Термомеханическое буровое устройство

(23) Приоритет ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Специальное конструкторское бюро самоходного горногооборудования Министерства тяжелого и транспортногомашиностроения(54) ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение касается термомеханического бурового устройства, которое может быть использовано для проходки скважин в крепких горных породах с последующим их расширением огпеструйной горелкой.Известно термомеханическое буровое устройство, представ 1 ццошее собой комбинацйо пневматического ударного механизма и огнеструйной горелки, камера сгорания которой имеет сопловое отверстие для истечения продуктов сгорания в направлении забоя скважины. При этом пневмоударник и камера сгорания горелки сообщены с воздухонодводяшими магистралями так, что могут избирательным образом включаться в работу с помощью воздухораспределительного механизма, который обеспечивает подачу воздуха либо в пневмоударник, либо в горелку в зависимости от выбранной технологии, согласно которой проводка скважины в крепких породах осушг.ствляется при помощи пневмоударного механизма, в мягких породах - огнеструйной горелкой 1,2Наличие воздухораспределительногомеханизма усложняет конструкцию устройства и его эксплуатацию, так как устройство во время работы испытываетзначительные динамические воздействия, 5отрицательно влияющие на функционирование воздухораспределительного механизма, а также на систему подачи горючего в горелку.Наиболее близким техническим решетонием к предложенному является термомеханическое буровое устройство, включающее механический породоразрушакецийинструмент для бурения скважины, сообщаемый с воздухоподводящей магистралью, 15расположенную соосно инструменту камеру сгорания с боковым сопловым отверстием для расширения скважины обратным ходом, соединенную с магистралями подвода горючего и воздуха, иприспособление для перевода работы устройства из режима механического буреттия в режим термического расширения2.440 20 3 73В этом устройстве указанное приспособление основано на принципе регулирования подачи воздуха либо в камеру сгорания, либо в инструменти осуществляется при помощи клапанов, один из которых установлен на воздухоподводящей магистрали, соединенной с камерой сгорания горелки, а другой - на воздухоподводящей магистрали соединенной с инструментом,Оснащение устройства клапанами, как и в первом случае, значительно усложняет его конструкцию и приводит к заметному снижению его эксплуатационной надежности в связи с тем, что при нахождещи в скважине при работе устройство цодвержено сильным вибрациям и воздействко высоких температур.Цель изобретения - упростить конструкцию устройства, а также повысить его эксплуатационную надежность.Это достигается тем,что приспособление для перевода работы устройства из режима механического бурения в режим термического расширения выполнено в виде заглушки из выгораемого или легкоплавкого материала, установленной в боковом сопловом отверстии камеры сгорания.На чертеже показано предложенное термомеханическое буровое устройство.Устройство содержит распределительную головку 1 с магистралью 2 для подвода воздуха или другого окислителя, на пример, кислорода, и магистралью 3 для подвода горючего в камеру 4 сгораниякоторая оснащена форсункой 5 для распыления горючего, расположенной на выходе из магистрали 3, и свечой 6 зажигания для воспламенения образующейся топлив - ной смеси.. Камера 4 сгорания размещена в корпусе 7 и имеет боковое сопловое отверстие 8 для истечения образующихся продуктов сгорания в направлении стенки скважины. В этом соцловом отверстии 8 устанавливается заглушка 9 из выгораемого или легкоплавкого материала которая служит в качестве приспособления для перевода работы устройства из режима бурения в режим расширекщ.В камере 4 сгорания выполнены пазы 10, 11 и каналы 12, 13 для прохода воздуха. Камера 4 сгорания поджимается через дроссельную шайбу 14 переходником 15, к которому крепится механический породоразрушаюший инструмент 16, имеющий канал 17 для сброса воздуха, поступающего через отвер 9стие 18 в дроссельной шайбе 14 иидущего на продувку в скважину. Крометого, в стенке камеры 4 сгорания имеются отверстия 19 для прохода воздуха,Устройство работает следующим образом.В сопловое отверстие 8 камеры 4сгорания вставляется заглушка 9 извыгораемого или легкоплавкого материала,после чего устройство устанавливаетсяв рабочее положения и инструментом 16производится бурение скважины, Приэтом воздух поступает из магистрали 2в пазы 1 О, далее в каналы 12, отверстие18 дроссельной шайбы 14 и сбрасываетсяна продувку через канал 17 инструмента 16 Часть воздуха через отверстие 19поступает в камеру 4 сгорания, заполняя ее пространство.По окончании бурения скважины вкамеру 4 сгорания подается горючее спомощью форсунки 5. Образующаяся топливная смесь воспламеняется свечой 6зажигания. Заглушка 9 сравнительнобыстро выгорает и на стенки скважиныначинает воздействовать высокотемпературная газовая струя продуктов сгорания,истекающая иэ соплового отверстия 8.Для расширения скважины устройство перемешают снизу вверх с требуемой скоростью.Пылеподавление в режиме бурения и врежиме расширения скважины можетосуществляться водой, которую подаютв затрубное пространство скважины вышесопла камеры 4 сгорания горелки, илипри помощи установки известной конструкции сухого пылеулавливания, располагаемой на устье скважины.Отсутствие сброса воды при расширении скважины в пространство ниже истечения высокотемпературной газовой струиспособствует более эффективному расширению скважины,Предлагаемое устройство имеет болеепростую конструкцию и обладает болеевысокой степенью надежности при эксплуатации в условиях вибраций и высокойтемпературы. Кроме того, при использовании описанного устройства сокращается время вспомогательных операцийпри переходе от процесса бурения скважины к процессу ее расширения. Формула изобретения Термомеханическое буровое устрой -ство, включающее механический породо -7 ЗМ 09 6тацнонной надежности, указанное приспособление выполнено в виде заглушки с- из выгораемого или легкоплавкого материала, установленной в боковом сопловом отверстии камеры сгорания. разрушающий инструмент для буренияскважины, сообщаемый с воздухоподводяшей магистралью, расположенную сооно инструменту камеру сгорания с боковым сопловым отверстием для расширения скважины обратным ходом, соединенную с магистралями подвода горючего и воздуха, и приспособление дляперевода работы устройства из режимамеханического бурения в режим термического расширения, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью упрощенияего конструкции и повышения эксплуаИсточники информации,принятые во вниманиь прн экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР% 208603, кл, Е 21 С 21/00, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР М 256696, кл. 21 С 21/00, 1968