Устройство для проходки скважин в грунте продавливанием

 

w I а, 1йА 1Р10 Яф)й

Оп исАФне

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()785433

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.11.78 (21) 2680054/29-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51 ) М. Кл. з к

Е 02 F 5/18

Гооударотеенный коинтет

СССР (53) УДК 621.643. .2:624.13 (088.8) Опубликовано 07.12.80. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 17.12.80 по делан изобретений н открытнй (72) Авторы изобретения

В. Ф. Турик, Г. А. Кабаев, В. Б. Коков, Л. В. Камбалин, Б. И. Максюков и Н. Е. Хворов

Трест «Востокгидроспецстрой» Министерства строительства предприятий тяжелой индустрии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН В ГРУНТЕ

ПРОДАВЛИВАНИЕМ

Изобретение относится к области устройств для проходки скважин, главным образом горизонтальных, в грунте продавливанием и периодическим воздействием на него взрыва топливной смеси и может быть использовано, в частности, при бестраншейной прокладке трубопроводов.

Известно устройство для образования скважин, содержащее рабочий кольцевой наконечник, в котором имеется открытая в сторону забоя скважины камера сгорания, заполняемая топливной смесью, для воспламенения которой служит встроенная в нее пара электродов, подключенная к источнику тока СВЧ (1) .

В этом устройстве СВЧ разрядник одновременно служит для создания трещин в породе путем ее прогрева, при этом топливная смесь, поступающая на забой, под воздействием электрического разряда детонирует. Действие, оказываемое в этом случае на забой, подобно эффекту от накладного заряда взрывчатого вещества, так как топливная смесь не в состоянии глубоко проникнуть в трещины породы из-за невозможности создания избыточного давления смеси на забое скважины.

Поэтому эффективность проходки скважины оказывается сравнительно невысокой.

Известно также устройство для проходки скважин в грунте продавливанием, включающее механизм подачи, связанный с ним рабочий кольцевой наконечник и расположенную внутри него камеру сгорания, открытую в сторону забоя скважины и сообщенную с магистралями подвода горючего и воздуха (2).

В этом устройстве грунт, поступающий

10 в рабочий кольцевой наконечник разрушается под воздействием взрыва топливной смеси в камере сгорания, которая оказывается закрытой грунтом, в результате чего давление топливной смеси в ней повышает15 ся.

Однако, при работе устройства необходимо создавать значительные продавливающие усилия на рабочий наконечник, так как ослабления и разрушения грунта, находя2о щегося перед ним, под действием взрыва не происходит. Кроме того, для воспламенения образующейся в камере сгорания топливной смеси используются электрозапальные средства, что создает определенные не7854 тяги 3 с механизмом 4 подачи, который мо- 4О

SS удобства и трудности при эксплуатации устройства.

Давление топливной смеси в камере сгорания оказывается часто недостаточным для эффективного протекания детонационного процесса.

Цель изобретения заключается в том, чтобы повысить эффективность проходки скважин.

Цель достигается в результате того, что устройство снабжено размещенным в теле наконечника поршнем, соединенным с механизмом подачи и образующим с наконечником полость, заполняемую сжатым воздухом.

При этом поршень снабжен выступаюшим в камеру сгорания штоком, а наконечник — кольцевым буртом для взаимодействия со штоком при относительном перемещении поршня и наконечника, при этом бурт образует со штоком скользящий клапан для сброса воздуха из полости между наконечником и поршнем в камеру сгорания.

Устройство имеет ресивер, сообщенный с полостью между наконечником и поршнем посредством управляемого клапана.

Благодаря вышеописанному выполнению устройства удается существенно повысить эффективность проходки за счет плотного прижатия наконечника к грунту и герметизации тем самым камеры сгорания, а также повышения в ней давления топливной смеси с помощью поршня, воздействуюшего на находя шийся в HQJlocTH B03+)x, KoTopblH чсрез зазоры между штоком и буртом nepeTcêàåò Е3 камеру сгорания. Мгновенным срабатыванием скользящего клапана воздух из полости сбрасывается в камеру сгорания, вызывая в ней детонацию топливной смеси.

Сущность Hзобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство.

Устройство для проходки скважин имеет рабочий кольцевой наконечник 1 с калибру1ощим ножом 2, связанный посредством жет быть выполнен, в частности, в виде двух поперемен но распираемых в стенки»роходимой скважины пневматических эластичных баллонов 5 и 6 и перемешающих их пневматических цилиндров 7.

Внутри наконечника 1 расположена открытая в сторону забоя скважины камера 8 сгорания. В теле наконечника 1 вокруг камеры 8 сгорания размещена полость 9, заполняемая горючим из магистрали 10, соединенной с заливочной горловиной 11. Посредством трубки 2 полость 9 сообщена с призабойным пространством скважины и камеры 8 сгорания.

В теле наконечника 1 установлен поршень 13, соединенный штангой 14 с пневматическими цилиндрами 7 механизма 4 подачи и образующий с наконечником 1 полость 15, заполняемую сжатым воздухом, 5

25 за з

33

Я который подается из ресивера 16 через управляемый клапан 17.

Поршень 13 имеет выступающий в камере 8 сгорания шток 18, а на внутренней поверхности наконечника 1 выполнен кольцевой бурт 19, взаимодействующий с этим штоком 18 при относительном перемещении поршня 13 и наконечника 1.

Шток 18 и бурт 19 образуют скользящий клапан для сбрасывания воздуха из полости 15 в камеру 8 сгорания, когда бурт 19 минует торец штока 18.

Ресивер 16 заполняется воздухом от компрессора (не показан) через магистраль 20 с клапаном 21. Устройство имеет направляюшую 22 и каналы 23.

Устройство для проходки скважич работает следуюшим образом.

Полость 9 наконечника 1 заполняется через горловину 11 и магистраль 10 горючим. Сжатый воздух по магистрали 20 через клапан 21 подается в ресивер 16. По мере заполнения его давление воздуха возрастает, и он поступает в пневматический эластичный баллон 5, прижимая его к стенке проходимой скважины или к направляющей 22.

Пневмоцилиндры 7 механизма 4 подачи подтягивают наконечник 1 через тягу 3 к поршню 13.

При достижении заданного давления в ресивере 16 срабатывает клапан 17 и воздух поступает в полость 15, из которой часть воздуха истекает через зазоры между штоком 18 и буртом 19 в камеру 8 сгорания и из нее в призабойное пространство скважины, где оно смешивается с горючим, поступающим из трубки 12. Под действием воздуха в полости 15 наконечник 1 движется вперед в сторону забоя, подтягивая через тягу 3 пневматический эластичный баллон 6 и снимая воздух в цилиндрах 7.

После того, как кромка бурта 19 пройдет торец штока 18, сжатый воздух из полости 15 ударно выбрасывается в камеру 8 сгорания, детонируя находящуюся там топливную смесь. Давление взрыва передается на грунт, часть которого сжимается, а часть разрушается и вместе с отработанными газами удаляется из забоя скважины через каналы 23 в наконечнике и далее через кольцевой зазор ножа 2.

При безэкскавационной проходке скважины каналы 23 заглушаются.

После снижения давления воздуха в ресивере 16 давление воздуха в пневматическом эластичном баллоне 5 сбрасывается, а пневматический эластичный баллон 6 наполняется воздухом и распирается в стенки скважины. Цилиндры 7 подают штангу 14 на величину хода наконечника 1.

Далее процесс проходки скважины повторяется в вышеописанной последовательности.

785488 формула изобретегчия

lб

Составитель В.Манаева

Техред А. Бойкас Корректор Г. Назарова

Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Глазова

Заказ 8775/31

1. Устройство для проходки скважины в грунте продавливанием, включающее механизм подачи, связанный с ним рабочий кольцевой наконечник и расположенную внутри него камеру сгорания, открытую в сторону забоя скважины и сообщенную с магистралями подвода горючего и воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности проходки, оно снабжено размещенным в теле наконечника поршнем, соединенным с механизмом подачи и образующими с наконечником полость, заполняемую сжатым воздухом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поршень снабжен выступающим в камеру сгорания штоком, а наконечник— кольцевым буртом для взаимодействия со штоком при относительном перемещении поршня и наконечника, при этом бурт образует со штоком скользящий клапан для сброса воздуха из полости между наконечником и поршнем в камеру сгорания.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес» тем,что оно имеет ресивер, сообщенный с полостью между наконечником и поршнем посредством управляемого клапана.

1О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе!. Авторское свидетельство СССР № 522325, кл. E 21 D 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 414376, кл. E 02 F 5/18, 1971.