Устройство для улавливания пыли при бурении

ОЮЗ СОВЕТСКИ ОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 80137581(46) 23.02.88. Бюл. (71) Новосибирский и ров железнодорожного (72) Г.Е.Мелиди, В.П галиев, Н.И.Волобуев (53) 622.807.002.54( (56 ) Авторское свиде В 1133390, кл. Е 21Авторское свидете В 1004631, кл. Е 21 нжене нститут итранспорта.Гусев, М.С,Нури В.А,Ботев088.8)тельство СССРС 7/00,льство СССРС 7/00, 1981. 4) УСТ И БУРЕ 7) Изо ЛАВЛИВАНИЯ ПЬ пром-ты давления скальных повьппени ет повиц пылльной име ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОИСТВО ДЛЯ У 1 ЛИ ИИретение относится к горнойм,б. использовано Для по- пыли при бурении скважин в массивах. Цель изобретенияэффективности работы за ппения степени коагуляции чаи путем их биполярной раззарядки. Для этого устр-во тановленные на устье скважины шламоотвод (Ш) 7 с козырьком 8 икоронирующие электроды 5 с чередующейся полярностью и размещенные между разделительными пластинами 4. Выполнен Ш 7 в виде полого усеченногоконуса, а электроды 5 - в виде металлических пластин из диэлектрическогопылевлагоотталкивающего материала сдвухсторонними зубьями, обращеннымик отверстиям, имеющимся в пластинах4, Стенки Ш 7 и козырьки 8 сделаныполыми и имеют нагревательные элементы 9, предотвращающие замерзаниестенок Ш 7. Буровая мелочь крупныхразмеров вытесняется из скважины и,огибая внутреннюю поверхность Ш 7,осаждается на нем. Буровая мелочь,имеющая высокую скорость, ударяетсяо козырек 8 и падает у устья скважины, При трении о стенки скважинымелочь приобретает трибозаряд, и частицы ее коагулируют друг с другоми образуют сплошную массу. 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.Изобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано для подавления пыли при бурениискважин в скальных массивах в различ 5ных отраслях народного хозяйства,Пель изобретения заключается н повышении эффективности работы за счетповышения степени коагуляции частицпыли путем их биполярной раздельнойзарядки.На фиг.1 дано устройство, общийвид, н разрезе; на фиг.2 - узел 1 на. фиг.1.Устройство для улавливания пылипри бурении включает зонт 1, герметизирующий устье скважины, и пылеотводящие патрубки 2, на входе которых установлены жалюзи 31 а на выходе - пакет разделительных пластин 4 и коронирующие электроды 5, размещенныемежду разделительными пластинами 4Внутри зонта 1, вокруг устья скважины б, установлен шпамоотвод 7, представляющий собой полый усеченный конус, с козырьком 8, стенки которыхвыполнены полыми и снабжены нагревательными элементами 9 для предотвращения намерзания породы в зимнеевремя, 30Разделительные пластины 4 выполнены из диэлектрического пыпевлагоотталкинающего материала для предотвращения налипания пыли и имеют отверстия 10 для снижения зажигания коронного разряда. Отверстия 10 выполненырасширяющимися к краям пластины 4 дляисключения их залипания, Коронирующие электроды 5 представляют собойметаллические пластины с двухсторонними зубьями, которые ориентированыв отверстия 10.На выходе патрубков 2 установленыпылесборники 11, а в боковых стенкахпатрубков 2 на уровне крепления пыпе 45сборников 11 имеются щелевые отверстия 12 для выхода воздуха,Устройство работает следующим образом,Включается буровая машина и одновременно включается источник высокогонапряжения с подачей на каждый последующий коронируюищий электрод 5напряжения противоположной полярности. При этом между коронирующимиэлектродами 5 через отверстие 10 впластине 4 возникает биполярный коронный разряд, который иониэируетвоздух с образованием положительно и отрицательно ионизированных факелов,направленных навстречу друг другу.Буровая мелочь крупных размеров(комки грязи при бурении скважины 5в водоносных горизонтах и мелкие камни при сухом бурении) вытесняетсясжатым воздухом иэ скважины 6 и, огибая внутреннюю поверхность шламоотвода 7, теряет скорость и на выходеосаждается за шламоотводом 7, а буровая мелочь, имеющая высокую скорость, ударяется о козырек 8 и, потерян свою кинетическую энергию, падает у устья скважины, причем буровая мелочь, вытесняясь из забоя,при трении о стенки скважины 6 приобретает трибозаряд и, падая у устьяскважины 6, коагулируется и связывается в сплошную массу (в случае обводненной скважины связующим веществом является вода). В зимнее времявключаются нагревательные элементы9, которые предотвращают обмерзаниевнутренних стенок шпамоотвода 7 икозырька 8,Неосевшие частицы пыли и брызгиводы движутся н сторону жалюзи 3,где, соударяясь с их плоскостью,прилипают к ним за счет адгезионныхсил и стекают к земле по внешнимстенкам пылеотводящих патрубков 2.Далее поток с мельчайшими частицамипыли направляется в пылеотводящиепатрубки 2 и попадает н зонубиполярного коронного разряда, где, взаимодействуя с ионами воздуха, частицыпыли заряжаются, причем в зоне положительного факела коронного разрядаони приобретают положительный заряд,а в зоне отрицательного факела - отрицательный. При этом поток частицбуровой мелочи направлен перпендикулярно потоку ионов, смещает их относительно оси отверстий 10 и способствует их перенаправлению по касательной плоскости пластин 4, что предотвращает столкновение и нейтрализа-,цию заряженных частиц буровой мелочи в отверстиях 10 и залипание последних.Скоагулированные в результате зарядки частицы, достигнув пластины 4,скатываются н пылесборник 11 под действием гравитационных сил .1 азноименно заряженные частицы,попадая в пылесборник 11, интенсивнокоагулируют друг с другом, образуя15 Эффективность, 7. Устройство Концентрацияпыли, мг/м на выхо- на выде сква ходеотво 20 патруб- ков 25 Извест 2380 125 94, 7 95,3 99 5 ное 2790 130 12 Предлагаемое2820 17 99,4 конгломераты с развитой изломанной поверхностью, и далее, попадая на землю, скапливаются в общую массу, которая не подвержена ветровой эрозии.Сравнительные характеристики эффективности работы известного и предлагаемого устройств приведены в таблице.Результаты экспериментальной проверки известного и предлагаемого устройств показывают, что эффективность улавливания пыли и предлагаемого устройства на 4,5 Ж вьппе. Формула изобретения 1. Устройство для улавливания пыли при бурении, включающее зонт, герметизирующий устье скважины, и пьлеотводящий патрубок, на выходе которого установлен пакет разделительных пластин, отличающееся тем, что, с целью повьппения эффективности работы за счет повьппения степени коагуляции частиц пыли путем их биполярной раздельной зарядки, оно снабжено установлейным над устьем скважины шламоотводом с козырьком и коронируяцими электродами, имеющими чередующуюся полярность и размещенными между разделительными пластинами, при этом шламоотвод выполнен в виде полого усеченного конуса, а коронирующие электроды - в виде металлических пластин с двухсторонними зубьями, обращенными к отверстиям, выполненным в разделительным пластинах.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что стенки шламоотвода и козырька выполнены полыми и снабжены нагревательными элементами.3. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что разделительные пластины выполнены из диэлектрического пылевлагоотталкивающего материала.