Термомеханическое бурение, страница 5

Предлагаемая буровая коронка имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

- устранены требования к герметичности теплозащитной части корпуса коронки;

- повышена надежность работы теплозащиты и всего инструмента;

- значительно снижены потери тепла благодаря уменьшению сечения стенок полости, являющихся теплопроводящим элементом коронки.

- при склеивании или спекании теплоизоляторов к стенкам полости гигроскопичные теплоизоляторы становятся герметичными, что препятствует их влагонасыщению, т.е. увеличению их теплопроводности, при нарушении их герметичности.

§3. Пылеулавливающая установка.

Пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин. Рисунок 5.

Установка работает следующим образом.

При бурении устье скважины плотно закрывается кожухом 7. В процессе продувки скважины для удаления разрушенной породы в виде частиц различной фракции по соответствующим трубопроводам буровой штанги 2 наряду с горячим и сжатым воздухом подается вода, которая после охлаждения теплонапряженных элементов огнеструйной горелки и каналов породоразрушающих элементов бурового става, выбрасывается в скважину, где интенсивно испаряется за счет тепла продуктов сгорания топлива. Буровой шлам под действием напора смеси выносится к устью скважины, плотно закрытой кожухом 1. Мелкие фракции породы (тонкодисперсная пыль), не успевшие омочиться водой в скважине, поступают с парогазовой смесью в вытяжные трубы 3, где смачиваются водой из распылителей 4. Уплотненный распылительными каплями воды пылепарогазовый поток поступает в сопла 5, корпус которых выполнен из биметалла, где завихряется, перемещаясь по продольным винтообразным канавкам 6. В результате наблюдается винтообразное движение потока снизу вверх.

        Рисунок5. Пылеулавливающая установка. Взвешенные частицы тонкодисперсных загрязнений пылепарогазового потока центробежной силой отбрасываются к внутренней стенке сопл и попадают в полости винтообразных канавок 6, имеющие профиль в виде "ласточкина хвоста", где под действием возросшего гидравлического сопротивления винтообразных канавок 6 резко уменьшают свою скорость, сталкиваясь с другими частицами, укрупняются, становятся "ядрами конденсации" парогазового потока.

Наличие полости в виде "ласточкина хвоста" у винтообразных канавок предотвращает выпадение скапливаемых частиц тонкодисперсных загрязнений в движущийся пылепарогазовый поток, предотвращая возможность выброса пыли в окружающую термомеханический станок среду.

Температура движущегося пылепарогазового потока внутри сопл 5 значительно превышает температуру воздуха окружающей термомеханический станок среды. Поэтому корпус сопл 5, выполненный из биметалла, постоянно, в процессе работы станков термомеханического бурения и термического расширения скважин, находится под воздействием температурного напора, приводящего к возникновению в биметаллической конструкции корпусов сопл 5 продольных колебаний термовибраций.

В результате наблюдается разрушение образующихся "пробок" в полостях в виде "ласточкина хвоста" винтообразных канавок и осуществляется бесперебойное поступление отделяемых от движущегося пылепарогазового потока загрязнений в кольцевую канавку 7, находящуюся у большого основания сопл 5. Под совместным действием гравитационных сил и термовибрации корпуса сопл 5 загрязнения поступают в приспособление для отвода шлама 8, из которого удаляются в ручную или автоматически.

Оригинальность предлагаемого технического решения состоит в том, что оно обеспечивает высокую эксплуатационную очистку пылепарогазового потока, заключающуюся в устранении выброса мелких фракций породы в атмосферу при термомеханическом бурении и термическом расширении скважин. Конструктивное выполнение винтообразных канавок с профилем в виде "ласточкина хвоста" гарантирует практически без выпадения в движущийся поток накопление твердых частиц загрязнений в полостях криволинейных канавок, а продольные колебания термовибраций биметаллического корпуса сопл, выполненных из биметалла, приводят к беспрепятственному перемещению накапливаемых частиц в кольцевую канавку с последующим сбором их в приспособлении для отвода шлама.