СИСТЕМА ДЛЯ ТАМПОНАЖА ЗАКРЕПНОГО ПРОСТРАНСТВА

Полезная модель относится к горному делу и может быть использована при ведении работ по щитовой проходке и креплению тоннелей различного назначения с использованием тюбинговой крепи.
Эта полезная модель может быть использована для подачи тампонажного раствора и компонента для ускорения его схватывания, например, силиката натрия.
Известна система для тампонажа закрепного пространства, содержащая тройник, линию подвода тампонажного состава, линию подвода ускорителя схватывания, статический миксер и штуцер для соединения с проходным каналом тюбинга. Указанная система описана в патенте США № 5803665, опублик. 1997.
Однако эта система, обеспечивая высокостабильную подготовку подаваемого тампонажного состава, является весьма сложной в конструктивном и эксплуатационном отношении. В случае временной остановки проходки тоннеля, повышается вероятность схватывания тампонажного состава в трубопроводах и отдельных рабочих элементах системы, что ведет к простоям и снижению скорости проходки.
Полезная модель направлена на решение задачи по созданию системы для тампонажа закрепного пространства, имеющей более простую конструкцию и позволяющей увеличить скорость проходки за счет сокращения времени на вспомогательные операции.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой системы, заключается в обеспечении постоянного рабочего режима работы оборудования при проведении цикла работ при щитовой проходке тоннеля и тампонажа закрепного пространства.
Поставленная задача решена за счет того, что в системе для тампонажа закрепного пространства, содержащей тройник, линию подвода тампонажного состава, линию подвода ускорителя схватывания, статический миксер и штуцер для соединения с проходным каналом тюбинга, установлены два обратных клапана. Первый из клапанов установлен в тройнике на линии подвода ускорителя схватывания. Второй обратный клапан размещен на резьбовой втулке, имеющей внутреннюю резьбу для соединения со штуцером тройника. Статический миксер для смешивания тампонажного состава и ускорителя схватывания выполнен с возможностью установки в проходном канале тюбинга. Он представляет собой набор из нескольких секций последовательно установленных разнонаправленных винтовых лопастей.
Для лучшего перемешивания состава на ограниченном пространстве, каждая из винтовых лопастей статического миксера выполнена четырехзаходной, а угол разворота каждой из ее образующих может составлять π/6-π/4. Угол разворота, а также количество секций винтовых лопастей в наборе может варьироваться в зависимости от физических свойств перемешиваемых компонентов.
Поскольку в системе для тампонажа закрепного пространства винтовые лопасти статического миксера, а также резьбовая втулка размещаются в проходном канале тюбинга, они являются одноразовыми и не подлежат извлечению. Для снижения времени монтажа системы и ее цены, эти закладные элементы системы, устанавливаются заблаговременно в тюбинге и выполняются из термопластичного полимера.
Предлагаемое техническое решение позволяет устранить образование пробок в подающих линиях системы при вынужденных технологических остановках процесса нагнетания тампонажного состава.
Описание полезной модели поясняется двумя фигурами. На фиг.1 показан тройник, а на фиг.2 представлена часть тюбинга с размещенными в тюбинге элементами системы для тампонажа.
Система для тампонажа закрепного пространства (фиг.1), содержит тройник 1 с линией 2 подвода тампонажного состава и линией 3 подвода ускорителя схватывания. В тройнике 1 на линии 3 подвода ускорителя схватывания установлен обратный клапан 4. Для беспрепятственной подачи тампонажного состава по линии 2, обратный клапан 4 расположен в патрубке линии 3 тройника 1 без выхода в полость центрального патрубка линии 2. Выходной щтуцер 5 тройника 1 имеет наружную резьбу для соединения с резьбовой втулкой 6, устанавливаемой в проходном канале 7 тюбинга 8. На выходной части резьбовой втулки 6 размещен второй обратный клапан 9, препятствующий вытеканию тампонажного состава при отсоединении штуцера 5 или при нарушении работы нагнетательной установки.
Для ускорения схватывания тампонажного состава при проведении инъектирования, в состав добавляют компонент, повышающий скорость схватывания, например, силикат натрия, т.е. также как и в патенте США № 5803665.
Однако, в системе, используемой в указанном патенте, статический миксер расположен на нагнетательной линии непосредственно за тройником и после статического миксера нагнетательная линия продолжается к наконечнику, соединяемому с закрепным пространством. Такая конструкция ведет к тому, что при временной остановке работы по тампонажу, т.е. при переходе с одного тюбинга на другой, в области статического миксера возникает вероятность образования пробки из застывающего тампонажного состава, которую необходимо удалять при возобновлении работы. В предлагаемой системе такого забивания не происходит, поскольку статический миксер, расположенный непосредственно в тюбинге, является одноразовым элементом и после проведения тампонажа остается в тюбинге. Поступающий на установку тюбинг поступает уже с заранее установленной резьбовой втулкой 6, обратным клапаном 9 и статическим миксером 10. Статический миксер 10 для смешивания тампонажного состава и ускорителя схватывания выполнен с возможностью установки в проходном канале тюбинга 8. Он представляет собой набор из нескольких секций последовательно установленных разнонаправленных винтовых лопастей, каждая из которых выполнена четырехзаходной, а угол разворота каждой из ее образующих может составлять π/6-π/4. Такое выполнение статического миксера позволяет изменять его рабочие характеристики для обеспечения перемешивания компонентов состава с различными реологическими свойствами. Количество секций винтовых лопастей, а также угол разворота образующих, может варьироваться в зависимости от физических свойств перемешиваемых компонентов.
Поскольку в системе для тампонажа винтовые лопасти статического миксера, а также резьбовая втулка размещаются в проходном канале тюбинга, они являются одноразовыми и не подлежат извлечению. Для снижения времени монтажа системы и ее цены, эти закладные элементы системы, устанавливаемые заблаговременно в тюбинге, выполнены из термопластичного полимера.
Указанная система позволяет сократить трудозатраты на проведение проходческих работ с использованием тоннелепроходческого щита с тюбинговым креплением готового тоннеля.