Пристрій для гідродинамічного впливу на вугільний пласт

Реферат: Пристрій для гідродинамічного впливу на вугільний пласт належить до гірничої промисловості, а саме до пристроїв для видобутку вугілля, боротьби з раптовими викидами вугілля і газу і гірських ударів, заснованими на нагнітанні рідини у вугільні пласти. UA 67748 U (12) UA 67748 U UA 67748 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничої промисловості, а саме до пристроїв для видобутку вугілля, боротьби з раптовими викидами вугілля і газу і гірських ударів, заснованими на нагнітанні рідини у вугільні пласти. Відомий пристрій для гідравлічної обробки пласта [1] який включає гідрозатвор і порожнистий корпус у виді тіла обертання, що повторює конфігурацію корпуса пристрою з декількома поперечними рядами сопел з можливістю обертання навколо його подовжньої осі. Даний пристрій ефективно обробляє вугільний пласт за рахунок періодичного омивання стінок свердловини пульсуючими струменями рідини. Проте відомий пристрій не може створити гідравлічні ударні хвилі у стовпі нагнітаючої в пласт рідини. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається (прототип), є пристрій для гідродинамічного впливу на вугільний пласт [2] що містить герметизатор, засіб для створення гідроімпульсів, з'єднаний з насосом і сполучений через зворотний клапан з нагнітальним трубопроводом, розміщеним у герметизаторі, при цьому засіб виконано у вигляді послідовно з'єднаних один з одним засувки зі штоком і встановлених на підставі, з можливістю переміщення уздовж неї пружинного механізму і жорстко закріпленого гідродомкрата двосторонньої дії, при цьому одна порожнина засувки сполучена з випускним патрубком, а інша - з нагнітальним трубопроводом. Недоліком цього пристрою є те, що він недостатньо швидко відкриває і закриває засувку, що впливає на ефективність гідроударної обробки вугільного пласта, тому що частоту відкриттязакриття засувки на трубопроводі, що подає рідину в масив від насосної установки, варто приймати кратної часу пробігу чолом ударної хвилі відстані до вибою свердловини і назад, тобто даний пристрій може бути застосовано тільки при бурінні довгих свердловин. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності гідрообробки вугільного пласта з використанням енергії хвиль гідравлічного удару за рахунок миттєвого відкриття-закриття засувки на трубопроводі, що подає рідину в масив від насосної установки, при бурінні свердловин будь-якої довжини. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій для гідродинамічного впливу на вугільний пласт, що містить герметизатор, засіб для створення гідроімпульсів, гідронасосну установку, сполучену через зворотний клапан з нагнітальним трубопроводом, розміщеним у герметизаторі, випускний патрубок і сполучні шланги, відповідно до корисної моделі, засіб для створення гідроімпульсів виконано у вигляді встановленого на випускному патрубку відкидного люка з прикріпленим до нього фігурним важелем, що постійно контактує з робочим профілем плоского кулачка, приводний вал якого з'єднаний з валом двигуна через запобіжну муфту, при цьому робочий профіль кулачка виконаний по архімедовій спіралі, а приводний вал оснащений пружинним фіксатором, що з'єднаний із гідроциліндром однобічної дії. Виконання засобу для створення гідроімпульсів у вигляді відкидного люка з прикріпленим до нього фігурним важелем, що постійно контактує з робочим профілем плоского кулачка, дозволяє миттєво відкривати і закривати люк за рахунок регулювання швидкості обертання двигуна і виконання робочого профілю кулачка по архімедовій спіралі. Оснащення приводного вала кулачка пружинним фіксатором дозволяє зафіксувати його в момент закриття відкидного люка. Відкриття люка відбувається після зняття з фіксатора приводного вала кулачка за допомогою гідро- або пневмоциліндра однобічної дії. Оснащення приводного вала кулачка запобіжною муфтою забезпечує безпечний стан фіксатора в процесі експлуатації. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому показана схема розміщення пристрою для гідродинамічного впливу на вугільний пласт (фіг.1). Пристрій складається з гідронасосної установки 1, з'єднаної шлангами 2 через зворотний клапан 3 з нагнітальним трубопроводом 4, жорстко закріпленого в герметизаторі 5, випускного патрубка 6, зв'язаного з засобом для створення гідроімпульсів 7. Засіб 7 виконаний у вигляді встановленого на випускному патрубку 6 відкидного люка 8 з жорстко прикріпленим до нього фігурним важелем 9, що контактує з плоским кулачком 10 із приводним валом 11, з'єднаного через запобіжну муфту 12 з валом 13 пневмодвигуна. Приводний вал 11 оснащений пружинним фіксатором 14, який кінематично зв'язаний із пневмоциліндром 15 однобічної дії. Пристрій працює наступним чином. Підготовка робіт з гідродинамічного впливу на вугільний пласт включає буріння через породну пробку свердловини у вугільний пласт, яку обсаджують нагнітальним трубопроводом 4 і жорстко закріплюють у герметизаторі 5. Потім роблять монтаж пристрою у відповідності зі схемою приведеної на фіг. 1. 1 UA 67748 U 5 10 15 20 25 30 Гідродинамічний вплив на вугільний пласт здійснюють наступним чином. Робоча рідина від гідронасосної установки 1 через зворотний клапан 3 подається по нагнітальному трубопроводі 4 до вугільного пласту. Тиск у стовпі рідини в нагнітальному трубопроводі 4 при закритому відкидному люку 8 підвищується до визначеного значення,(у залежності від міцності вугілля і газонасиченості вугільного пласту) при якому насосна установка 1 відключається і подається сигнал на включення електро- або пневмодвигуна і гідро- або пневмоциліндра 15 однобічної дії. При цьому гідро- або пневмоциліндр 15 знімає з фіксатора приводний вал 11 плоского кулачка 10, даючи можливість йому провернутися. Відкидний люк 8 при цьому миттєво відкривається за рахунок постійного контактування важеля 9 із плоским кулачком 10, робочий профіль якого виконаний по архімедовій спіралі так, що максимальна точка висоти кулачка відповідає його закриттю, а мінімальна - відкриттю. При цьому відбувається імпульсне скидання рідини, що викликає пошаровий відрив вугілля і винос його разом з газом, що виділився в результаті впливу, по нагнітальному трубопроводі 4 і випускному патрубку 6. У наступний момент кулачок 10, зробивши повний оборот, через контактуючий з ним важіль 9 закриває відкидний люк 8, а фіксатор 14 при цьому, під дією пружинного механізму, застопорює його. Потім включається знову насосна установка 1 і цикл повторюється. При цьому в стовпі рідини, що нагнітається в пласт, створюються гідравлічні ударні хвилі, що впливають на вугільний пласт, розпушуючи його. При цьому відкриті в порожнині свердловини магістральні тріщини є своєрідними «направляючими» для гідроударних хвиль, по яким відбувається передача імпульсного збурювання тиску рідини в глиб масиву [3]. Ефективне використання енергії гідроударної обробки вугільного пласту повинне враховувати частоту відкриття-закриття засувки на напірному трубопроводі, що подає рідину від насосної установки, яку варто приймати кратної часу пробігу чолом ударної хвилі відстані до вибою свердловини і назад, що дозволяє домогтися регулюванням швидкості обертання двигуна. Таким чином, за рахунок миттєвого відкриття-закриття засувки на трубопроводі, що подає рідину в масив від насосної установки, значно підвищується ефективність гідрообробки вугільного пласту з використанням енергії хвиль гідравлічного удару, при бурінні свердловин будь-якої довжини. Джерела інформації: 1. А.с. СРСР 1305391 кл. Е21F 5/00, Бюл. №15, 1987. 2. А.с. СРСР 1600439, кл. Е21С 45/00, Е21F 5/00, 1990. 3. В.Н. Потураев, С.П. Минеев. Использование вибрационных и волновых эффектов при отработке выбросоопасных пластов. К.: Наукова думка, 1992. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Пристрій для гідродинамічного впливу на вугільний пласт, що містить герметизатор, засіб для створення гідроімпульсів, гідронасосну установку, сполучену через зворотний клапан з нагнітальним трубопроводом, розміщеним у герметизаторі, випускний патрубок і сполучні шланги, який відрізняється тим, що засіб для створення гідроімпульсів виконано у вигляді встановленого на випускному патрубку відкидного люка з прикріпленим до нього фігурним важелем, що постійно контактує з робочим профілем плоского кулачка, приводний вал якого з'єднаний з валом двигуна через запобіжну муфту, при цьому робочий профіль кулачка виконаний по архімедовій спіралі, а приводний вал оснащений пружинним фіксатором, що з'єднаний із гідро- або пневмоциліндром однобічної дії. 2 UA 67748 U 3 UA 67748 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4