заявляемое устройство для создания промежутков в скважине работает следующим образом. После обуривания блока для создания промежутка в донной части скважины, применяется заявляемое устройство, Для этого устройство для создания промежутка в скважине любого типа (сухой, или обводненной) содержащее опору, выполненную в виде стрежня, например, деревянный брус, с прикрепленным гибкой упругой связью (веревкой, или шнуром) грузом в нижней части, для быстрого и эффективного погружения устройства на глубину в скважину, исключая заклинивание в ней, и затвор, выполненный в виде двух одинаковых откидных половин диска, выполненных из древесно-стружечной плиты, к верхней поверхности которых прикреплен отрезок гибкого материала, например, часть отрезка полипропиленового мешка в виде круга, длина и ширина которого соизмеримы и превышают диаметр сечения скважины, шарнирно прикрепленных по центру на опоре (фиг. 1), например, шарнирной петлей, как схематично изображено на фиг.4, удерживая за свободную гибкую связь 8 (веревку, шнур), опускают в скважину параллельно стенкам скважины,

Важно отметить, что указанный признак, а именно, шарнирное крепление двух одинаковых откидных половин диска на опоре, необходим для достижения указанного технического результата, так как обеспечивает повышение эффективности установки устройства в обводненных скважинах и увеличение эффективности срабатывания устройства, путем возможности отклонения двух одинаковых откидных половин диска от горизонтального положения на максимальный угол отклонения α_max, которые в ходе погружения в скважину, тем самым обеспечивают затвору беспрепятственное погружение в скважину на любую глубину и позволяют проходить участки скважины даже при наличии изменений геометрии стенок скважины, вызванные осыпью, обрушением стенок скважины, или сужением скважины, отклоняясь на необходимый для этого угол.

После прохождения воздушного пространства скважины 9, при достижении водного столба 10 две одинаковые откидные половины диска, начинают испытывать на себе давление воды, что приводит к их отклонению от начального горизонтального положения до максимального угла отклонения α_max, тем самым создавая достаточное пространство между затвором и стенками скважины для беспрепятственного прохождения воды через затвор, что позволяет провести дальнейшее погружение устройства до донной части скважины.

Также отметим, что для достижения заявляемого технического результата считается недопустимым смыкание двух одинаковых откидных половин диска, поскольку смыкание исключает дальнейшее размещение взрывчатого вещества на поверхности затвора, именно, для предотвращения смыкания затвор крепиться на опоре, тем самым позволяя двум одинаковым откидным половинам диска отклоняться на максимальный угла отклонения от горизонтального положения в пределах 65-70°, и зависит от характеристики угла раскрытия шарнирной петли и глубины крепления на опоре.

По достижению донной части скважины устройство под действием тяжести прикрепленного груза самопроизвольно фиксируется. В дальнейшем производят заряжание скважины, а именно, опускают боевик 11 на затвор, и производят заряжание скважины взрывчатым веществом 12, равномерно размещая его на поверхности затвора, тем самым воздействуя весом боевика и заряда на две одинаковые откидные половины диска, переводя их в рабочее положение. В процессе заряжания взрывчатое вещество постепенно занимает всю поверхность затвора, также оказывая давление и на прикрепленный отрезок гибкого материала, в ходе чего плотнее прижимает его к стенкам скважины, в свою очередь, перекрывая свободные промежутки между затвором и стенками скважины, создавая эффект уплотнения, что исключает прохождение взрывчатого вещества под затвор.

Совокупность описываемых признаков заявляемого устройства позволяет обеспечить повышение эффективности установки устройства в обводненных скважинах, увеличение эффективности срабатывания устройства, расширяет область применения устройства. В итоге, заявляемое устройство может успешно использоваться как для сухих, так и для обводненных скважин.

Пример применения устройства. Зарядка скважин производилась на участке горных работ №1 филиала АО «УК «Кузбассразрезуголь» «Кедровский угольный разрез» при взрыве горных пород, состоящих из песчаника крепостью f=6 по шкале проф.

Протодьяконова М.М. Блок был забурен буровым станком DM-45 с сеткой скважин 6 м на 6 м, обводненность скважин составляла 10 м; глубина скважин 15 м; диаметр 215.9 мм. Скважины пробурены вертикальные. Заявляемый способ был опробован на 30 скважинах.

Зарядку скважин осуществляли следующим образом. После обуривания блока для создания промежутка в донной части скважины, применялось заявляемое устройство. Для этого в донную часть обводненной скважины на шнуре было опущено заявляемое устройство для создания промежутка в скважине. Затем на затвор заявляемого устройства, выполненный в виде двух одинаковых откидных половин диска, шарнирно прикрепленных на опоре, на детонирующем шнуре опустили шашку ТТ-П850 и произвели зарядку скважины РПГМ-100 в объеме от 350 до 400 кг, согласно проекту, Таким образом было заряжено 30 скважин. Перед взрывом было измерено расстояние от дневной поверхности до верхней части заряда в скважине. Оно за время зарядки всего блока не изменилось, что позволяет утверждать об исключении возможности прохождение взрывчатого вещества под затвор.

После проведения массового взрыва был произведен визуальный осмотр взорванной горной массы на качество дробления горной массы. Отметим, что при визуальном осмотре качество подготовленной горной массы оценено как хорошее.

Проведенные испытания позволяют утверждать достижение заявленного технического результата: обеспечения повышения эффективности установки устройства в обводненных скважинах; увеличение эффективности срабатывания устройства, расширение области применения устройства.

Устройство для создания промежутка в скважине, содержащее опору, выполненную в виде стрежня с прикрепленным гибкой упругой связью грузом в нижней части, и затвор, шарнирно закрепленный на опоре, к верхней поверхности которого прикреплен отрезок гибкого материала, длина и ширина которого соизмеримы и превышают диаметр скважины, отличающееся тем, что затвор выполнен в виде двух одинаковых откидных половин диска, шарнирно прикрепленных на опоре, с максимальным углом отклонения от горизонтального положения 65-70°.