••-—; -u. -; , — SU 374454 (original) (raw)
Саве Соеетоииэ Сациэлиотическиэ Реопуелииависимое от авт. свидетельства М Заявлено 28.П 1,1971 ( 1684073/22-3) Кл. Е 21 т 1 1/14 Е 020 19/14 с присоединением заявкиКомитет по аелэв иэобретеммй и открыти при Сосете Мимиотроэ СССРиоритет ень15 Опубликовано 20,111,1973, Бю Дата опубликования опи.ани УД. В. Апухтин, Б. Б. Бергер и В, Г. Николаенко осударственный трест по проходке шахт бурением и другим специальными способами - Шахтспецстройвите АЮЩАЯ КОЛОНКА ЗАМОРА ахтному гидрконкретно Изобретение относится к ш отехническому строительству, к замораживанию горных пород.Известны замораживающие колонки для ступенчатого (зонального) замораживания горных пород, включающие обсадную колонну с днищем, оголовок, две соосно расположенные колонны питающих труб, предназначенных для циркуляции холодоносителя, и диафрагму.Цель предлагаемого изобретения - интенсификация процесса замораживания пород и уменьшение потерь холода в рабочей зоне.Для этого внешняя питающая труба содержит пакерующее и золотниковое устройства, установленные на диафрагме, жестко закрепленной на внутренней питающей трубе.На фиг. 1 показана замораживающая колонка, продольный разрез; на фиг. 2 - схема золотникового и пакерующего устройства замораживающей колонки.Замораживающая колонка (см. фиг. 1) состоит из обсадной колонны труб 1 с днищем 2, двух соосно расположенных внутренней колонны питающих труб 3, опущенной до днища 2, и внешней колонны питающих труб 4, опущенной до границы раздела зоны замораживания,На выходной части, колонны труб 4 установлено золотниковое устройство 5, состоящее из замкнутой кольцевой камеры б (см, фиг.2), образованной внутренним 7 и наружным 8 полыми цилиндрами, соединенными кольцами 9 с отверстиями 10 для впуска-выпуска хо лодоносителя в камеру б.Концы внутренней полости кольцевой камеры имеют форму усеченного конуса. Во внутреннем цилиндре 7 вырезаны перепускные окна 11.10 Внутри кольцевой камеры б расположенкольцевой поршень-золотник 12, который перемещается в камере под воздействием напора (сверху или снизу) холодоносителя и закрывает отверстия 10 в верхнем, или в нижнем 15 положении, регулируя направление потокахолодоносителя через перепускное окно 11, Концы боковых поверхностей поршня-золотника выполнены в виде усеченного конуса по форме, соответствующей окончаниям внутрен ней полости кольцевой камеры.К наружней поверхности цилиндра 8 крепится коническая обойма 13. Золотниковое устройство 5 опирается на пакерующее устройство 14 (см. фиг, 1), состоящее из эластич ного уплотнителя 15 (фиг. 2), закрепленногона диафрагме 16 с отверстиями 17. Диафрагма жестко связана с внутренней колонной питающих труб 3 посредством патрубка.Под действием веса и последующего натяга 30 при монтаже колонны труб 4 коническаяобойма 13 золотникового устройства входит в эластичный уплотнитель 15, разжимает его и тем самым герметизирует кольцевое пространство между золотниковым устройством 5 и обсадной колонной труб 1. При этом отверстия 10 кольцевой камеры б и отверстия 17 диафрагмы 1 б совмещаются, создавая возможность поступления холодоносителя в кольцевую камеру из нижней ступени.Для подачи холодоносителя в нужную ступень в оголовке колонки установлены (см. фиг. 1) патрубки с кранами 18, 19 и 20, соединенные с соответствующими трубами 1, 4 и 3.При замораживаниями пород верхней ступечи холодоноситель под напором подается через кран 19 при открытом кране 18 и закрытом 20 в кольцевое пространство между колоннами труб 3 и 4, а затем поступает через перепускные окна 11 в кольцевую камеру б. Поршень- золотник 12 под давлением холодоносителя в нижнем положении прижимается к отверстиям 10, перекрывает доступ холодоносителя к нижней ступени и открывает верхние отверстия 10 золотникового устройства, пропуская холодоноситель в кольцевое пространство между трубами 1 и 4.Перед замораживанием пород нижней ступени холодоноситель из верхней ступени отжимается сжатым воздухом в направлении, обратном движению холодоносителя при замораживании пород верхней ступени. Таким образом неподвижный холодоноситель замещается средой с малым коэффициентом теплопроводности.При замораживании пород нижней зоны холодоноситель под напором подается через кран 20 при открытом кране 19 и закрытом 18 в питающую колонну труб 3. Затем по кольцевому пространству между трубами 1 и 3 поднимается вверх, отдавая при этом холод окружающим породам через стенку обсадной колонны 1, и через нижние отверстия 10 поступает в кольцевую камеру б, поднимая при 5 этом поршень-золотник 12, который под давлением холодоносителя прижимается к верхним отверстиям 10, перекрывая доступ холодоносителю в верхнюю ступень, одновременно давая возможность пропустить холодоноси тель через перепускные окна 11 в пространство между колоннами труб 3 и 4,Таким образом, совместная работа золотникового и пакерующего устройств в замораживающей колонке обеспечивает обособленную 15 подачу холодоносителя на каждую ступеньпород, подлежащих замораживанию. Предмет изобретения20 1. Замораживающая колонка для ступенчатого (зонального) замораживания горных пород, включающая оголовок, обсадную колоннус днищем, внешнюю и внутреннюю сооснорасположенные колонны питающих труб, ди 25 афрагму, отличающаяся тем, что, с цельюинтенсификации процесса замораживания пород и уменьшения потерь холода в нерабочейзоне, внешняя питающая труба снабжена пакерующим и золотниковым устройствами,30 установленными па диафрагме, жестко закрепленной на внутренней питающей трубе.2. Замораживающая колонка по п, 1, отличаюшаяся тем, что золотниковое устройство выполнено в виде кольцевой камеры с пор 35 шнем и перепускными окнами.3. Замораживающая колонка по п. 1, отличающаяся тем, что пакерующее устройствовыполнено в виде эластичного кольцевого уплотнителя,Типография, пр. Сапунова,Заказ 1137/17 Изд.326 Тираж 576ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СоветМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписноеинистров СССР