Квантово-механічний кавітаційний бур

Винахід стосується геотехніки та може використовується для науково-дослідницьких, геофізичних і геотехнічних робіт. Відомі бури для глибинного проникнення : патент США № 3,115,194 від 24.12.1963р. МКП Е21В 7/14, патент У країни № 32787А від 15.02.2001р. Недоліками відомих бурів є велика енергоємність та наявність радіоактивних матеріалів. Найбільш близькими за технічною суттю до запропонованого буру є бур що описаний в патенті України № 32787А від 15.02.2001р. Відомий бур далі по тексту - пристрій, має: сферичний корпус - оболонку з тугоплавких конструкційних матеріалів, тепловиділяючи елементи теплогенератора, теплові труби, автоматику для керування рухом, контрольні датчики, керуючи датчики, коло керування тепловими трубами, коло керування режимом роботи твелів, пристрій телеметричної передачі даних, пристрій для відбору і аналізу зразків масиву, теплоконтактні елементи, тепловий двигун. Недоліком цього пристрою є велика металоємність, великі енерговитрати та радіоактивність що створює екологічну небезпеку. В основу винаходу - пристрою покладене завдання вдосконалити відомий пристрій, що включає корпус з алмазними або твердоплавними вставками або шарошку, вузол з'єднання з пристроєм штангою або насоснокомпресорною трубою(НКТ), ротор з отворами, трубки Вентурі, п'єзокерамічні вставки, трансформатори електричного струму, концентратори магнітного поля, для перепускання рідини або газу під тиском, які в процесі роботи одночасно діють на матеріал кавітацією, магнітним полем, електронавантаженням від п'єзокераміки, гідроударом від ротора, електро-двигаючою силою ( акустичні коливання в магнітному полі) та іншими вимушеними коливаннями та власними коливаннями рідини та середовища на яке діє пристрій, що забезпечує резонансний режим та знижує енерговитрати буріння. В переважному варіанті виконання пристрій включає корпус, ротор, трубки Вентурі, п'єзокерамічні вставки, концентратори магнітного поля (за рахунок притягування одноіменних полюсів магнітів один до одного). Пристрій працює так : у середині штанги або напорно-компресорної труби під тиском пропускають рідину ( нафту, воду, кислоту, емульсію, тощо ) або газ. Тиск визначається міцністю середовища, тиску повинно бути достатньо для виникнення кавітації. За допомогою обладнання бурмашини штанга або НКТ обертається навколо своєї вісі та опускається на середовище одночасно. Під гідроударною дією вихрового потоку рідини на п'єзокерамічні вставки ( трансформатори ) випромінюється електричний струм, який допомагає почати кавітацію в трубках Вентурі, та прямолінійно з допомогою концентрованого магнітного поля, спрямовує фонотонний потік та кавітаційні міхури на матеріал. Тиск в кавітаційному міхурі менше ніж атмосферний. Цей ефект інтенсивно знижує тиск стовпа рідини на матеріал. Захлопування міхурів супроводжується викиданням мікроструменів з тиском до декількох тисяч атмосфер і температурою в середині міхура біля 1100°С, з вимушеними частотами вібрацій ( коливань ) різного спектру, який завжди може дорівнювати власній частоті коливань рідини та середовища на яке діє пристрій. При цьому середовище руйнується за рахунок розриву зв'язків в матеріалі більш ефективно ланцюговою реакцією випромінювання яке діє на сусідні енергетичні рівні осцеляторів та молекулярних електронів, а бокові стінки забою зміцнюються. Напрямок обертання потоків від вихрового випромінювання протилежний напрямку обертання корпусу пристрою. Ефективно використовується внутрішня енергія взаємодіючих речовин ( рідини, середовища ) завдяки чому досягається ланцюгова реакція виділення зворотньої внутрішньої енергії, що в свою чергу дозволить забезпечити економію часу та енергонасосів працювати більш ефективно.