Термомеханическое бурение, страница 6

§4. Термореактивная горелка.

Термореактивная горелка (рис. 6) состоит из трубы 1,в которую входят воздухопровод 9 и топливопровод 8 с завихрителем 3 и форсункой 4 на конце. Для обеспечения горения в жаровой трубе 5 имеются отверстия, через которые подается окислитель. Для формирования газовой струи служит сопло 6. В начале работы горелку устанавливают на разрабатываемую породу стойками ограничителя 7. Для защиты от нагретых газов и выбрасываемой измельченной породы служит направляющий кожух 2. Рабочим органом термического бурения является реактивная горелка, из которой со скоростью 1000 – 1500 м/с вырывается газовая струя с температурой 800 – 1100° С. Под действием быстро изменяющейся температуры горные породы расслаиваются и быстро разрушаются. Продукты разрушения пород выбрасываются из скважины газовым потоком. Для создания газовой реактивной струи высокой температуры требуется бензин (керосин), которого расходуется 70 – 100 г/мин, и окислитель – кислород или воздух (сжатый до 0,6 МПа воздух используется при проходке скважин в мерзлых грунтах). Работа горелки происходит при двух-, пятикратном избытке воздуха по сравнению с необходимым для полного сгорания топлива.

Рисунок 6. Термореактивная горелка

Станок СБО-160/20 (буровой огнеструйный) предназначен для бурения вертикальных скважин диаметром от 160 до 200мм и глубиной до 20 м в очень крепких, кварцесодержащих горных породах.

§5. Станок термического огневого бурения.

Станок выпускается в двух вариантах: с применением кислорода и с применением сжатого воздуха в качестве окислителя.

Конструктивно станок представляет собой самоходный буроной агрегат, состоящий из следующих основных узлов: механизма передвижения гусеничного типа 1 (рис. 9.28), кузова 2, мачты 3, рабочего органа (термобура) 4 со ставом штанг 5, лебедкой подъема 6 и механизмом его вращения 7, гидросистемы, вентиляторной установки 8 для отсоса пара и газа, электрооборудования и системы коммуникаций.

Станок оборудован системой автоматического контроля расстояния рабочего органа до забоя и системой автоматического поддержания заданного соотношения между расходами горючего и окислителя.

Рабочий орган 4 станка подвешен с помощью каната и системы блоков на мачте, которая представляет собой сварную пространственную конструкцию из уголкового проката. Кроме рабочего органа на мачте смонтированы установки для вентиляции кузова 9, а также люнет 10 для направленного перемещения рабочего органа.

С целью удобства транспортировки мачта выполнена из двух частей, соединяемых на карьере сваркой или болтами.

Установка мачты производится двумя телескопическими гидроцилиндрами 11. Масло в гидроцилиндры нагнетается маслонасосной станцией гидросистемы.

Вращение горелки осуществляется от двухдвигательного привода постоянного тока по системе Г—Д. Последнее позволяет плавно и в широких пределах регулировать число оборотов рабочего органа.

Подъем и опускание рабочего органа в процессе бурения осуществляется лебедкой 6, смонтированной на специальной качающейся раме и установленной в машинном отделении кузова. С помощью этой лебедки можно получить три скорости подъема и опускания рабочего органа: рабочую, маневровую и скорость прощупывания. Скорость подачи регулируется от 3,9 до 30 м/ч.

Развиваемое лебедкой максимальное тяговое усилие при подъеме рабочего органа составляет 120кН. Такое сравнительно большое усилие необходимо при выдергивании штанги в случае ее заклинивания.

В процессе бурения рабочий орган должен находиться от забоя скважины на оптимальном расстоянии. Станок оборудован системой автоматического контроля величины этого расстояния. Осуществляется контроль путем периодического опускания рабочего органа до соприкосновения с забоем скважины и подъема его на заданное расстояние с одновременным введением поправок в скорость подачи.

Глава 3.Достоинства и недостатки термомеханического бурения.

Высокая скорость при термомеханическом бурении существенно снижает материальные затраты, исключает при этом использование дорогостоящих алмазных буровых коронок.