ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СТАНКОВ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ И ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ СКВАЖИН

Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения и расширения скважин в крепких породах.
Известна пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин (см. Великий М.И. и др. Техника бурения скважин комбинированными способами. М.: Недра. 1977 - с39), включающая кожух с отверстием для прохода буровой штанги, имеющей трубопроводы подачи горючего, сжатого воздуха, воды и две вытяжные трубы с установленными распылителями жидкости.
Недостатком является выход мелкодисперсной пыли из пылеулавливающей установки в атмосферу при работе термомеханического станка, что ухудшает экологическую обстановку в зоне термомеханического бурения и термического расширения скважин.
Известна пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин (см. а.с. №1744248 MKЛ Е 21 С 7/00. 1992 Бюллетень №24), включающая кожух с отверстием для прохода буровой штанги, соединенный с двумя вытяжными трубами, в каждой из которые установлен распылитель жидкости, приспособление для отвода шлама и два сопла, каждое из которых выполнено в виде боковой поверхности усеченного конуса, на внутренней поверхности которого выполнены продольные винтообразные канавки, а у большего основания - кольцевая канавка для сбора шлама, при этом выходные концы вытяжных труб расположены внутри сопл за кольцевой канавкой для сбора шлама и установлены с зазором относительно внутренней поверхности сопл, а кольцевая канавка для сбора шлама сообщена
продольными винтообразными канавками с приспособлением для отвода шлама.
Недостатком данного изобретения является увеличение энергозатрат на преодоление аэродинамического сопротивления сопл, обусловленного витанием внутри их мелких фракций пыли в закрученном потоке, а это уменьшает живое сечение вытяжных труб, и, как следствие, снижает эффективность очистки.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности очистки пылеулавливающей установки путем устранения витания тонкодисперсной пыли внутри сопл при закручивании пылепарогазового потока в винтообразных продольных канавках.
Технический результат по повышению эффективности очистки достигается тем, что пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин, включающая кожух с отверстием для прохода буровой штанги, соединенный с двумя вытяжными трубами, в каждой из которых установлен распылитель жидкости, приспособление для отвода шлама и два сопла, каждое из которых выполнено в виде боковой поверхности усеченного конуса, на внутренней поверхности которого выполнены продольные винтообразные канавки, а у большего основания - кольцевая канавка для сбора шлама, при этом выходные концы вытяжных труб расположены внутри сопл за кольцевой канавкой для сбора шлама и установлены с зазором относительно внутренней поверхности сопл, а кольцевая канавка для сбора шлама сообщена продольными винтообразными канавками с приспособлением для отвода шлама, причем профиль винтообразных канавок выполнен в виде «ласточкина хвоста».
На фиг.1 изображена принципиальная схема установки: На фиг.2 -развертка сопла, выполненного в виде боковой поверхности усеченного конуса с приспособлением для отвода шлама: на фиг.3 - профиль
продольной винтообразной канавки в виде «ласточкина хвоста», выполненной на внутренней поверхности сопла.
Пылеулавливающая установка для станков термомеханического бурения и термического расширения скважин состоит из кожуха 1 с отверстием для прохода буровой штанги 2, двух вытяжных труб 3, в каждой из которых установлен распыли гель жидкости 4, двух сопл 5, каждое из которых выполнено в виде боковой поверхности усеченного конуса, на внутренней поверхности которого выполнены винтообразные канавки 6, профиль которых имеет вид «ласточкина хвоста» и заканчивается у большого основания кольцевой канавкой 7 для сбора шлама, сообщенной с приспособлением для отвода шлама 8.
Устройство работает следующим образом. При бурении устье скважины плотно закрывается кожухом 1. В промессе продувки скважины для удаления разрушенной породы в виде частиц различной фракции по соответствующим трубопроводам буровой штанги 2 наряду с горючим и сжатым воздухом подается вода, которая после охлаждения теплонапряженных элементов огнеструйной горелки и каналов породоразрушающих элементов бурового става, выбрасывается в скважину, где интенсивно испаряется за счет тепла продуктов сгорания топлива. Буровой шлам под действием напора смеси выносится к устью скважины, плотно закрытой кожухом 1. Крупные частицы и куски породы практически полностью оседают в области устья скважины, закрытой кожухом 1.
Мелкие фракции породы (тонкодисперсная пыль) не успевшие омочиться водой с парогазовой смесью смачиваются жидкостью, поступающей из распылителей 4. уплотненный распыленными каплями воды пылепарогазовый поток поступав в сопла 5, где завихряется, перемещаясь по продольным винтообразным канавкам 6, в результате, наблюдается винтообразное движение потока снизу вверх.
Взвешенные частицы тонкодисперсной пыли пылепарогазового потока центробежной силой отбрасываются к внутренней стенке сопла 5 и попадают
в продольные винтообразные канавки 6, где под действием возросшего гидравлического сопротивления винтообразных канавок 6 резко уменьшают свою скорость, сталкиваясь с другими частицами, укрупняются, становятся «ядрами» конденсации парогазового потока.
Для устранения возможности последующего «выдувания» завихренным потоком частиц тонкодисперсной пыли из полости продольных винтообразных канавок 6 и образованием зоны витания над вытяжными трубами 3 (см. например Перетолчин А.В. Вращательное и шарошечное буренe скважин на карьерах. - М.: Недра, 1983 - 175 с), продольные винтообразные канавки 6 выполнены с профилем в виде «ласточкиного хвоста», что устраняет процесс обратного поступления в завихреннный поток частиц мелкодисперсной пыли. В результате предотвращается витание тонкодисперсной пыли, которое ранее приводило к увеличению аэродинамического сопротивления сопл 5 (как следствие снижению эффективности пылеулавливающей установки) и данная смесь загрязнений собирается в кольцевой канавке 7, находящейся вне зоны движения пылепарогазового потока в сопле 5 и под действием гравитационных сил поступает в приспособление для отвода шлама 8, из которого удаляется вручную или автоматически.
Оригинальность предлагаемой полезной модели заключается в том, что она обеспечивает эффективную очистку пылегазового потока, путем устранения возможности повторного витания тонкодисперсной пыли за счет выполнения продольных винтообразных канавок с профилем в виде «ласточкиного хвоста», т.е. конструкция, практически устраняющая выпадения и выдувания твердых частиц.