Устройство для создания пульсирующего потока жидкости, нагнетаемой в пласт

(5 ОПИС ЕТЕ В АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторско-технологическое, бюро Института геотехническоймеханики АН УССР(56) Оборудованиеи приборы для комплексного обеспыливания угольных шахт, разрезов и обогатительных Фабрик,Каталог-справочник, М,: ЦНИЭИуголь1975, с. 18, 19,Авторское свидетельство СССРМ 945473, кл, Е 21 Г 5/00, 1980.Авторское свидетельство СССРМ 1191626, кл.В 21 В 9 / 0,6 1972.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ПОТОКА ЖИДКОСТИ, НАГНЕТАЕМОЙ В ПЛАСТ(57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для воздействия пульсирующим потоком жидкости на массив угля или пород. Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение стабильности параметров импульсов колебаний жидкости в скважине. Устройство содержит насосную станцию 1, водоподающий 2 и воздухоподающий 3 трубопроводы, пульсатор и герметизатор 4 скважины. Пульсатор состоит из корпуса, разделенного диафрагмой 7 на проточную 16 и управляющую 10 полости, диафрагма взаимодействует с жесткой пластиной 8, толкателем и запорным элементом 9, который расположен в проточной полости с возможноСтью перекрытия входного канала корпуса,соединенного с водо- подающим трубопроводом. В корпусе также имеется выходное отверстие, которое соединено с герметизатором, Управляющая ка1751358 го взаимодействует с жестким центром диафрагмы, Выходы пневмораспределителей соединены с воздухоподающим трубопроводом. Устройство обеспечивает возможность управления процессом нагнетания жидкости в пласт. 2 ил. мера соединена с выходом пневмораспределителя 12 с пневматическим управлением. управляющая, камера которого соединена через дроссель с обратным кла паном с выходом пневмораспределителя 11 с механическим управлением, шток котороИзобретение относится к горному делу стей и снабжен запорным элементом, рази может быть использовано длявоздейст- мещенным в проточной полости с возможвия пульсирующим потоком жидкости на ностью взаимодействия со штоком и массив угля или пород с цельюнарушения перекрытия входного канала, при этом устего сплошности, ослабления, снятия внут ройство снабжено системой управления, реннего напряжения, повышения эффек- имеющей два трехлинейных пневмораспретивности дегазации и увлажнения;: делителя с механическим и пневматичепредотвращения внезапных выбросов и ским управлением и пневмодроссель с горных ударов обратным клапаном, причем толкательИзвестны устройства, например, гидро пневмораспределителя с механическим упзатворй типа ГАС, йредназначенные для равлением связан с жесткой пластиной, а герметйзации скважин при нагнетании жид- его выход соединен через пневмодроссель кости в пласт. Гидрозатвор состоит из рези- с управляющим входом пневмораспределиновото упругорасширяющего рукава, теля с пневматическим управлением; выход ниппелей и подпружиненного устройства, 15 которого сообщен с управляющей полостью выполненногов вйде клапана с подпружи- пульсатора, при этом входы обоих пневмоненным уплотненным штоком. При выпал- распределителей сообщены с воздухоподанении противовыбросного мероприятия, ющим трубопроводом,нагнетания жидкости в пласт с использова- Известен пульсатор, содеркащий корнием ГАС не достигается равномерность 20 пус с нагрузочным клапаном, выполненным пропитки угля вследствие наличия в нем в виде поршня, имеютего шток с закреппрочных включений ленным на нем запорным элементом и устаИзвестно устройство, которое состоит новленного в корпусе с образованием из насосной станции, герметизатора; уста- управляющей полости, связанной с систенавливаемого в скважине, водоподающего 25 мой управления, и подпружиненный толка- и воздухоподающего трубопроводов, пуль-тель, установленный в корпусе с сатора.:,:"; возможностью взаимодействия, с запорОднакодчнноеустройствонеобеспечи- ным элементом нагрузочного клапана и с вает оперативное изменение параметров образованием проточной полости, непосимпульсов, частоты и амплитуды, при его 30 редственно связанной.с исполнительным работе в производственных. условиях, что органом и напорной магистралью и через снижает интенсивность нагнетания жидко- нагрузочный клапан с атмосферой, и пости в пласт; снижает технологические воз- лость управления, причем напорная магистможности устройства. раль связана с управляющей полостьюЦелью изобретения является повыше толкателя через регулируемый дроссель и ние стабильности параметров колебаний обратный клапан.жидкости вскважине и расширение техно- Прямое использование этого устройстлогических возможностей устройства. ване обеспечивает стабильность параметПоставленнаяцельдостигаетсятем,что ров импульсов колебаний жидкости в в устройстве, содержащем насосную стан "скважине ввиду невозможности соединецию, водоподающий и воздухоподающий ния водоподающеготрубопроводасатмострубопроводыгерметизатор скважины и ферой, так как слив жидкости на почву пульсатор, входной канал которого сообщен выработки не только значительно ухудшает с водоподающим трубопроводом, а выход- условия работы и безопасности для рабоной - с герметизатором. 45 чих, но и приводит к ухудшению экономичеКорпус пульсатора разделен посредст- ских показателей, непроизводительному вом диафрагмы, имеющей в центральнОй расходу нагнетаемой под давлением жидко- части жесткую пластину со штоком, с обра- сти. Система управления пульсатором, резованием проточной и управляющей поло- шаемая в гидравлической части, ввидутого,что в качестве нагнетаемой жидкости используется весьма агрессивная и абразив, ная шахтная вода, не позволяет обеспечитьэффективное использование и расширениетехнологических параметров при оперативном изменении их, что также снижает интенсивность нагнетания жидкости в пласт,На фиг.1 изображено устройство для создания пульсирующего потокажидкости,нагнетаемой в пласт; на фиг,2 - пульсатор с.системой управления.Устройство включает насосную станцию 1, водоподающий 2 и воздухоподающий 3 трубопроводы, герметизатор 4,устанавливаемый в скважине, и пульсатор5, вход которого соединен с водоподающим2 трубопроводом от насосной станции 1, авыход соединен с герметизатором 4. Пульсатор содержит корпус б с нагрузочным клапаном, выполненным в виде диафрагмы 7,жесткую пластину со штоком 8, взаимодействующую с запорным элементом, выполненным, например, в виде шарика 9. Корпус6 и диафрагма 7 образуют управляющуюполость 10, связанную с системой управления, состоящую иэ двух трехлинейных пневмораспределителей с механическимуправлением 11, с пневматическим управлением 12, а также пневмодросселя с обратным клапаном 13, Эти элементызакреплены на корпусе 6 и соединены между собой,Выход пневмодросселя с механическимуправлением 11 соединен с входом пневмодросселя с обратным. клапаном 13, выходкоторого с управляющей камерой пневмораспределйтеля -с пневматическим управлением 12, выход последнего соединен суправляющей полостью 10. Выход пневмораспределителя соединен с воздухоподающим трубопроводом 3.Толкатель пневмораспределителя 11связан с жесткой пластиной со штоком 8. Вкорпусе б имеется входной канал 14, соединенный с водоподэющим трубопроводом 2,и выходной канал 15, соединенный с герметизатором 4, между ними образована проточная полость 16;" в которой установлензапорный элемент в виде шарика 9 с возможностью перекрытия входного канала 14.Направляющей для шарика 9 служит пружина 17, поджимающая через втулку 18 уплотнения 19.,Водоподающий трубопроводсоединен с насосной станцией 1,Устройство работает следующим обра-зом.Включают насосную станцию 1 и жидкость. по водоподающему трубопроводу 2поступает к входному каналу 14 пульсатора 5, 50 55 При отсутствии усилия на диафрагме 7 жидкость перетекает из входного канала 14 через проточную полость 16 в выходной канал 15, Под действием усилия, возникающего на штоке жесткой пластины 8 от перепада давления в проточной 16 и управляющей 10 полостях, шарик 9 вместе с жесткой пластинкой со штоком 8 и диафрагмой 7 сдвигается вправо, обеспечивая наибольший расход жидкости из входного канал 14 через проточную полость 16 и выходной канал 15 в герметизатор 4 и далее в скважину.После подключения пульсатора 5 к воздухоподающему трубопроводу .3 сжатый воздух поступает на входы трехлинейных пневмораспределителей 11 и 12, При этом через пневмораспределитель 12 сжатый воздух поступает в управляющую полость 10, и под воздействием давления на диафрагму 7 переместит жесткую пластину со 1 штоком 8 и шарик 9 влево и последний перекроет входной канал 14. Одновременно жесткая пластина со штоком З.нажмет нэ толкатель пневмораспределителя 11, при этом вход его соединится с выходом и через пневмодроссель с обратным клапаном 13,15 сжатый воздух поступит в управляющую камеру пневмораспределителя 12, под действием управляющего сигнала выход пневмораспределйтеля 12 соединится с атмосферой и сжатый воздух из управляющей полости 16 выйдет в атмосферу.Усилие от давления жидкости перемещает шарик 9, жесткую пластину со штоком 8 и диафрагму 7 вправо, вследствие чего 20 точную полость 16 и выходной канал 15 поступает на вход герметизатора 4. Одновременно жесткая пластина со штоком 8 отходит от толкателя пневмораспредели 30 35 теля 11, при этом управляющая камера пневмораспределителя 12 через пневмодроссель с обратным клапаном 13 и вход пневмораспределителя 11 соединяется с атмосферой. После снятия сигнала управления сжатый воздух через пневмораспределитель 12 поступает в управляющую полость 10 и цикл повторяется,Длительность цикла регулируется и невмодросселем с обратным клапаном 13. Подачапульсирующего потока жидко 40 сти через скважину в пласт улучшает раскрытие трещин в угле, способствует удалению из трещин мелких частиц угля и газа, а изменение частоты и амплитуды45 пульсаций интенсифицирует этот процесс. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает возможность управления процессом нагнетания жидкости в пласт, опеоативно изменять частоту 25 жидкость из входного. канала 14 через и ро1751358 СоставительРедактор Н.Горват техред М,Моргентал ктор М.Демчи каз 2672 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,пульсаций и амплитуду, а при определенных параметрах (ноухау) создавать гидродинамическое воздействие,на столб жидкости в скважине.Формула изобретения 5 Устройстводля создания пульсирующего потока жидкости, нагнетаемой в пласт, включающее насосную станцию, водоподающий и воэдухоподающий трубопроводы, герметизатор скважины и пульсатор, вход ной канал которого соединен с водоподающим трубопроводом, а выходной - с герметизатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения стабильности параметров колебаний жидкости в скважине и 15 расширения технологических возможностей устройства, корпус пульсатора разде-. лен с помощью диафрагмы, имеющей в центральной части жесткую пластину со20 штоком с образованием проточной и управляющей полостей, и снабжен запорным элементом, размещенным в проточной полости с возможностью взаимодействия со штоком и перекрытия входного канала, при этом устройство снабжено системой управления, имеющей два трехлинейных пневмораспределителя с механическим и пневматическим управлением и пневмодроссель с обратным клапаном, причем толкатель пневмораспределителя с механическим управлением связан с жесткой пластиной, а его выход соединен через пневмодроссель с управляющим входом пневмораспределителя с пневматическим управлением, выход которого сообщен с управляющей полостью пульсатора, при этом входы обоих пневмораспределителей сообщены с воздухоподающим трубопроводом,