Скважинное устройство для разрыва горных пород

)5 Е ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕН пе- пиОпуалу сть орсти ьев тся, ны,ННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯНЫХ ПОРОДние: разрушение горных поскусственной трещиновато 54) СКВАЖИРАЗРЫВА ГОР57) Испольэоврод, создание и,(2 1) 4942971/03(71) Инженерный центр "Силэн" Бюро Совета Министров СССР по машиностроению (72)А.Б. Ким и В.В. Кудачин(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 1346783, кл. Е 21 С 37/04, 1985.2. Авторское свидетельство СССР М 1446298, кл. Е 21 С 37/04, 1986. Изобретение относится к горному делу, а именно к разрушению горных пород, и может быть использовано во всех отраслях горной промышленности при создании искусственной трещиноватости массива, разрушении дородных блоков, создании трещин, перпендикулярных оси скважин,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности разрушения горных пород одновременно в двух плоско-стях, перпендикулярных и продольных оси скважины.Скважинное устройство для разрыва горных пород; включающее шток с каналом для подвода рабочей жидкости и оппоэитно .размещенные на нем запирающие узлы, каждый иэ которых состоит из пуансонов с внутренними скошенными поверхностями. Ж 1831568 АЗ сти в массиве. Сущность изобретения: ред установкой в скважину пуансоны за рающих узлов ориентируют линия разрыва перпендикулярно друг другу, скают устройство в скважину. По кан штока подают рабочую жидкость в поло между стенками скважины и силовыми и шнями. Под давлением рабочей жидко поршни перемещаются по шейкам клин и воздействуют на их основания. Уплат тельные элементы герметизируют рабоч полость. Далее пуансоны раздвигаю обеспечивая нагрузку на стенки скважи При достижении давлением жидкости и дельной прочности пород стенки скважи разрушаются, 2 э,п. ф-лы,1 ил. подпружиненного клина, прилегающего наклонными гранями к внутренним поверхностям пуансона, и силового поршня, взаимодействующего с основанием клина, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрыва пород, оно снабжено упорной.гайкой, подвижной шайбой, демпферной пружиной, установочной штангой и уплотнительными элементами, запирающие узлы размещены на штоке с возможностью осевого и углового перемещений между упорной гайкой, закрепленной на одном конце штока. и подвижной шайбой, свободно установленной на штоке и подпружиненной посредством демпфирующей пружины относительно установочной штанги, закрепленной на другом конце штока, при этом клинья запирающих узлов выполнены с цилиндрическими хвостовикамсиловые поршни установлены на цилиндрических хвостовиках,.а уплотнительные элементы расположены между торцами силовых поршней и основаниями клиньев. Силовые поршни выполнены в виде конусных дисков, между силовыми поршнями расположена дополнительная пружина.Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен сборочный чертеж с разрезом заявляемой конструкции скважинного разрывного устройства,Скважинное разрывное устройство состоит из штока 1 с осевым каналом, заканчивающимся радиальным отверстием 2, На штоке 1 над и под отверстием 2 надеты с возможностью осевого перемещения и поворота вокруг оси клинья 3 и 4, взаимодействующие с пуансонами 5 и 6, каждый из которых состоит из двух половин, охваченных по периметру пружинами 7 и 8. Витки пружин 7,8 расположены в винтовых канавках пуансонов. Пуансон 5 установлен между айкой 9, размещенной на резьбовой части штока 1 и пружиной 10, расположенной вокруг клина 3 с упором в его кольцевой выступ. Пружина 10 закрыта защитным кожухом 11 из эластичного материала. Пуансон б расположен между шайбой 12 надетой, с возможностью перемещения, на шток 1 и пружиной 13 надетой на клин 4 с упором в его кольцевой выступ. Пружина 13 закрыта кожухом 14 из эластичного материала. Над подвижной шайбой 12 на штоке 1 установлена демпфернэя пружина 15, установочная штанга 16 и гайка 17.На цилиндрическом хвостовике клиньев 3 и 4 установлены силовые поршни 18, 19, с возможностью перемещения вдоль хвостовика клина, Между силовыми поршнями 18, 19 и кольцевыми выступами клиньев 3,4 размещены кольцевые уплотнительные элементы 20, 21 из эластичного материала, Между силовыми поршнями 18, 19 на штоке 1 расположена пружина 22. Нэ клиньях 3, 4 установлены уплотнительные элементы 23, прилегающие к штоку 1.Концы пружины 22 закреплены на хвостовиках клиньев 3 и 4.Клин 3, пуансон 5,-пружина 10, эластичная втулка 11, поршень 18, уплотнительный элемент 20 образуют нижний запирающий узел, а клин 4; пуансон б, пружина 13, эластичная втулка 14, поршень 19, уплотнительный элемент 21 образуют верхний запирающий узел.Внутренние сошенные поверхности пуансонов 5, б прилегают к наклонным поверхностям клиньев 3 и 4 соответственно. Скважинное устройство для разрывагорных пород работает следующим образом,Перед опусканием в скважину для обес 5 печения нагрузки на стенки скважины в двухвзаимно перпендикулярных плоскостях пуансоны 5 и б поворачивают вокруг штока довзаимно перпендикулярного расположениялиний разъема (как изображено на фиг. 1)."0 Устройство опускается в скважину. По каналу штока 1 подается через отверстие 2 рабочая жидкость под давлением в рабочуюполость объем ограниченный стенкамискважины и силовыми поршнями 18, 19),15 Жидкость оказывает давление на силовыепоршни 18, 19 и торцевые поверхностиклиньев 3 и 4, при этом поршни 18, 19 перемещаются по шейкам клиньев 3 и 4 в противоположные стороны и воздействуют на20 уплотнительные элементы 20, 21, которыерасширяются в радиальном направлении,герметизируя тем самым рабочую полость.Аналогично происходит герметизация уплотнительными элементами 23, располо 25 женными между штоком 1 и клиньями 3, 4.Под давлением жидкости клинья 3, 4продолжают перемещаться вдоль штока 1,сжимается пружина 10, 13, эластичные втулки 11, 14 дополнительно герметизируют3 О скважину. Под воздействием клиньев 3, 4пуансоны 5, 6 раздвигаются, при этом.растягиваются пружины 7,8 охватывающие ихи пуансоны 5, 6 с усилием прижимаются кстенкам скважины, Происходит запирание35 скважины,Пуансоны разжимаются в двух взаимноперпендикулярных направлениях, что обес-.печивает равномерную нагрузку на стенкискважины,40 При достижении давления жидкостизначений предельной прочности разрушаемого объекта на растяжение, в стенках скважины появляется трещина, в которуюпроникает рабочая жидкость усиливая тем45 самым давление на обьект.При росте трещин происходит раздвижение верхней и нижней частей разрушаемого объекта, при этом пуансон 5 упираетсяв неподвижную гайку 9, а пуансон 6 вместе50 с клином 4 перемещается вдоль штока 1,перемещает шайбу 12, сжимает пружину 15,При завершении отделения пластовдруг от друга прекращается подача рабочейжидкости. Давление в рабочем объеме меж 55 ду поршнями падает, под воздействием пружин 10, 11, 22 клинья перемещаются вдольштока к отверстию 2, пуансоны 5, 6 сжимаются, Устройство извлекается из скважины.Для разрушения горного массива одновременно в горизонтальном и вертикальном на1831568 Составитель А,КимТехред М.Моргентал Корре Лисина едакт Заказ 2544 Тираж ВНИИПИ Государственного коми 113035, МоскПодписноеа по изобретениями открытиям при ГКНТ СЖ, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 правлениях пуансоны устанавливаются водной плоскости по линиям разъема. Гидроразрывное устройство опускается в скважину. Под давлением рабочей жидкости пуансоны 5, б разжимаются в одном и том же направлении, разрывая породу одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях,Устройство может работать от любого высоконапорного гидравлического устройства.Конструкция заявляемого гидроразрывного устройства по сравнению с прототипом позволяет сократить прямые затраты на его изготовление вследствие упрощения конструкции. Образование поперечных трещин с помощью данного устройства позволяет увеличить производительность при малых энергозатратах,При добыче блочного камня с помощью предлагаемого устройства в 10 раэ улучшается его качество.Конструкция заявляемого устройства обеспечивает воэможность проведения работ в 2-х режимах.Формула из обре те ни я 1. Скважинное устройство для разрыва горных пород, включающее шток сканалом для подвода рабочей жидкости и оппоэитно размещенные на нем запирающие узлы, каждый иэ которых состоит из пуансонов с евнутренними скошенными поверхностями, подпружиненного клина, прилегающего наклонными гранями к внутренним поверхностям пуансонов, и силового поршня, 5 взаимодействующего с основанием клина,о тл и ч а ю ще ес я тем, что, с целью повышения эффективности разрыва пород, оно снабжено упорной гайкой, подвижной шайбой, демпферной пружиной, установоч ной штангой и уплотнительными элементами, запирающие узлы размещены на штоке с возможностью осевого и углового перемещений между упорной гайкой, закрепленной на одном конце штока, и подвижной 15 шайбой. свободно установленной на штокеи подпружиненнЬй посредством демпфирующей пружины относительно установочной штанги, закрепленной на другом конце штока, при этом клинья запирающих узлов вы полнены с цилиндрическими хвостовиками,силовые поршни установлены на цилиндрических хвостовиках, а уплотнительные элементы расположены между торцами силовых поршней и основаниями клиньев.25 2 Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что силовые поршни выполнены в виде дисков.З,Устройствопоп. 1,отлича ющеес я тем, что оно снабжено дополнительной 30 пружиной, расположенной на штоке междусиловыми поршнями.