Термомеханическое бурение, страница 2

При этом на термические напряжения накладываются механические, способствующие более быстрому разрушению породы. В первом случае тепловой поток создается, как обычно, с помощью газовой или плазменной горелки. Механическое воздействие осуществляют шарошками или фрикционной коронкой.

На подобном принципе работают станки СБП10-250, СБШ-250К. Прирост скорости бурения по сравнению с обычным термическим в породах крепостью /=15-4-16 составляет 30 %. Скорость бурения достигает 32 м/ч. МГИ совместно с институтом Гипромашобогащение разработаны термогидробуры (ТГБ-2), где в качестве теплоносителя используется воздушно-водяная смесь, нагревающая породу в забое скважины до 300 °С. Одновременно с этим осуществляется механическое бурение шарошками. Применение потока твердых частиц, образующих с горячими газами двухфазную среду, также повышает производительность бурения.

Известно устройство для термомеханического бурения скважин включающее буровой орган в виде бурового става с породоразрушающими элементами и огнеструйной горелкой, соединенной с магистралями подачи топлива, воды и воздуха, которая через теплообменник и адсорбер сообщена с нагнетательным патрубком компрессора, и компрессор с приводом и расположенным на входе его всасывающего патрубка фильтром.

Недостатком является энергоемкость процесса бурения, обусловленная повышенным расходом сжатого воздуха при генерации адсорбента и интенсивным его истиранием из-за пропускания через адсорбер всей массы воздуха, поступающего на продувку скважины, а также нерациональным расходом энергии в этот период на привод компрессора.

Технический результат по снижению энергоемкости процесса бурения скважин и повышению эксплутационной надежности адсорбционной осушки сжатого воздуха достигается тем, что устройство для термомеханического бурения скважин, включающее буровой орган в виде бурового става с породоразрушающими элементами и огнеструйной горелкой, соединенной с магистралями подачи топлива, воды и воздуха, которая через теплообменник и адсорбер сообщена с магистральным патрубком компрессора, и компрессор с приводом и расположенным на входе его всасывающего патрубка фильтром, привод компрессора снабжен регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и связан регулятором с выходным патрубком датчика давления воздуха, включающего блок сравнения с подключенным датчиком давления, установленным внутри адсорбера, блок задания и блок нелинейной обратной связи, при этом блок сравнения соединен с входом магнитного усилителя, кроме этого между магистралью подачи воздуха и нагнетательным патрубком компрессора параллельно адсорберу и теплообменнику установлен трубопровод с двумя регулирующими клапанами.

Глава 2.Техника и технология.

§1. Схема устройства для термомеханического бурения скважин

На рисунке (1) дана принципиальная схема устройства для термомеханического бурения скважин.

Устройство включает буровой орган в виде бурового става 1, на конце которого установлены породоразрушающие элементы и огнеструйная горелка 2, к которой присоеденены магистраль 3 для подачи топлива, магистраль 4 для подачи воды, магистраль 5 для подачи воздуха через теплообменник 6 и адсорбер 7 по магистральному патрубку 8 от компрессора 9, связанного посредством всасывающего патрубка 10 с фильтром 11. Привод 12 компрессора 9 снабжен регулятором скорости вращения, например, в виде блока порошковых электромагнитных муфт 13. Внутри адсорбера 7 установлены датчик 14 давления, подключенный к регулятору давления 15, который содержит блок сравнения 16, к которому подключен блок задания 17. Выход блока сравнения 16 соединен с входом электронного усилителя 18, оборудованным блоком 19 нелинейной обратной связи, а выход электронного усилителя 18 соединен с входом магнитного усилителя 20 с выпрямителем на выходе, который подключен к порошковой электромагнитной муфте 13 привода 12 компрессора 9. Кроме этого параллельно теплообменнику 6 и адсорберу 7 между магистралью 5 для подачи сжатого воздуха и магистральным патрубком 8 установлен трубопровод 21 с регулирующими клапанами 22 и 23.