RU2544348C1

RU2544348C1 - Device for combined mechanical and thermal expansion of wells

Info

Publication number: RU2544348C1
Application number: RU2013142735/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Сергей Геннадьевич Емельянов; Денис Станиславович Забанов; Константин Игоревич Сначёв; Анатолий Платонович Дубяга
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-03-20
Also published as: RU2013142735A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: device for combined mechanical and thermal expansion of wells includes a drilling rig with rock destructing elements, a burner with fuel and air supply lines, which is arranged in the end face of the rig, a unit for dust and gas suppression with a built-in pipe for removal of a hot steam-gas flow to the environment, a control panel, electric heaters with an adsorber that is made in the form of cylinders of different diameters, which are inserted one into another and restricted with surfaces, for arrangement of an adsorbent between the inner wall of the larger cylinder and the outer wall of the smaller cylinder, and which is put with its inner wall on the outer surface of the pipe for removal of a steam-gas mixture to atmosphere. The smaller cylinder is made from bimetal. The inner wall of the smaller cylinder has a thermal conductivity coefficient, which exceeds by 2.5-3.0 times the thermal conductivity coefficient of its outer wall. The inner surface of the larger cylinder is coated with heat insulating and heat accumulating thin-fibre basalt material; with that, the thin-fibre basalt material is located in a longitudinal direction in a stretched manner throughout the height of the adsorber.

EFFECT: reduction of power consumption at continuous operation of an adsorber.

2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин.The invention relates to the mining industry, in particular to drilling wells.

Известно устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин (см. патент РФ №2168597, МПК E21B 7/14, 2001), включающее буровой став с породоразрушающими элементами, размещенную в торце става горелку с магистралями подвода горючего и воздуха, установку пылеподавления с встроенной трубой для отвода горячего парогазового потока в окружающую среду, пульт управления, электронагреватели с адсорбером, которые последовательно установлены в магистрали подвода воздуха, при этом адсорбер выполнен в виде двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра, причем адсорбер внутренней стенкой меньшего цилиндра плотно насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу, адсорбер размещен в подпружиненной кассете, свободно перемещаются в вертикальном направлении между внутренней поверхностью большого цилиндра и внешней поверхностью меньшего цилиндра, при этом в верхней части на внутренней поверхности большего цилиндра укреплен золотник, а в нижней ее части выполнено золотниковое отверстие.A device is known for combined mechanical and thermal expansion of wells (see RF patent No. 2168597, IPC E21B 7/14, 2001), including a drill stand with rock cutting elements, a burner at the end of the stand with burners for supplying fuel and air, a dust suppression unit with an integrated pipe for the removal of hot combined-cycle gas flow into the environment, a control panel, electric heaters with an adsorber, which are sequentially installed in the air supply line, while the adsorber is made in the form of two inserted one into the other and bounded by the surfaces of cylinders of different diameters, the adsorber being tightly mounted on the outer wall of the smaller cylinder to divert the vapor-gas mixture into the atmosphere, the adsorber is placed in a spring-loaded cartridge, move freely in the vertical direction between the inner surface of the large cylinder and the outer surface of the smaller cylinder, this in the upper part on the inner surface of the larger cylinder reinforced spool, and in its lower part made a spool hole.

Недостатком данного устройства является невозможность увеличения температурного градиента в условиях бурения при изменяющейся твердости пород взрывных скважин, что обусловлено прямоточностью движения огневого потока и соответственно постоянством теплового напряжения в зоне действия факела.The disadvantage of this device is the impossibility of increasing the temperature gradient during drilling with varying hardness of blast hole rocks, which is due to the direct flow of the fire flow and, accordingly, the constancy of thermal stress in the zone of the torch.

Известно устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин (см. патент РФ №2349729, МПК E21B 7/14, 2009, Бюл. №8), включающее буровой став с породоразрушающими элементами, размещенную в торце става горелку с магистралями подвода горючего и воздуха, установку пылегазоподавления с встроенной трубой для отвода горячего парогазового потока в окружающую среду, пульт управления, электронагреватели с адсорбером, который имеет вид двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра для размещения адсорбента между внутренней стенкой большего цилиндра и внешней стенкой меньшего цилиндра, а внутренней стенкой он насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу, при этом меньший цилиндр выполнен из биметалла, причем внутренняя стенка меньшего цилиндра имеет коэффициент теплопроводности, в 2,5-3,0 раза превышающий коэффициент теплопроводности внешней его стенки.A device is known for combined mechanical and thermal expansion of wells (see RF patent No. 2349729, IPC E21B 7/14, 2009, Bull. No. 8), comprising a drill stand with rock cutting elements, a burner located at the end of the stand with fuel and air supply lines, a dust and gas suppression unit with a built-in pipe to divert hot steam and gas flow into the environment, a control panel, electric heaters with an adsorber, which has the form of two cylinders of different diameters inserted one into the other and bounded by the surfaces for placement adsorbent between the inner wall of the larger cylinder and the outer wall of the smaller cylinder, and the inner wall is mounted on the outer surface of the pipe to divert the gas mixture into the atmosphere, while the smaller cylinder is made of bimetal, and the inner wall of the smaller cylinder has a thermal conductivity of 2.5 -3.0 times the coefficient of thermal conductivity of its outer wall.

Недостатком являются энергозатраты, обусловленные необходимостью поддерживания нормированной поглощающей способности адсорбирующего вещества по всему объему адсорбера, что должно достигаться равномерностью распределения теплоты десорбции как в зоне внешней поверхности меньшего цилиндра, так и в зоне внутренней поверхности большего цилиндра адсорбера, однако наблюдаются потери теплоты адсорбции и десорбции через стену большого цилиндра в окружающую сферу, например кузовное помещение, где размещены адсорберы, что приводит не только к нарушению температурного режима процесса десорбции, но и требует дополнительных энергозатрат на нагрев воздуха регенерации, проходящего в зоне контакта адсорбирующего вещества с внутренней поверхностью стенки большего цилиндра, куда не доходит в достаточном количестве теплота от трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу.The disadvantage is the energy consumption due to the need to maintain the normalized absorption capacity of the adsorbing substance throughout the adsorber volume, which should be achieved by a uniform distribution of desorption heat both in the area of the outer surface of the smaller cylinder and in the area of the inner surface of the larger cylinder of the adsorber, however, there are losses in the heat of adsorption and desorption through the wall of a large cylinder into the surrounding sphere, for example, a body building where adsorbers are placed, which leads not only about the violation of the temperature regime of the desorption process, but also requires additional energy for heating the regeneration air passing in the zone of contact of the adsorbing substance with the inner surface of the wall of the larger cylinder, where the heat from the pipe does not reach in sufficient quantities to divert the vapor-gas mixture to the atmosphere.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат при длительной эксплуатации адсорбера устройства для совмещенного механического и термического расширения скважин, обусловленных устранением теплопотерь через наружную стенку большего цилиндра, контактирующую с окружающей средой, путем покрытия ее внутренней поверхности теплоизолирующим и теплоаккумулирующим тонковолокнистым базальтовым материалом, волокна которого продольно вытянуты и в виде пучков расположены по высоте адсорбера.The technical task of the invention is to reduce energy consumption during prolonged use of the adsorber device for the combined mechanical and thermal expansion of wells, due to the elimination of heat loss through the outer wall of the larger cylinder in contact with the environment by coating its inner surface with heat-insulating and heat-accumulating fine-fiber basalt material, the fibers of which are longitudinally elongated and in the form of beams are located along the height of the adsorber.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в устройстве для совмещенного механического и термического расширения скважин, включающем буровой став с породоразрушающими элементами, размещенную в торце става горелку с магистралями подвода горючего и воздуха, установку пылегазоподавления с встроенной трубой для отвода горячего парогазового потока в окружающую среду, пульт управления, электронагреватели с адсорбером, который имеет вид двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра для размещения адсорбента между внутренней стенкой большего цилиндра и внешней стенкой меньшего цилиндра, а внутренней стенкой он насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу, при этом меньший цилиндр выполнен из биметалла, причем внутренняя стенка меньшего цилиндра имеет коэффициент теплопроводности, в 2,5-3,0 раза превышающий коэффициент теплопроводности внешней его стенки, согласно изобретению внутренняя поверхность большего цилиндра покрыта теплоизолирующим и теплоаккумулирующим тонковолокнистым базальтовым материалом, причем тонковолокнистый базальтовый материал расположен продольно растянутым по высоте адсорбера.The technical result of the invention is achieved in that in a device for combined mechanical and thermal expansion of wells, including a drill stand with rock cutting elements, a burner with fuel and air supply lines located at the end of the stand, a dust and gas suppression unit with an integrated pipe to divert the hot vapor-gas stream to the environment , control panel, electric heaters with an adsorber, which has the form of two differently inserted one into the other and bounded by the surfaces of the cylinders diameter for placing the adsorbent between the inner wall of the larger cylinder and the outer wall of the smaller cylinder, and the inner wall is mounted on the outer surface of the pipe to divert the gas mixture into the atmosphere, while the smaller cylinder is made of bimetal, and the inner wall of the smaller cylinder has a thermal conductivity, 2.5-3.0 times higher than the coefficient of thermal conductivity of its outer wall, according to the invention, the inner surface of the larger cylinder is covered with a heat insulating and heat-accumulating thin fibrous basalt material, and fine-fibrous basalt material is longitudinally stretched along the height of the adsorber.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - узел 8 на фиг.1 (адсорбер).Figure 1 shows the device, a General view; figure 2 - node 8 in figure 1 (adsorber).

Устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин содержит горелку с породоразрушающими элементами 1, магистраль для подвода воздушного окислителя (воздуха) 2, магистраль для подвода горючего 3, установку пылегазоподавления 4, трубу для отвода горячего парогазового потока 5, пульт управления 6, электронагреватели 7, адсорбер 8, представляющий собой два вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндра разного диаметра, для размещения адсорбента 9 между внутренней стенкой 10 большего цилиндра 11 и внешней стенкой 12 меньшего цилиндра 13. Внутренней стенкой 14 меньший цилиндр 13 насажен на внешнюю поверхность 15 трубы 5. При этом меньший цилиндр 13 выполнен из биметалла таким образом, что материал на внутренней стенке 14 имеет коэффициент теплопроводности, в 2,5-3,0 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала внешней его стенки 12 со стороны адсорбента 9. Внутренняя поверхность 16 большего цилиндра 11 покрыта теплоизолирующим и теплоаккумулирующим базальтовым материалом 17, причем тонковолокнистый базальтовый материал 17 расположен продольно растянутым по высоте адсорбера 8.A device for combined mechanical and thermal expansion of wells includes a burner with rock cutting elements 1, a line for supplying an air oxidizer (air) 2, a line for supplying fuel 3, a dust and gas suppression unit 4, a pipe for removing hot steam and gas stream 5, a control panel 6, electric heaters 7, the adsorber 8, which is two inserted one into the other and bounded by the surfaces of the cylinder of different diameters, for placing the adsorbent 9 between the inner wall 10 of the larger cylinder 11 and the outer wall 12 of the smaller cylinder 13. The inner wall 14 is mounted on a smaller cylinder 13 on the outer surface 15 of the pipe 5. Moreover, the smaller cylinder 13 is made of bimetal so that the material on the inner wall 14 has a thermal conductivity of 2.5-3.0 times the coefficient of thermal conductivity of the material of its outer wall 12 from the side of the adsorbent 9. The inner surface 16 of the larger cylinder 11 is covered with heat-insulating and heat-accumulating basalt material 17, and the fine-fiber basalt material 17 is located pro Aulnay stretched height adsorber 8.

Устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин работает следующим образом.A device for combined mechanical and thermal expansion of wells works as follows.

Известно, что в процессе осушки воздуха выделяется теплота адсорбции (см., например, Серпионова Е.Н. Промышленная адсорбция паров и газов. М.: Химия, 682 с.; ил.), которая в виде теплового потока теплопроводностью через стенку большего цилиндра (наружное ограждение корпуса) адсорбера 8 рассеивается в окружающую среду, нарушая температурный режим адсорбции и, соответственно, качество осушки воздуха. Для устранения воздействия на адсорбцию тепловых потерь через наружную стенку адсорбера 8 осуществляют корректировку температуры осушаемого воздуха до нормированных значений, что требует дополнительных энергозатрат. Особенно существенно влияние потери тепла в окружающую среду через стенку большого цилиндра 11 в процессе десорбции, когда тепловой поток перемещается от внешней поверхности 12 меньшего цилиндра 13, контактирующего с трубой 5 для отвода парогазовой смеси в атмосферу, к внутренней поверхности 16 стенки большего цилиндра 11. При этом тепловой поток процесса десорбции от внешней поверхности 12 меньшего цилиндра 13 распространяется в виде концентрических окружностей теплопроводностью по зернам адсорбента на разных уровнях по высоте адсорбера 8, что связано с процессом охлаждения парогазового потока, перемещающегося по трубе 5 для выброса в атмосферу (см., например, стр.82 В.П. Исаченко и др. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981. - 416 с., ил.).It is known that during the drying of air the heat of adsorption is released (see, for example, Serpionova EN Industrial adsorption of vapors and gases. M: Chemistry, 682 p .; ill.), Which in the form of a heat flux by thermal conductivity through the wall of a larger cylinder (external enclosure enclosure) of the adsorber 8 is dispersed into the environment, violating the temperature regime of adsorption and, accordingly, the quality of air drying. To eliminate the effect on the adsorption of heat loss through the outer wall of the adsorber 8, the temperature of the drained air is adjusted to normalized values, which requires additional energy consumption. The influence of heat loss to the environment through the wall of the large cylinder 11 during desorption is especially significant when the heat flux moves from the outer surface 12 of the smaller cylinder 13 in contact with the pipe 5 to divert the vapor-gas mixture to the atmosphere to the inner surface 16 of the wall of the larger cylinder 11. this heat flow of the desorption process from the outer surface 12 of the smaller cylinder 13 is distributed in the form of concentric circles with thermal conductivity along the grains of the adsorbent at different levels along the height of the adsorber 8, This is due to the cooling process of the vapor-gas stream moving through the pipe 5 for emission into the atmosphere (see, for example, p. 82 V.P. Isachenko et al. Heat transfer. M: Energoizdat, 1981. - 416 pp., ill.) .

В результате в зоне контакта адсорбирующего вещества (зерен адсорбента 9) с внутренней поверхностью 16 большего цилиндра 11 наблюдается недостаток поступления теплоты десорбции, обусловленный как затуханием потока тепла, передаваемого теплопроводностью от внешней поверхности 12 меньшего цилиндра 13, так и разноуровневым количеством тепла по высоте адсорбера с непрерывностью потерь тепла в окружающую среду стенкой большего цилиндра 11. Все это приводит к ухудшению процесса регенерации адсорбента и, соответственно, снижению качества последующей осушки воздуха или энергозатратам для дополнительного нагрева регенерирующего воздуха, т.е. осуществлению нормированной десорбции в зоне контакта адсорбирующего вещества с внутренней поверхностью 16 большего цилиндра 11 путем введения дополнительной теплоты, равной количественно теплоте, теряемой в окружающую среду, например в кузовное помещение бурового станка.As a result, in the contact zone of the adsorbing substance (adsorbent grains 9) with the inner surface 16 of the larger cylinder 11, there is a lack of heat of desorption due to both the attenuation of the heat flux transferred by the heat conduction from the outer surface 12 of the smaller cylinder 13 and a different level of heat along the height of the adsorber with the continuity of heat loss to the environment by the wall of the larger cylinder 11. All this leads to a deterioration in the process of regeneration of the adsorbent and, accordingly, a decrease in the quality of drying air or energy consumption for additional heating of the regenerating air, i.e. the implementation of normalized desorption in the zone of contact of the adsorbing substance with the inner surface 16 of the larger cylinder 11 by introducing additional heat equal to the heat lost to the environment, for example, in the body of a drilling rig.

При покрытии внутренней поверхности 16 большего цилиндра 11 адсорбера 8 слоем тонковолокнистого теплоизоляционного и теплоаккумулирующего базальтового материала 17 (см., например, Волокнистые материалы из базальтов. Украина. Киев: Изд. «Техника», 1971. - 76 с.; ил.), теплота адсорбции, выделяемая при контакте осушаемого воздуха с зернами адсорбента 9, передается слою тонковолокнистого теплоизоляционного и теплоаккумулирующего базальтового материала 17, где аккумулируется и по мере перемещения осушаемого воздуха накапливается в базальтовом материале 17, расположенном продольно растянутым по высоте адсорбера 8. В результате теплоизолирующей теплоаккумулирующей способности базальтового материала 17, расположенного на внутренней поверхности 16 большего цилиндра 11, поддерживается нормированный температурный режим адсорбции и осуществляется процесс осушки воздуха без дополнительных энергозатрат путем корректировки температуры осушки.When covering the inner surface 16 of the larger cylinder 11 of the adsorber 8 with a layer of thin-fiber heat-insulating and heat-accumulating basalt material 17 (see, for example, Fibrous materials from basalts. Ukraine. Kiev: Publishing House "Technique", 1971. - 76 pp., Ill.), the adsorption heat released upon contact of the drained air with the grains of the adsorbent 9 is transferred to the layer of fine-fiber heat-insulating and heat-accumulating basalt material 17, where it accumulates and accumulates in the basalt mat as the drained air moves iale 17 located longitudinally stretched adjustment adsorber 8. As a result, the heat-insulating heat-accumulating ability basalt material 17 disposed on the inner surface 16 of the larger cylinder 11, supported by the normalized temperature adsorption mode and air drying process is carried out without additional energy by adjusting the drying temperature.

В процессе десорбции, когда тепловой поток от трубы 5 для отвода горячего парогазового потока и, соответственно, от внешней поверхности 12 меньшего цилиндра в виде концентрических окружностей теплопроводностью перемещается к внутренней поверхности 17 большего цилиндра 11, осуществляется возврат с аккумулированной тонковолокнистым теплоизолирующим и теплоаккумулирующим базальтовым материалом 17 теплоты адсорбции, причем теплота поступает из него по мере перемещения регенерирующего воздуха. В результате поддерживается нормированный режим десорбции по всему объему адсорбера 8, без дополнительных энергозатрат на регенерацию зерен адсорбента 9 в зоне контакта с внутренней поверхностью 16 большего цилиндра 11, покрытого теплоизолирующим и теплоаккумулирующим тонковолокнистым базальтовым материалом 17.In the desorption process, when the heat flux from the pipe 5 for removing the hot vapor-gas flow and, accordingly, from the outer surface 12 of the smaller cylinder in the form of concentric circles with heat conduction moves to the inner surface 17 of the larger cylinder 11, the accumulated fine-fiber heat-insulating and heat-accumulating basalt material 17 is returned heat of adsorption, and heat comes from it as the regenerative air moves. As a result, a normalized desorption mode is maintained throughout the entire volume of the adsorber 8, without additional energy consumption for regeneration of the adsorbent grains 9 in the contact zone with the inner surface 16 of the larger cylinder 11, which is coated with heat-insulating and heat-accumulating fine-fiber basalt material 17.

При включении переключателя на пульте 6 управления процессом бурения в режим термического разрушения горных пород воздушный окислитель (воздух) от компрессора (не показан) по магистрали 2 подвода воздушного окислителя через выключенный электронагреватель 7 поступает к адсорберу 8, где осушается и направляется в горелку 1 с породоразрушающими элементами, куда одновременно подается горючее по магистрали 3.When you turn on the switch on the remote control 6 of the drilling process in the regime of thermal destruction of rocks, the air oxidizer (air) from the compressor (not shown) through line 2 for supplying the air oxidizer through the switched off electric heater 7 goes to the adsorber 8, where it is dried and sent to the burner 1 with rock-breaking elements to which fuel is simultaneously supplied via highway 3.

Выполнение внутренней стенки 14 меньшего цилиндра 13 из биметалла таким образом, что ее коэффициент теплопроводности в 2,5-3,0 раза больше коэффициента теплопроводности внешней стенки 12, сокращает переход теплоты адсорбции в более металлоемкую конструкцию трубы 5 по сравнению с объемом цилиндров 11 и 13 адсорбера 8, тем самым поддерживая оптимальный температурный режим осушки воздуха, используемого в качестве окислителя, что снижает энергоемкость процесса бурения.The implementation of the inner wall 14 of the smaller cylinder 13 from bimetal in such a way that its thermal conductivity coefficient is 2.5-3.0 times greater than the thermal conductivity coefficient of the outer wall 12, reduces the transfer of adsorption heat to a more metal-intensive design of the pipe 5 in comparison with the volume of the cylinders 11 and 13 adsorber 8, thereby maintaining the optimal temperature regime of drying air used as an oxidizing agent, which reduces the energy consumption of the drilling process.

При включении переключателя на пульте управления 6 процессом бурения в режим продувки скважины смесь парогазового потока с выбуренной массой твердых частиц из скважины поступает в установку 4 пылегазоподавления, где отделяется от твердых частиц, а очищенный горячий парогазовый поток по трубе 5 для отвода горячего парогазового потока выбрасывается в атмосферу. Теплота от движущегося парогазового потока по трубе 5 теплопроводностью передается к ее внешней поверхности 15 и далее к внутренней стенке 14 меньшего цилиндра 13.When the switch on the control panel 6 of the drilling process is turned on in the mode of purging the well, the gas-vapor mixture with the drilled mass of solid particles from the well enters the dust and gas suppression unit 4, where it is separated from the solid particles, and the cleaned hot gas-vapor stream through pipe 5 is discharged to the hot gas-vapor stream the atmosphere. The heat from the moving vapor-gas flow through the pipe 5 is transferred by heat conduction to its outer surface 15 and further to the inner wall 14 of the smaller cylinder 13.

В связи с тем что меньший цилиндр 13 выполнен из биметалла, то тепловой поток интенсивно проходит внутреннюю стенку 14, так как ее коэффициент теплопроводности в 2,5-3,0 раза выше коэффициента теплопроводности внешней стенки 12, постепенно распределяется по ней, осуществляя равномерное возрастание температурного поля в зоне контакта адсорбента 9 с внешней стенкой 12. Наблюдается возникновение равномерной эпюры температурного процесса прогрева зерен адсорбента 9 по всему объему адсорбера 8 до температуры регенерации. Одновременно сжатый воздух от компрессора (не показан) через выключенные электронагреватели 7, находящиеся в магистрали для подвода воздуха 2, направляется на зерна адсорбента 9, находящиеся в адсорбере 8, в результате осуществляется процесс регенерации и воздух, насыщенной влагой десорбции, поступают в горелку 2, увеличивая массу парогазового потока в скважине.Due to the fact that the smaller cylinder 13 is made of bimetal, the heat flux intensively passes through the inner wall 14, since its heat conductivity coefficient is 2.5-3.0 times higher than the heat conductivity coefficient of the outer wall 12, is gradually distributed over it, making a uniform increase temperature field in the contact zone of the adsorbent 9 with the outer wall 12. There is a uniform plot of the temperature process of heating the grains of adsorbent 9 over the entire volume of the adsorber 8 to the regeneration temperature. At the same time, compressed air from the compressor (not shown) through the switched off electric heaters 7 located in the air supply line 2 is sent to the adsorbent grains 9 located in the adsorber 8, as a result, the regeneration process is carried out and air saturated with desorption moisture enters the burner 2, increasing the mass of the gas-vapor flow in the well.

В случае не обеспечения режима регенерации зерен адсорбента 9 в адсорбере 8 (недостаточно длителен процесс прохождения горячего парогазового потока по трубе 5) пульт 6 управления подает команду на включение электронагревателей 7, которые дополнительно подогревают регенерирующий воздух, обеспечивающий процесс десорбции в заданном режиме.If the regeneration mode of the adsorbent grains 9 in the adsorber 8 is not ensured (the process of passing the hot steam-gas stream through the pipe 5 is not long enough), the control panel 6 gives a command to turn on the electric heaters 7, which additionally heat the regenerating air, which ensures the desorption process in a given mode.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что снижение энергозатрат термического расширения скважин достигается повышением эффективности работы адсорбера путем устранения тепловых потерь в окружающую среду как в процессе адсорбции, так и десорбции зерен адсорбента за счет покрытия внутренней поверхности большего цилиндра слоем тонковолокнистого базальта. При этом расположение тонковолокнистого базальтового материала в виде пучков вытянутых волокон по внутренней поверхности большего цилиндра и расположение их пучками по высоте адсорбера обеспечивает не только теплоизоляцию, но и теплоаккумулирование, что приводит к поддержанию нормированного температурного режима адсорбции и десорбции, т.е. качественной осушке воздуха, используемого в пневмоуправлении устройства для совмещенного механического и термического расширения скважин.The originality of the proposed technical solution lies in the fact that the reduction in the energy consumption of thermal expansion of the wells is achieved by increasing the efficiency of the adsorber by eliminating heat loss to the environment during both adsorption and desorption of adsorbent grains by coating the inner surface of the larger cylinder with a layer of fine fiber basalt. In this case, the arrangement of fine-fiber basalt material in the form of bundles of elongated fibers along the inner surface of the larger cylinder and the arrangement of their bundles along the height of the adsorber provides not only thermal insulation, but also thermal storage, which leads to the maintenance of a normalized temperature regime of adsorption and desorption, i.e. high-quality dehydration of air used in pneumatic control of the device for combined mechanical and thermal expansion of wells.

Claims

Устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин, включающее буровой став с породоразрушающими элементами, размещенную в торце става горелку с магистралями подвода горючего и воздуха, установку пылегазоподавления с встроенной трубой для отвода горячего парогазового потока в окружающую среду, пульт управления, электронагреватели с адсорбером, который имеет вид двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра для размещения адсорбента между внутренней стенкой большего цилиндра и внешней стенкой меньшего цилиндра, а внутренней стенкой он насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу, при этом меньший цилиндр выполнен из биметалла, причем внутренняя стенка меньшего цилиндра имеет коэффициент теплопроводности, в 2,5-3,0 раза превышающий коэффициент теплопроводности внешней его стенки, отличающееся тем, что внутренняя поверхность большего цилиндра покрыта теплоизолирующим и теплоаккумулирующим тонковолокнистым базальтовым материалом, причем тонковолокнистый базальтовый материал расположен продольно растянутым по высоте адсорбера. A device for combined mechanical and thermal expansion of wells, including a drill stand with rock cutting elements, a burner with fuel and air supply lines located at the end of the stand, a dust and gas suppression unit with an integrated pipe to divert the hot steam and gas stream into the environment, a control panel, electric heaters with an adsorber, which has the form of two cylinders of different diameters inserted one into the other and bounded by the surfaces to accommodate the adsorbent between the inner wall of a larger cylinder and the outer wall of the smaller cylinder, and the inner wall is mounted on the outer surface of the pipe to divert the gas mixture into the atmosphere, while the smaller cylinder is made of bimetal, and the inner wall of the smaller cylinder has a thermal conductivity coefficient 2.5-3.0 times higher thermal conductivity coefficient of its outer wall, characterized in that the inner surface of the larger cylinder is coated with heat-insulating and heat-accumulating fine-fiber basalt material, moreover, fine-fiber basalt th material is longitudinally stretched at a height of canister.