Пристрій для заповнення низхідних свердловин речовиною в рукав
Номер патенту: 30717
Опубліковано: 15.05.2001
Автори: Тімошин Ігорь Владіміровіч, Кірєнков Алєксандр Ніколаєвіч, Прокопенко Віктор Степанович, Павлічук Васілій Дєнісовіч, Буданов Алєксандр Євгєньєвіч, Тімошин Владімір Івановіч
Формула / Реферат
1. Пристрій для заповнення низхідних свердловин речовиною в рукав, що містить пустотілу напрямну з конусоподібним розширенням в нижній частині, зібраний на ній і закритий з одного кінця рукав, з можливістю його сходу, який відрізняється тим, що він містить гальмовий пружний елемент, що охоплює рукав в нижній частині пустотілої напрямної з можливістю його переміщення.
2. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що гальмовий пружний елемент виконаний з можливістю взаємодії з рукавом з силою, що не перевищує величини
P=
де d - товщина рукава, м; Gn - міцність рукава при розтяганні, Н/м; Кт- середній коефіцієнт тертя рукава об матеріал пустотілої напрямної і матеріал гальмового пружного елемента;
z - висота перерізу поздовжньої складки рукава, що дорівнює
z=
де; - постійна, що дорівнює 3,14; d - товщина рукава, м; Dp - зовнішній діаметр пустотілої напрямної, м; DТ - еквівалентний зовнішній діаметр пустотілої напрямної, м; h – висота площі контакту гальмового кільця з рукавом, м.
3. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що він містить утримувальне еластичне кільце, що охоплює рукав у верхній частині пустотілої напрямної з можливістю переміщення разом з ним.
4. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що він обладнаний чохлом, закріпленим у верхній частині пустотілої напрямної з можливістю охоплення по всій її довжині.
5. Пристрій по пп. 1 і 4, який відрізняється тим, що гальмовий пружний елемент встановлений з можливістю охоплення чохла.
6. Пристрій по пп. 1 і 4, який відрізняється тим, що гальмовий пружний елемент закріплений на чохлі.
7. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що конусоподібне розширення нижньої частини пустотілої напрямної виконане під кутом а > arctg Ктр, де; Ктр - коефіцієнт тертя матеріалу рукава об матеріал конусоподібного розширення.
8. Пристрій по пп. 1 і 4, який відрізняється тим, що пустотіла напрямна обладнана виступом у верхній частині, чохол закріплений зверху виступу, а стопорне кільце розміщене знизу виступу.
9. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що пустотіла напрямна обладнана виступом, розміщеним в її нижній частині над конусоподібним розширенням, а гальмовий пружний елемент розміщений під виступом.
10. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що містить кільце, що охоплює чохол і розміщене над виступом в нижній частині пустотілої напрямної.
11. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що по периметру пустотілої напрямної в місці з'єднання з конусоподібним розширенням виконана заглибина.
12. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що широка частина конусоподібного розширення виконана закругленою.
13. Пристрій по п.1, який відрізняється тим, що пустотіла напрямна виконана складеною.
14. Пристрій по п.1, який відрізняється тим, що пустотіла напрямна обладнана у верхній частині воронкою.
15. Пристрій по п. З, який відрізняється тим, що стопорне кільце виконане з можливістю взаємодії з рукавом на довжині, що дорівнює Кп*[Е]*Нп, м, де: Кп - коефіцієнт запобіжного запасу рукава; [Е] - гранична подовжня деформація матеріалу рукава при розтягненні; Нп - висота незаповненої частини рукава над речовиною, м.
16. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що закритий кінець рукава виконаний двошаровим.
17. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що гальмовий пружний елемент в перерізі виконаний крутим.
Текст
УКРАЇНА (19) UA (11) 30717 (51) МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (13) C2 7 F42D1/08 ОПИС ДЕРЖАВНИЙ Д ЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛ ЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД z , Нм , Dт де d - товщина рукава, м; Gп - міцність рукава при розтяганні, Н/м; Кт - середній коефіцієнт тертя рукава об матеріал пустотілої напрямної і матеріал гальмового пружного елемента; z - висота перерізу поздовжньої складки рукава, що дорівнює z= p × d × (Dp - D т ) , де p - постійна, що дорівнює 3,14; d - товщина рукава, м; Dр - зовнішній діаметр пустотілої напрямної, м; Dт - еквівалентний зовнішній діаметр пустотілої напрямної, м; h - висота площі контакту гальмового кільця з рукавом, м. 3. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що він містить утримувальне еластичне кільце, що охоплює рукав у верхній частині пустотілої напрямної з можливістю переміщення разом з ним. 4. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що він обладнаний чохлом, закріпленим у верхній частині Зоя (13) 30717 Кт × h (11) d × Gп UA Р= пустотілої напрямної з можливістю охоплення по всій її довжині. 5. Пристрій по пп. 1 і 4, який відрізняється тим, що гальмовий пружний елемент встановлений з можливістю охоплення чохла. 6. Пристрій по пп. 1 і 4, який відрізняється тим, що гальмовий пружний елемент закріплений на чохлі. 7. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що конусоподібне розширення нижньої частини пустотілої напрямної виконане під кутом а > arctg Ктр, де: Ктр - коефіцієнт тертя матеріалу рукава об матеріал конусоподібного розширення. 8. Пристрій по пп. 1 і 4, який відрізняється тим, що пустотіла напрямна обладнана виступом у верхній частині, чохол закріплений зверху виступу, а стопорне кільце розміщене знизу виступ у. 9. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що пустотіла напрямна обладнана виступом, розміщеним в її нижній частині над конусоподібним розширенням, а гальмовий пружний елемент розміщений під виступом. 10. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що містить кільце, що охоплює чохол і розміщене над виступом в нижній частині пустотілої напрямної. 11. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що по периметру пустотілої напрямної в місці з’єднання з конусоподібним розширенням виконана заглибина. 12. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що широка частина конусоподібного розширення виконана закругленою. 13. Пристрій по п.1, який відрізняється тим, що пустотіла напрямна виконана складеною. 14. Пристрій по п.1, який відрізняється тим, що пустотіла напрямна обладнана у вер хній частині воронкою. 15. Пристрій по п. 3, який відрізняється тим, що стопорне кільце виконане з можливістю взаємодії з рукавом на довжині, що дорівнює Кп*[Е]*Нп, м, де: Кп - коефіцієнт запобіжного запасу рукава; [Е] гранична подовжня деформація матеріалу рукава при розтягненні; Нп - висота незаповненої частини рукава над речовиною, м. 16. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що закритий кінець рукава виконаний двошаровим. 17. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що гальмовий пружний елемент в перерізі виконаний круглим (19) (21) 98042057 (22) 28.04.1998 (24) 15.05.2001 (46) 15.05.2001, Бюл. №4, 2001 р. (72) Кірєнков Алєксандр Ніколаєвіч, RU, Тімошин Владімір Івановіч, RU, Павлічук Васілій Дєнісовіч, RU, Тімошин Ігорь Владіміровіч, RU, Буданов Алєксандр Євгєньєвіч, RU, Прокопенко Віктор Степанович (73) Закрите акціонерне товариство “Белтранс” RU, Прокопенко Віктор Степанович (56) Устройство для заряжания обводненных технологических скважин на карьерах // Информационный листок № 53, серия 52.13.21, КазНИИНТИ.– Алма-Ата.–1984. (57) 1. Пристрій для заповнення низхідних свердловин речовиною в рукав, що містить пустотілу напрямну з конусоподібним розширенням в нижній частині, зібраний на ній і закритий з одного кінця рукав, з можливістю його сходу, який відрізняє ться тим, що він містить гальмовий пружний елемент, що охоплює рукав в нижній частині пустотілої напрямної з можливістю його переміщення. 2. Пристрій по п.1, який відрізняється тим, що гальмовий пружний елемент виконаний з можливістю взаємодії з рукавом з силою, що не перевищує величини C2 (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗАПОВНЕННЯ НИЗХІДНИХ СВЕРДЛОВИН РЕЧОВИНОЮ В РУКАВ 30717 Винахід відноситься до вибухо вих робіт, точніше до зарядів для вибухо вих ро біт, і може бути використа ний при заряджанні вертикальних або крутопохили х сухи х і обводнених свердловин вибухо вою речовиною в контейнерах (рукавах), а також при розміщенні в свердловинах яких-небудь сипких або рідких речовин, упакованих в р укава. Відомий пристрій по патенту США 3696703 (10.10.72) по класу F42d 1/00, який має два варіанти виконання, один - коли речовина подається в рукав і разом з рукавом в процесі його заповнення переміщається по свердловині до її дна, а інший коли упакований рукав спочатку поміщається на дно свердловини, а потім, у міру його заповнення речовиною піднімається до верху свердловини. Конструктивно обидва варіанти виконані аналогічно і містять пустотілу напрямну, зібраний на ній в "гармошку" рукав і закріплений на пустотілій напрямній жорсткий захисний кожух. У нижній частині пустотілої напрямної виконане конусо подібне розши рення, яке в залежності від способу розміщення речовини в свердловині, діаметра свердловини і діаметра рукава виконане з відповідними розмірами для забезпечення рівномірного розподілу рукава по поверхні конусоподібного розширення і розміщення рукава в свердловині без складок. Додатковим удосконаленням є звуження в нижній частині кожуха, яке виконує та кож функцію рівномірного розподілу рукава, що заповнюється речовиною. Цей пристрій у ва ріанті заповнення рукава речовиною в свердловині зверху не забезпечує регулювання швидкості сходу р укава під дією ваги завантажуваної в нього речовини, особливо в обводненій свердловині, а отже не виключає можливості утворення пробок з складок рукава, який нерівномірно сходить, що призводить до зниження якості заряду. Крім того, да ний пристрій не є автономним і вимагає додаткових механізмів для його установлення і заповнення речовиною. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, є пристрій для упаковки речовини в плівковий рукав в сухій і обводненій свердловинах ("Устройство для заряжания обводненных те хнологических скважин на карьерах." Инфор мационный листок № 53, серия 52.13.21, КазНИИНТИ, Алма-Ата, 1984). Даний пристрій містить пустотілу напрямну (гільзу), у вер хній частині якої установлена воронка для подачі речовини, а в нижній частині - гальмове кільце, що являє собою пустотіле конусоподібне розширення, широким кінцем звернене до свердловини. Рукав збирається у вигляді "гармошки" по зовнішній поверхні гільзи, частина його спускається з гільзи і закривається і, при переміщен ні в свердловину під вагою подаваної речовини, гальмується за рахунок тертя його внутрішньої поверхні об конусоподібне розши рення, яке виконує функцію гальмування. Принцип гальмування внутрішньої поверхні рукава об конусну поверхню гальмового кільця, що лежить в основі цього пристрою, не забезпечує регулювання і стабілізації сили гальмування рукава, призводить до втрати його жорсткості і, в резуль таті, до утворення складок несправжнього дна, які утворюють пробки з матеріалу р укава в стовпі речовини, що веде до невиправданої витрати рукава і погіршує якість упаковки речовини і технічні характеристики заряду. Процеси подачі речовини в рукав і подальшої усадки стовпа речовини в рукаві супроводяться ефектами, які перешкоджають формуванню безперервного стовпа речови ни від нижньої частини рукава і призводять до значного перевищення витрати рукава відносно мінімально необхідної його кількості, пов'язаної тільки з глибиною свердловини. Найбільш істотний з ефектів - втрата жорсткості рукава, який знаходиться під речовиною, що переміщається в ньому, і утворення складки несправжнього дна, через яку речовина не може просипатися з швидкістю його подачі в рукав. У цьому випадку рукав, розташований нижче утворюваної складки, в зв'язку з незначною поздовжньою жорсткістю стискається під дією ваги речовини, що знаходиться над складкою і переміщається вниз до речовини, розміщеної внизу до утворення складки. У стовпі речовини утворюється пробка з матеріалу рукава, витрата рукава різко зростає, а при недостатньому його запасі верхній кінець обривається і йде в свердловину. Це ро бить неможливим здійснення процесу подальшо го розміщення речовини в рукаві. Сила тертя речовини об внутрішню поверхню рукава є однією з причин утворення складки рукава під падаючою речовиною, оскільки обумовлює додатковий схід рукава через конусоподібне гальмо, сила гальмування якого урівноважується вагою речовини в кінці рукава, вже розташованого на дні свердловини. Сила тертя речовини об рукав пов'язана з різницею між швидкостями переміщення речовини та рукава і визначається властивостями речовини, матеріалом і станом внутрішньої поверхні рукава. Сила тертя речовини об рукав різко зростає при зменшенні прохідного перерізу рукава, зумовленому зближенням стінок рукава. Це відбувається при поздовжньому натягу рукава під впливом сил ваги речовини і гальмування об стінки свердловини і додатково під дією ваги матеріалу р укава. Це може також здійснюватися під дією атмосферного тиску при швидкому схо ді рукава з пустотілою напрямною без підсмоктування повітря. Останнє відбувається при безперервній подачі речовини з продуктивністю, при якій весь переріз рукава перекривається подаваною речовиною. При цьому подавана речовина за рахунок значних сил тертя, зумовлених змиканням стінок рукава під впливом атмосферного тиску, зависає в рукаві по всій його довжині. Оскільки в поперечному перерізі речовина заповнює рукав частково, то в цьому випадку рукав разом з речовиною під дією його ваги буде укладатися в свердловині у вигляді складок. При недостатньому запасі рукава в пакеті в кінцевому підсумку весь рукав зійде в свердловину. Процес розміщення речовини не буде здійснений. 2 30717 Таким чином, процес заповнення речовиною рукава в свердловині може бути здійснений лише в то му випадку, коли сила гальмування рукава буде перевищува ти силу тертя речовини об рукав. Сила інерції переміщення рукава зумовлена прискоренням маси речовини, розташованої в донній части ні рукава. Внаслідок сил інерції можливі значні ударні навантаження на рукав, які призводять до його пориву при зіткненні з перешкодами (виступи в свердловині, дно свердловини, границя води і повітря). При розміщенні рукава з речовиною в обводненій свердловині через стовп води в перший період процесу в результаті діючої сили інерції речовина з рукавом заглиблюється у во ду і внаслідок виштовхувальної сили повертається назад. При цьому рукав ослабляється і під дією сил тертя подаваної речовини утво рюється складка з подальшим затягуванням рукава. Для зниження негативної дії сил інерції і виштовхувальної сили необхідно забезпечувати гальмування, що зростає по мірі збільшення швидкості руху р укава. Крім того, в момент зупинки рукава доцільно різко збільши ти сили гальмування. В основу ви находу поставлене завдання створити пристрій для заповнення низхідних сухи х і обводнених свердловин речовиною в рукав, який забезпечує регулювання сили гальмування рукава згідно з потрібним законом і зниження її залежності від діаметра використо вува ного рукава, рівномірне заповнення рукава необхідною кількістю речовини з урахуванням впливу закономірностей процесів формування стовпа речовини при його подачі в рукав, переміщенні рукава по свердловині і подальшій усадці речовини в рукаві в свердловині, можливість розрахунку необхідної довжини рукава і поліпшення технічних характеристик заряду, а також створення уніфікованого моноблока із заздалегідь заданими функціональними характеристи ками в залежності від умов засто сування. Поставлене завдання вирішуєть ся тим, що пристрій для заповнення низхідних свердловин речовиною в рукав, що містить пустотілу напрямну з конусоподібним розширенням в нижній частині, зібраний на ній і закритий з одного кінця рукав з можливістю його схо ду, згідно з цим винаходом містить гальмовий пружний елемент, що охоплює рукав в нижній части ні пустотілої напрямної, з можливістю його переміщення. Пропонований пристрій реалізує функцію гальмування, яка забезпечуєть ся збільшенням сили тертя рукава, що досягається за рахунок гальмового пружного елемента, який має можливість переміщен ня на конусоподібне розши рення в нижній частині пустотілої напрямної в залежності від сили натягу рукава. Гальмовий пружний елемент виконаний з можливістю взаємодії з рукавом з силою, що не перевищує ве личини Р= d × Gп Кт × h z , Нм , Dт кава об матеріал пустотілої напрямної матеріал гальмового пружного елемента; z - висота перерізу поздовжньої складки рукава, що дорівнює z= p × d × (Dp - D т ) , де p - постійна, що дорівнює 3,14; d - товщина рукава, м; Dp - зовнішній діаметр пустотілої напрямної, м; Dт - еквівалентний зовнішній діаметр пустотілої напрямної, м; h - висота площі контакту гальмового кільця з рукавом, м. Пристрій містить стопорне еластичне кільце, яке охоплює рукав у верхній части ні пустотілої напрямної з можливістю переміщення разом з ним, що запобігає на кінцевому етапі заповнення рукава речовиною сходу р укава в свердловину шляхом заклинювання еластичного кільця між гальмовим пружним елементом і конусоподібним розширенням пусто тілої напрямної. Пристрій обладнаний чохлом, закріпленим у верхній частині пустотілої напрямної з можливістю охоплення по всій її довжині, що охороняє зібраний рукав від контакту зі стінками свердловини і запобігає можливості його пошкодження. У пристрої гальмовий пружний елемент встановлений з можливістю охоплення чохла, що поліпшує умови гальмування рукава. У пристрої гальмовий пружний елемент закріплений на чохлі, що поліпшує умови гальмування рукава за рахунок звороту гальмового пружного елемента силою пружності чохла при зменшенні зусилля натягу р укава при зануренні його в обводнену свердловину. У пристрої конусоподібне розширення нижньої частини пустотілої напрямної виконане під кутом a > arc tg Ктр, (2) де Ктр - коефіцієнт тертя матеріалу рукава об матеріал напрямної, що забезпечує кращі умови для схо ду р укава. У пристрої пустотіла напрямна обладнана виступом у верхній частині, чохол закріплений зверху виступу, а сто порне кільце розміщене знизу виступу, що поліпшує умови закріплення чохла. У пристрої пустотіла напрямна обладнана виступом, розміщеним в її нижній частині над конусоподібним розширенням, а гальмовий пружний елемент розміщений під виступом, що запобігає складкоутворенню рукава в області гальмового пружного елемента. Пристрій містить кільце, яке охоплює чохол і розміщене над виступом в нижній частині пустотілої напрямної, що зменшує складкоутворення рукава над гальмовим пружним елементом. У пристрої по периметру пустотілої напрямної в місці зчленуван ня з конусним розширенням виконана заглибина, яка поліпшує роботу гальмового пружного елемента при зменшенні зусилля натягу р укава і звороті гальмового пружного елемента на циліндричну частину п устотілої напрямної. У пристрої широка части на конусоподібного розширення пустотілої напрямної виконана закругленою для запобігання обрізанню рукава при збільшенні зусилля натягу. (1) де d - товщи на рукава, м; Gп - міцність рукава при розтяганні, Н/м; Кт - середній коефіцієнт тертя ру 3 30717 У пристрої пустотіла напрямна виконана складеною для забезпечення можливості регулювання її довжини при зміні довжини рукава в залежності від гли бини свердловини. У пристрої пустотіла напрямна обладнана у верхній частині воронкою для поліпшення умов подачі речовини і забезпечення можливості ви готовлення пристрою у вигляді уніфі кованого моноблока з можливістю установлення його в свердловину. У пристрої стопорне еластичне кільце виконане з можливістю взаємодії з рукавом на довжині, що дорівнює L=Kп-[E]Hп, (3) де Кп - коефіцієнт запобіжного запасу р укава; [Е] гранична поздовжня деформація матеріалу рукава при розтяганні; Нп - висота незаповненої частини рукава над речовиною, м, що поліпшує умови утримання верхньої частини рукава на пустотілій напрямній. Ця умова забезпечує також наявність незаповненої частини рукава при завершенні процесу заповнення рукава речовиною для компенсації витрати рукава при усадці речовини, а також гальмування невитрачуваної (верхньої) частини рукава на вказаній довжині, з силою, що перевищує силу гальмування витрачуваної частини рукава, забезпечує розміщення необхідної кількості речовини шляхом корекції стовпа речовини при тривалому знаходженні в свердловині. Це знижує імовірність переміщення всього р укава в свердловину внаслідок впливу кліматичних умов і геотехнічних факторів. У пристрої закритий кінець рукава виконаний двошаровим, що зменшує можливість пориву кінця рукава об стінки свердловини при його переміщенні. У пристрої гальмовий пружний елемент в перерізі виконаний круглим, що забезпечує кращі умови гальмування в зв'язку з рівномірним розподілом сил взаємодії з рукавом. Основним фактором, який визначає якість формування стовпа речовини в рукаві в свердловині, є підтримування рукава в натягненому стані і виключення можливості утворення складок рукава при його схо ді по мірі заповнення речовиною, що залежить від сил, які діють на рукав, основними з яких є сила тертя подаваної речовини об рукав, яка стягує його з пустотілої напрямної, і сила ваги речовини, яка поміщається в рукав. Використання гальмового пружного елемента у взаємодії з конусоподібним розширенням в нижній частині пустотілої напрямної забезпечує виключення поперечних і зниження до безпечного рівня поздовжніх деформацій матеріалу рукава, а,отже, підвищує си лу гальмування, в тому числі ту, що змінюється згідно з потрібним законом, а також, з урахуванням використаного прийому гальмування, зменшує залежність сили гальмування від діаметра рукава. Сукупність наведених істотних ознак пристрою забезпечує реалізацію заповнення низхідних свердловин речовиною в герметичний рукав і можливість виконання вимог, що пред'являються до якості формування заряду вибухо вої речовини. Крім того, пропонований пристрій являє собою функціонально закінчений уніфікований моноблок, що забезпечуєйого серійне виготовлення і розміщення у великій кількості свердловин при проведенні вибухі в на підприємствах по видобутку корисних копалин відкритим способом. В подальшому ви нахід пояснюється описом конкретного, що, однак, не обмежує цей винахід, прикладу здійснення пристрою для заповнення низхідних свердловин вибуховою речовиною в рукав. Фіг. 1 зображає мінімізований пристрій для заповнення низхідних свердловин вибухо вою речовиною в рукав (в розрізі); фіг. 2 - пристрій-моноблок для заповнення низхідних свердловин вибуховою речовиною в рукав (в половинному розрізі). Пристрій для заповнення низхідних свердловин речови ною в рукав характеризується прикладом найкращої реалізації. Звернемося до фіг.1, на якій зображений пристрій згідно з винаходом в мінімально необхідному складі, що забезпечує функцію розміщення вибухо вої речовини (ВР) в рукаві в низхідних свердловинах як сухи х, так і обводнених. Пристрій складається з гільзи 1 з конусним розширенням 2 в її нижній частині. На гільзі 1 укладений в "гармошку" рукав 3, нижній кінець якого спущений з конуса 2 і стягнутий затяжкою 4. У нижній частині гільзи 1 в місці переходу її циліндричної частини в конусну 2 установлене гальмове пружне кільце 5, що охоп лює рукав 3. Даний пристрій може бути розміщений як над свердловиною, так і всередині свердловини з допомогою пристосувань, добре відомих фа хівцям в цій області. Звернемося до фіг. 2, на якій зображений пристрій - моноблок, що ви конує функцію розміщення ВР в р укаві в низхідних сухи х і обводнених свердловинах. Мо ноблок показаний розміщеним у свердловині 6 і складається з гільзи 1 з конусоподібним розширенням 2, укладеного на гільзі 1 в "гармошку" рукава 3, нижній кінець якого спущений з конуса 2 і стягнутий затяжкою 4. У верхній частині гільзи 1 є приймальна воронка 7. Гільза 1 може бути виконана суцільною або з вставкою 8, довжина якої вибирається в залежності від довжини зібраного на гільзі 1 рукава 3. Рукав 3 розміщений в чо хлі 9. Підтримання натягненого стану р укава може бути досягнуте шляхом гальмування рукава, що до того ж забезпечує ви бір оптимальної довжини рукава і можливість заповнення рукава всією необхідною кількістю речовини, оскільки забезпечується реалізація закономірностей протікаючих при цьому процесів, а саме: усадки речовини внаслідок її ущільнення під дією удару падаючої речовини в процесі її подачі і ваги речовини, зволоження речовини при попаданні води в рукав в обводненій свердловині, а також гвинтового вигину р укава з речовиною, упакованою в рукав діаметром, меншим від діаметра свердловини, деформації стовпа речовини, пов'язаної з нерівностями свердловини, і враховується вплив зміни кліматичних умов і геотехнічних процесів при тривалому знаходженні речовини в свердловині. 4 30717 Гільза 1 обладнана верхнім 10 і нижнім 11 виступами, виконаними у формі кілець. Кільця 10 і 11 можуть бути виконані як у вигляді окремих деталей, жорстко закріплених на гільзі, так і бути ви конані заодно з гільзою в процесі її ви готовлення. Рукав 3 у верхній частині охоплений стопорним еластичним кільцем 12. Чохол 9 у верхній частині охоплений стопорним кільцем 13, розміщеним над кільцевим виступом 10, а в нижній частині - стяжним кільцем 14, розміщеним над кільцевим виступом 11. У місці зчленування гільзи 1 з конусом 2 виконана заглибина 15. Рукав охоплений гальмовим пружним кільцем 5. Зусилля взаємодії гальмового пружного кільця 5 розраховується за формулою (1). Мо ноблок може повністю виготовлятися в заводських умовах або збиратися безпосередньо на місці використання. Мо ноблок може бути розміщений над свердловиною за допомогою опорних елементів, які добре відомі фахівцям у цій області і в да ному прикладі не приводяться, оскільки найкращим є розміщення моноблока в свердловині 6 і утримання його в гир лі свердловини 6 з використанням власного елемента конструкції, а саме приймальної воронки 7, виконаної з діаметром, більшим від діаметра свердловини 6. При розміщенні моноблока всередині свердловини найбільший діаметр моноблока вибирається, виходячи з умови його вільного розміщення в свердловині, тобто меншим від діаметра свердловини. Вузол конструкції моноблока, що містить приймальну во ронку 7, гільзу 1 і конусоподібне розширення 2, може бути ви конаний складеним або у вигляді однієї деталі. Вказаний вузол може бути виконаний з дюралюмінію, поліетилену, поліпропілену, полівінілхлориду, ві ніпласту, вуглепластику та інших, в то му числі армованих матеріалів, які мають жорсткість, міцність і товщи ну сті нок, достатні для виконання функції каркаса. Складові частини вузла можуть бути об'єднані в одне ціле відомими фахівцям способами (зварюванням, склеюванням, різьбовим і т.п. з'єднаннями). Гільза 1 з конусним розши ренням 2 і приймальною воронкою 7 може бути ви конана в перерізі круглою, овальною, у вигляді багатогранника або у вигляді комбінації наведених геометричних форм. Довжина, діаметр гільзи 1 і конусного розширення 2 вибираються, виходячи з діаметра свердловини 6 та діаметра і довжини рукава 3 з умовою вільного схо ду зібраного на гільзі 1 рукава 3. Довжина рукава 3 вибирається розрахунковим шляхом виходячи з глибини свердловини і усадки ВР з деяким запасом. Розрахунок довжини рукава не наводиться, оскільки він добре відомий фахівцям в цій області. Кут a конусного розши рення 2 виконується згідно з формулою (2), в якій враховується баланс сил на похилій поверхні конуса 2 при умові врахуван ня скочувальної сили, сили тертя рукава 3 об поверхню матеріалу конуса 2 і си ли притиснення рукава 3 гальмовим пружним кільцем 5. Нижній край конуса 2 виконаний закругленим з метою запобігання обрізанню рукава З при ривках під навантаженням. Як матеріал рукава 3 використовують поліетиленову плівку або будь-який інший матеріал, придатний для виконання необхідної функції і добре відомий фахівцям в даній області техніки. Застосовують стандартний рукав 3, виготовлений промисловістю або виготовлюваний безпосередньо перед використанням засобами і способами, також добре відомими фахівцям в даній області. Запас рукава 3, що забезпечує формування стовпа речовини, визначається залежністю від витрати рукава на складкоутворення в процесі усадки стовпа речовини, витрати рукава на вигин стовпа речовини в свердловині, витрати рукава на обгинання виступів стінок свердловини і усадки висоти речовини в осьовому напрямі свердловини. Розрахунок запасу рукава не наводиться, оскільки він добре відомий фахівцям в цій області. Нижній кінець рукава 3 стягнутий з конусоподібного розширення 2 і за допомогою затяжки 4, яка може бути виконана у вигляді шнура або будьякому іншому вигляді, добре відомому фа хівцям (в тому числі у вигляді зав'язаного у вузол кінця рукава 3). Частина рукава 3 нижче затяжки 4 вивернена і натягнена на кінець рукава 3 для запобігання його пориву при його переміщенні по свердловині 6. Верхній кінець рукава 3 закріплений на гільзі 1 під кільцевим виступом 10 за допомогою утримуючого кільця 12 з можливістю його переміщення разом з рукавом 3 на кінцевому етапі заповнення рукава ВР. Зібраний в "гармошку" на гільзі 1 рукав 3 закритий чохлом 9, який може бути ви готовлений з того ж матеріалу, що і рукав, але більшої товщи ни для запобігання пориву рукава при транспортуванні моноблока і розміщен ні його в свердловині 6. Чохол 9 закріплений на гільзі 1 стопорним кільцем 13, розміщеним над верхнім кільцевим виступом 10. Стопорне кільце 13 може бути виконане з пружного матеріалу, наприклад з гуми. Гальмове кільце 5 розміщене в нижній частині гільзи 1 в місці переходу циліндричної частини в конічну 2. Гальмове кільце 5 охоплює рукав 3 і закріплене в нижній части ні чохла 9. Спосіб закріплення гальмового кільця 5 на чохлі 9 може бути реалізований, як показано на фіг. 2, тобто в закоті кінця чохла 9, вивернений кінець якого може бути жорстко з'єднаний з чохлом 9 шляхом склеювання або будь-яким іншим способом, добре відомим фахівцям в даній області. У нижній частині чохол 9 охоплений стяжним кільцем 14, яке розміщене над кільцевим виступом 11 і виконує функцію натягнення чохла 9 і додаткового притиснення рукава 3 до кільцевого виступу 11. Кільцеві виступи 10 і 11 формують зазор між зібраним в "гармошку" рукавом 3 і чохлом 9. Крім того, нижній кільцевий виступ 11 в сукупності з чохлом 9 забезпечує зменшення поз 5 30717 довжніх і поперечних складок рукава 3 шляхом його розправлення перед гальмовим кільцем 5. Заглибина 15, виконана перед конусним розширенням 2, призначена для звороту гальмового кільця 5 при ривках рукава. Гальмове пружне кільце 5 виконане в перерізі круглим, але переріз може мати і іншу форму, найбільш доцільну в залежності від конкретних умов, що враховують матеріали, з яких виготовлені як гальмове пружне кільце 5, так і рукав 3 і чохол 9, а також умови використання (в сухих або обводнених свердловинах). Гальмове пружне кільце 5, що утримує кільце 12, стопорне кільце 13 і стяжне кільце 14 можуть бути виготовлені з гуми або інших пружних матеріалів, добре відомих фа хівцям в цій області. У цьому описі запропонований найкращий варіант виконання пропонованого пристрою, однакочевидно, що можливі різні зміни і модифікації, що не виходять за межі суті і об'єму ви находу. Пропонований пристрій працює та ким чином. Повністю споряджений моноблок установлюється в свердловину 6 і утримується в її усті на зовнішній стороні приймальної воронки 7, що має більший діаметр, ніж устя свердловини 6. При подачі вибухо вої речовини в приймальну воронку 7 рукав 3 в нижній його частині починає заповнювати ся ВР. При перевищенні ваги речовини і сили тертя подаваної речовини об внутрішні стінки рукава 3 сили гальмування рукава 3 гальмовим пружним кільцем 5 рукав 3 починає переміщати ся по свердловині 6. При цьому рукав 3 з натягом, який визначається зусиллям притиснення рукава 3 до твірної гільзи 1 гальмовим пружним кільцем 5, переміщається між чохлом 9 із закріпленим в його нижній частині гальмовим пружним кільцем 5 і гільзою 1. У процесі переміщення рукава 3 в свердловині сила ваги ВР перевищує зусилля гальмового кільця 5 і останнє починає переміщати ся на конусоподібне розширення 2, збільшуючи тим самим зусилля гальмування рукава 3. Те саме відбувається при ривках рукава 3, пов'язаних як з подоланням вигинів і виступів свердловини 6, коли тимчасове сповільнення просуван ня рукава по свердловині призводить до зростання сили ваги подаваної речовини і ривкам рукава 3, так і з подоланням короткочасного збільшення сили тертя подаваної речовини об внутрішню поверхню рукава 3, пов'язаного з умовами подачі речовини. При досягненні кінцем рукава 3 з речовиною поверхні води в обводненій свердловині рукав пірнає, а потім повертається назад під дією виштовхувальної сили; в цей час утворюються поперечні складки рукава 3, об які ударяється речовина, яка надхо дить в рукав, що призводить до ривків рукава, які компенсуються вищенаведеним механізмом взаємодії гальмового кільця 5 і конусоподібного розши рення 2. У момент виринання кінця рукава 3 ослабляється його натяг і гальмове кільце 5 за допомогою пружної сили натягнутого чохла 9, а також за допомогою кільцевої заглибини 15 повертається до початкового стану, що забезпечує оптимальні умови гальмування рукава 3. Потім, по мірі заповнення рукава 3 речовиною, його складки розправляються і рукав 3 повністю заповнюється ВР. При досягненні кінцем рукава 3 дна свердловини натяг рукава 3 під впливом сили ваги речовини припиняється і натягнення рукава 3 відбувається тільки за рахунок сили тертя речовини, що надхо дить, об стінки рукава 3. Механізм гальмування рукава 3 при цьому залишається тим же, що був наведений вище. Гальмове пружне кільце 5 в сукупності з конусоподібним розширенням 2 забезпечує компенсацію інерційності сповзання рукава при короткочасних ривках внаслідок удару речовини об складки рукава і запобігає ослабленню його натягу і зайвій витраті рукава. Таким чином, відбувається демпфі рування ривка, оскільки енергія ривка гаситься пружністю гальмового кільця 5. Осьове переміщення рукава 3 відбувається із затримкою і тим самим підвищується надійність розміщення речовини в рукаві 3. Стяжне кільце 14, що о хоплює чохол 9 з можливістю його притиснення до поверхні кільцевого виступу 11 також посилює демпфувальний ефект. У процесі усадки за рахунок тертя речовини об внутрішню поверхню рукава З неминуче його стягування. У розчинній сухій речовині при попаданні води в р укав З ущільнення і усадка відбуваються в процесі розчинення речовини. Витрата рукава 3 на наведені процеси здійснюється з передбаченого запасу рукава 3, який по мірі витрати стягує по гільзі 1 утримуюче кільце 12, яке заклинюється або над нижнім виступом 11 або в області гальмового пружного кільця 5, запобігаючи тим самим сходу відкритого кінця рукава 3 в свердловину 6. Ділянка взаємодії утримуючого кільця 12 з рукавом 3 на поверхні гільзи 1 може бути розрахова на за допомогою формули (3). Пристрій, який ініціює підрив ВР, в даному описі не наводиться, оскільки він розміщується в свердловині засобами, добре відомими фахівцям в даній області. Даний винахід забезпечує підвищення надійності упаковки речовини в плівковий рукав в свердловині, зниження витрати рукава, можливість застосування для упаковки речовини рукава діаметром, рівним діаметру свердловини або більшим від нього, а також рукава, розміри поперечного перерізу якого змінюються, економію вибухо вої речовини, скорочення часу заряджання і, в кінцевому підсумку, підвищення якості заряду і ефективності вибуху. Крім того, цей винахід забезпечує можливість створення уніфікованого моноблока з функцією розміщення різних речовин в низхідних сухих і обводнених свердловинах, що значно знижує витрати і трудомісткість спорядження великої кількості свердловин і дозволяє автоматизува ти цей процес. 6 30717 Фіг. 1 Фіг. 2 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 7
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюAppliance for filling lowering wells with substance to hose
Автори англійськоюKirenkov Oleksandr Mykolaiovych, Tymoshyn Volodymyr Ivanovych, Pavlychuk Vasyl Denysovych, Tymoshyn Igor Volodymyrovych, Budanov Oleksandr Yevgeniiovych, Prokopenko Viktor Stepanovych
Назва патенту російськоюУстройство для заполнения нисходящих скважин веществом в рукав
Автори російськоюКиренков Александр Николаевич, Тимошин Владимир Иванович, Павличук Василий Денисович, Тимошин Игорь Владимирович, Буданов Александр Евгеньевич, Прокопенко Виктор Степанович
МПК / Мітки
МПК: F42D 1/08
Мітки: рукав, низхідних, речовиною, заповнення, свердловин, пристрій
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-30717-pristrijj-dlya-zapovnennya-nizkhidnikh-sverdlovin-rechovinoyu-v-rukav.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для заповнення низхідних свердловин речовиною в рукав</a>
Попередній патент: Спосіб вилучення техногенних скупчень нафтопродуктів з поверхні грунтових вод
Наступний патент: Спосіб “діма снм” психофункціонального мобілізуючого тренування
Випадковий патент: Ампула для автоматичного ін'єктора