Пристрій для підвищення проникності гірських порід на місці залягання

1. Пристрій для підвищення проникності гірських порід на місці залягання, який включає хвильову установку, що складається з генератора хвиль, випромінювача, рідинного хвилеводу і свердловинного відбивача, який відрізняється тим, що випромінювач виконаний у вигляді зрізаних конусів з урахуванням умов хвильового узгодження, герметично сполучених між собою своїми основами, і приєднаний меншим конусом до генератора хвиль, розташованого зверху з можливістю поворотно-поступального хвильового зсуву у напрямку вектора швидкості хвильового руху, при цьому як генератор хвиль використовують генератор хвильових імпульсів. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що переріз свердловинного хвильового відбивача виконаний таким, що зменшується по експоненті уздовж осі свердловини. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що переріз випромінювача виконаний таким, що зменшується уздовж рідинного хвилеводу по наступній залежності: Fио  ( и аи Fи  ж аж Fж ) / ио аио , де Fио - нульовий переріз випромінювача; Корисна модель належить до гірської справи і може бути використана для видобутку корисних копалин через свердловини. Важливим моментом при видобутку корисних копалин є проникність гірських порід, яка визначає ефективність технологій видобутку корисних копалин, що вживаються. Залежно від виду гірської породи процес підвищення проникності істотно впливає на продуктивність видобутку корисних копалин, енергоємність і на знос устаткування, що вживають при їх здобичі. Відомий пристрій для підвищення проникності гірських порід на місці залягання, що включає хвильову установку, що складається з генератора хвиль, випромінювача, рідинного хвилеводу і відбивача свердловини. При цьому хвильовий відбивач сполучений з генератором силових хвиль і випромінювачем за допомогою рідинного хвилеводу, яким служить свердловина, заповнена технологічним розчином. Недоліком відомого пристрою є те, що він не забезпечує достатню проникність гірських порід, а також має високі енерговитрати і невеликий ресурс роботи. У основу корисної моделі поставлена задача створення такого пристрою для підвищення проникності гірських порід на місці залягання, в якому шляхом удосконалення конструкції досягається  ио - густина матеріалу випромінювача в нульо вому перерізі; аио - швидкість хвилі в матеріалі випромінювача в нульовому перерізі; u - густина матеріалу випромінювача в поточно му перерізі; аи швидкість хвилі в матеріалі випромінювача в поточному перерізі; - густина рідини хвилеводу; a ж - швидкість хвилі в рідинному хвилеводі; Fж - приведений переріз рідинного хвилеводу по (19) UA (11) довжині випромінювача. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що свердловинний хвильовий відбивач має висоту, не меншу 1/4 довжини хвилі. 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що випромінювач містить конічний узгоджувач, розташований по його центру. (13) ж U - поточний переріз випромінювача; 54987 Fи 3 підвищення ефективності роботи пристрою при зниженні енерговитрат і збільшенні ресурсу роботи пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пристрої для підвищення проникності гірських порід на місці залягання, що включає хвильову установку, що складається з генератора хвиль, випромінювача, рідинного хвилеводу і свердловинного відбивача, згідно корисної моделі, випромінювач виконаний у вигляді зрізаних конусів з урахуванням умов хвильового узгодження, герметично сполучених між собою своїми основами, і приєднаний меншою основою до генератора хвиль, розташованого зверху з можливістю поворотно-поступального хвильового зсуву у напрямку вектора швидкості хвильового руху, при цьому як генератор хвиль використовують генератор хвильових імпульсів. Крім того, переріз свердловинного хвильового відбивача виконано таким, що зменшуючимся по експоненті уздовж осі свердловини. Доцільно, коли перетин випромінювача виконано зменшується уздовж рідинного хвилеводу по наступній залежності: Fио  (иаиFи   ж а жFж ) / ио аио , де Fио - нульовий переріз випромінювача; ио - густина матеріалу випромінювача в нульовому перерізі; а ио - швидкість хвилі в матеріалі випромінювача в нульовому перерізі;  u - густина матеріалу випромінювача в поточному перерізі; а и - швидкість хвилі в матеріалі випромінювача в поточному перерізі; Fи - поточний переріз випромінювача; Pж - густина рідини хвилеводу; a ж - швидкість хвилі в рідинному хвилеводі; Fж - приведений переріз рідинного хвилеводу по довжині випромінювача. Крім того, хвильовий відбивач свердловини має висоту не менше 1/4 довжини хвилі. Переважно, коли випромінювач містить конічний узгоджувач, розташований по його центру. Використовування як генератора хвиль генератора хвильових імпульсів дозволяє генерувати хвилі заданої структури і значно знизити енерговитрати за рахунок зменшення втрат хвильової енергії, а також підвищити ресурс роботи пристрою в цілому. При цьому завдяки тому, що генератор розташований зверху і встановлений з можливістю поворотно-поступального хвильового зсуву у напрямі вектора швидкості хвильового руху, відбувається зсув у напрямку забою стовпа води, якому надається задана кількість руху без втрати енергії хвилі. Виконання випромінювача у вигляді зрізаних конусів, герметично сполучених між собою своїми основами, забезпечує оптимальну концентрацію і передачу хвиль уздовж хвилеводу, завдяки чому зменшується втрата енергія хвилі. 54987 4 При цьому в центральній частині випромінювача встановлюють конічний узгоджувач, який забезпечує оптимальну передачу хвилі від генератора хвильових імпульсів в рідинний хвилевід, у результаті чого знижуються втрати хвильової енергії в самому випромінювачі. Завдяки тому, що переріз хвильового відбивача свердловини виконано таким, що зменшується по експоненті уздовж осі свердловини, забезпечується хвильове узгодження між хвилею, що генерується, і гірською породою, внаслідок чого досягається максимальна передача енергії хвилі в розущільнюваний пласт. При цьому переріз випромінювача виконують змінним і таким, що зменшується уздовж хвилеводу по певній залежності, що забезпечує хвильове узгодження хвилеводу і більш ефективну роботу пристрою. Крім того, виконання свердловинного відбивача по висоті не менше 1/4 довжини хвилі забезпечує більш повне відбиття енергії хвилі в розущільнювані гірські породи навколо свердловини. Суть корисної моделі пояснюється на кресленнях, де на Фіг.1 представлена загальна компонувальна схема пристрою для підвищення проникності гірських порід на місці залягання; на Фіг.2 генератор хвильових імпульсів з випромінювачами. Пристрій для підвищення проникності гірських порід на місці залягання може бути змонтовано на підйомно-опускному механізмі, наприклад, на екскаваторі, автокрані або іншому. Пристрій для підвищення проникності гірських порід на місці залягання включає хвильову установку, що складається з генератора хвильових імпульсів 1, випромінювача 2, виконаного у вигляді зрізаних конусів 3 і 4, герметично сполучених між собою своїми основами і виконаних з урахуванням умови хвильового узгодження. Випромінювач 2 містить конічний узгоджувач 5, розташований по центру випромінювача 2. При цьому конус 3 випромінювача 2 приєднаний меншою основою до генератора хвильових імпульсів 1, розташованого зверху з можливістю поворотно-поступального хвильового зсуву у напрямку вектора швидкості хвильового руху. До нижньої частини конуса 4 випромінювача 2 прикріплена рухома опора 6, верхня частина якої виконана у вигляді сфери для забезпечення співвісності при монтажі пристрою на свердловину. До патрубка рухомої опори 6 прикріплений приєднувальний патрубок 7, сполучений з напірною магістраллю 8 для подачі під тиском технологічної рідини в свердловину. В свердловині розташований хвильовий відбивач свердловини 9 конічної форми з вістрям у верхній частині і сполучений з генератором хвиль 1 і випромінювачем 2 за допомогою рідинного хвилеводу 10, утвореного рідиною, що заповнює свердловину. Пристрій працює таким чином. Пристрій монтують на підйомно-опускному механізмі, наприклад, на екскаваторі. У масиві гірських порід бурять свердловину і розкривають пласт корисних копалин. 5 54987 Пристрій через приєднувальний патрубок 7, розташований в рухомій опорі 6, приєднують до напірної магістралі 8 високого тиску і в свердловину під тиском подають технологічну рідину, наприклад, за допомогою насосного агрегату високого тиску, через зворотний клапан в кількості, що забезпечує заповнення свердловини до переливу. Після заповнення свердловини і випромінювача 2 рідиною конічний узгоджувач 5 постійно притиснутий до стовпа води і здійснює поворотнопоступальний хвильовий зсув у напрямку вектора швидкості хвильового руху, генеруючи хвилі заданої частоти, які передаються від генератора хвильових імпульсів 1 через узгоджувач 5, внаслідок чого відбувається зсув у напрямку забою стовпа рідини за рахунок передачі їй хвильової кількості руху від генератора хвильових імпульсів 1 через узгоджував 5. При цьому хвиля стиснення-розтягування, досягаючи поверхні конуса 3, відбиваються уздовж Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 осі свердловини, і, проходячи через конус 4 випромінювача 2, випромінюються в рідинний хвилевід 10, з подальшим поворотом від хвильового відбивача свердловини 8 в пласт, що забезпечує умови хвильового узгодження на ділянках перепаду перерізів відповідно до рівності хвильових (акустичних) жорсткостей хвилеводів і максимально передає енергію хвилі в розущільнюваний пласт. Робота пристрою дозволяє здійснювати процес ділатантного розущільнення гірських порід на місці залягання, що значно підвищує проникності гірських порід. Таким чином, технічне рішення, що заявляється, дозволяє підвищити ефективність роботи пристрою і забезпечити достатню проникність гірських порід при зниженні енерговитрат і збільшенні ресурсу роботи пристрою. Джерела інформації 1. А.с. СРСР №1240112, МПК3 Е21 В43/28, 1983р. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601