УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУШЕНИЯ ОБВОДНЕННЫХ СКВАЖИН

Полезная модель относится к установкам для осушения обводненных скважин и может найти применение при разработке полезных ископаемых открытым способом.
Известны установки для осушения скважин, включающие автомобили МА3-509А или БелА3-540А с двигателем внутреннего сгорания, на шасси которых установлены приводной реверсивный барабан с размещенным на нем шлангом и пеногенерирующей насадкой (насадком) на его конце, емкости для воды и пенообразующего вещества, шланг подачи снабжен гибким коаксиально расположенным рукавом, соединенным с емкостью пенообразующего вещества и подключен к выхлопной трубе двигателя внутреннего сгорания (1-4). Установку подводят к заполненной водой скважине, устанавливают переключатель газового потока в положение, при котором выхлопные газы от двигателя внутреннего сгорания по трубопроводу поступают через полый вал барабана и полость шланга в пеногенерирующую насадку с одновременной подачей воды в поток выхлопных газов. В пеногенерирующей насадке образуется смесь горячего газа с подогретым пенообразующим веществом, которая при контакте с водой создает на дне скважины пеногазовую подушку. Благодаря повышенной температуре газа и пенообразующего вещества происходит более интенсивное пенообразование, в результате чего происходит ускоренный вынос воды и бурового шлама из скважины, что позволяет использовать неводоустойчивые взрывчатые вещества. Недостатком названных установок является использование большегрузных автомобилей.
Известна установка для осушения обводненных скважин, состоящая из трактора с двигателем внутреннего сгорания, баков воды и водного раствора пенообразователя, реверсивного барабана, систем подачи выхлопных газов двигателя, воды и водного раствора пенообразователя - поверхностно-активного вещества (ПАВ), состоящих из напорного шланга (коаксиально расположенных шланга и рукава) с насадкой и уплотнителем скважин на одном из его концов, размещаемого на реверсивном барабане, трубопроводов, кранов и, насосов (5), принятая авторами в качестве прототипа. Недостатком установки-прототипа является возможность осушения скважин только в пределах габарита установки, низкая производительность осушения скважин.
Технической задачей разработки полезной модели является повышение эффективности ведения взрывных работ в обводненных скважинах за счет реконструкции установки осушения, повышения производительности и улучшения условий ее эксплуатации.
Техническая задача была решена разработкой установки для осушения обводненных скважин, включающей трактор с двигателем внутреннего сгорания, бак водного раствора пенообразователя, реверсивный барабан, связанный с гидросистемой трактора, систем переключения потока выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и подачи водного раствора пенообразователя, состоящих из коаксиально расположенных двух шлангов с пеногенерирующей насадкой на одном из его концов, размещаемых на реверсивном барабане, трубопроводов, кранов и насосов, отличающаяся тем, что реверсивный барабан дополнительно содержит откидной рычаг с роликом, а кран переключения тракта выхлопных газов двигателя через рукоятку, два трубчатых рычага и вставку, соединенных между собой карданными шарнирами, выведен в кабину водителя.
Установка может включать не один, а несколько баков водного раствора пенообразователя. В качестве пенообразователя могу использоваться 3-7%-ные водные растворы сульфанола.
Отличительной особенностью заявляемой установки для осушения скважин является:
- установка откидного рычага с роликом, что позволяет проводить осушение скважин, выходящих за габариты осушающей установки;
- установка рукоятки, трубчатых рычагов, вставки, карданных шарниров позволяет переключать поток выхлопных газов оператором-водителем непосредственно из кабины трактора, что улучшает условия управления режимами работы осушающей установки;
- исключение использования воды для предварительного охлаждения выхлопных газов двигателя повышает интенсивность ценообразования, сокращает время осушения скважин, а следовательно повышает производительность подготовки обводненных скважин для их заряжания.
Полезная модель поясняется фиг.1, 2.
Фиг.1 - вид реверсивного барабана с откидным рычагом с роликом.
Фиг.2 - схема управления переключения тракта подачи выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.
Установка для осушения обводненных скважин (фиг.1, 2) состоит из колесного трактора МТЗ-80 1 с двигателем внутреннего сгорания, с установленным на нем баком раствора пенообразователя 3, реверсивного барабана 4 с навитым на нем напорного шланга, состоящего из 2-х коаксиально расположенных шлангов (шланга 5 и рукава 6) с пеногенерирующей насадкой 7 на одном из его концов; второй конец шланга 5 подключен к выхлопной трубе 8 двигателя внутреннего сгорания через полый вал 9 реверсивного барабана и кран 10 тракта переключения выхлопных газов двигателя, а второй конец рукава 6 связан с баком 3 водного раствора пенообразователя.
Установка для осушения обводненных скважин работает следующим образом. Бак 3 заполняется водным раствором пенообразователя (ПАВ). Трактор подъезжает к заполненной водой скважине 11. Напорный шланг через откидной рычаг 12 и ролик 13 опускается на дно скважины 11 (в транспортном положении откидной рычаг с роликом устанавливается в вертикальном положении с помощью фиксатора 14). Осушаемая скважина находится за пределами габарита осушающей установки, при этом откидной рычаг 12 с роликом 13 устанавливается под определенным углом в зафиксированном состоянии. Водитель-оператор из кабины 20 трактора рукояткой 15 через трубчатые рычаги 16, вставку 17, карданные шарниры 18 переключает кран 10 на подачу выхлопных газов в напорный шланг и поток отработанных газов двигателя трактора направляется по напорному шлангу в осушаемую скважину (в транспортном положении выхлопные газы двигателя направляются в атмосферу через глушитель 19 штатной выхлопной системы трактора). Через 10-15 с включают насос для подачи водного раствора пенообразователя в поток выхлопных газов. Регулировкой расхода подачи воды и выхлопных газов (по числу оборотов двигателя, фиксируемых тахометром) устанавливают оптимальный режим осушения скважины. Пенообразующий раствор, проходя по рукаву 6 напорного шланга, попадает в насадку 7. В пеногенерирующей насадке 7 образуется смесь горячего газа с пенообразующим веществом, которая при контакте с водой создает на дне скважины пеногазовую подушку. Пеногазовая подушка под действием нагнетаемого газа движется вверх по скважине и как поршнем выталкивает из нее воду. После удаления воды отключается насос подачи раствора, поток выхлопных газов направляется в атмосферу путем его переключения в штатную выхлопную систему трактора; напорный шланг с насадкой поднимают вверх по скважине и размещают на реверсивном барабане. Установка готова для осушения следующей скважины.
Заявленный технический результат - повышение эффективности ведения взрывных работ в обводненных скважинах - обеспечивается предлагаемой установкой для осушения скважин:
- установка откидного рычага с роликом на реверсивном барабане позволяет производить удаление воды без наезда колес трактора на устья осушаемых скважин;
- использование предварительно неохлаждаемых выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания водой повышает эффективность ценообразования, скорость водоотлива, полноту и ускоренный вынос воды и бурового шлама из скважины, что снижает время осушения скважин и повышает производительность подготовки осушаемых скважин для их заряжания, а следовательно повышает производительность ведения взрывных работ в целом;
- установка рукоятки, трубчатых рычагов, вставки, карданных шарниров позволяет связать кабину водителя с краном и переключать поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания непосредственно из кабины водителя, что улучшает условия работы обслуживающего персонала, снижает время подготовки обводненных скважин к заряжанию неводоустойчивыми взрывчатыми веществами.
Пример работы осушающей установки.
Глубина скважины - 15 м; диаметр скважины - 0,15 м; высота столба воды в скважине - 10 м.
Наружный диаметр шланга - 0,085 м, диаметр рукава - 0,013-0,015 м, длина напорного шланга - 20 м.
Осушающий реагент (пенообразователь) - 5%-ный водный раствор сульфанола.
Подачу водного раствора сульфанола включали через 10-12 с после включения подачи выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.
Осушение осуществлялось с подачей водного раствора сульфанола в объеме 2,5 л на скважину. Время подачи водного раствора сульфанола составляло 25 с.
Обороты двигателя составляли от 1000 об/мин в начале до 1800 об/мин в конце процесса осушения.
Остаточный уровень воды в осушенной скважине - 0,1 м, т.е. из скважины удалено в процессе осушения 99% имевшейся в ней воды.
Зафиксировано, что процесс осушения скважин осуществляется в течение не более одной минуты. Основной объем воды выбрасывается из скважины в течение первых 15-20 с.
Предлагаемая установка для осушения скважин проверена при заряжании обводненных скважинах диаметром 0,105-0,256 м, глубиной до 15 м с уровнем столба воды 4-15 м. В ходе промышленных испытаний достигнуто требуемое осушение скважин, расход аммиачно-селитренных взрывчатых веществ не превышал норм расхода при заряжании сухих скважин.
Источники информации:
1. AC СССР №1032111.
2. АС СССР №1328431.
3. Патент РФ на полезную модель №77040.
4. АС СССР №1127949.
5. Патент РФ на полезную модель №98569.