Наука и технологии

Русские 40 лет назад изобрели уникальный способ бурения льда

В середине 1973 года возникла задача по созданию скоростного  способа бурения скважин диаметром свыше 120 мм в ледовых массивах Арктики, применяя высокомобильное, малогабаритное и простое в транспортировке и при развертывании на месте оборудование.  

В Ленинградском инженерно строительном институте (ЛИСИ, лаборатория «Новых фиэических методов направленного разрушения естественных и искусственных минеральных сред») с 1960года изучались вопросы  применния сверхзвуковой газовой струи как рабочего инструмента, в том числе для резки льда.  Изначально было ясно. что «..два основных метода разрушения льда в процессе бурения, тепловой и механический» [1], также как и лазерный, ни в тот момент, ни при дальнейшем  развитии, эту задачу не смогут решить.  Из-за:  

1.низкой скорости бурения льда при высоких энергозатратах; 

2.  боль-шого веса и габарита сложного оборудования; 

3. обязательного наличия высококвалифицированного персонала; 

4.  привлечения дополнительных сил и средств при транспортировки и развертывании оборудования. 

Эту задачу,  к 1973-74г.г., разрешили в указанной лаборатории ЛИСИ,  применив, вопреки скептицизма заказчика НИР и мнения «ряда уважаемых д.т.н. и к.т.н.), свойства сверхзвуковой горячей газовой струи для бурения скважин любого диаметра и глубины в различных ледовых наслоениях. [2]   

К концу 1973-74г.г. разработаны варианты Автономных термогазо-реактивные устройства  или «Реактивно-перемещающиеся устройства» для проходки скважин в массиве льда», (что одно и тоже), несущие запас топлива на борту.[ ].  Устройства состоят из РЕАКТИВНОЙ ГАЗОСТРУЙ-НОЙ БУРОВОЙ ГОЛОВКИ, соединенной с термогазогенератором, в камере которого сгорает жидкое или твердое топливо. 

На полигоне В/ч, ВМС СССР в 1975г. впервые успешно испытан  «Автономный термореактивный бур» конструкции ЛИСИ (рис.1) для проходки, фактически «прокола», скважины диаметром  230 – 290 мм. в массиве льда толщиной  1,5 – 1,8м. за 6 – 7 секунд. (рис.2), при времени работы пороховой шашки у ДУР—67 около 9с., а у ДМ–70, 6-8 с..  В наше время  «Электротермобуровой снаряд может бурить скважины диаметром до 110мм. со скоростью 6 м/ч», при этом лед выплавляется только по периметру (стенкам)скважины [1], а не по всему лбу забоя, как утермореактивного бура. 

Рис. 1  Автономный термогазореактивные бур ЛИСИ для проходки массивов льда.

Бур состоит из: Термогазогенератора -1, в качестве которого нами применены штатные реактивные двигатели: ДУР–67 [3], (рис.3) и ДМ–70 [4], (рис. 4). В их корпусы, вместо снятых сопловых крышек, установлен Сопловой термогазореактивный блок – 2 (рис.2), спроектированный и изготовленный в ЛИСИ.;   Центрирующего винтового конуса – 3;.  Забойных сопел Лаваля – 4, создающих струю для разрушения лба забоя;.    Прижимных (маршевыъх) сопео Лаваля — 5, создающие реактивную силу для движения бура в глубину забоя.   

Прижимные ( маршевые)-5 и забойные сопла -4, кроме основной работы, закручивают бур вокруг продольной оси и одновременно с центрирующим винтовым конусом-3, обеспечивают точность вертикального  продвижение бура в глубину забоя..  Число сопел, расположенных равно-мерно по окружности, может быть от двух до 12 и более.  Возможно применения сопел с другими направлениями строй, в  зависимости от харак-теристик применяемых пороховых топливных шашек, целей и условий проходки.

Рис. 2  Сопловой термогазореактивный блок

Общий вес термогазореактивного бура зависитнаходился в зоне не выше 100 – 115кг. и зависит от веса используемых корпусов и пороховых шашек реактивных двигателей и веса специального соплового термогазореактивного блока.  В данном случае вес  примененных реактивных двигателей -70кг..Соплового термогазореактивного блока в зоне -40-50 кг.  Общий вес испытованного бура 110-120кг.  Термогазоренератор-1 и головка бура-2. (рис1.) перевозились на полигон раздельно и в ручную собраны на точке пуска двумя –тремя рабочими.  

Рис. 3  Реактивный двигатель ДУР-67 

Рис.4  Реактивный двигатель ДМ-70 ​

По эффективности  способ «Термогазореактивной проходки льда» и оборудования для него, предложенные ЛИСИ, не имеют сопоставимых аналогов.  Несомненно, процесс бурении льда не сводится только к проходки сверхглубоких скважин и следовательно, к механическим, термоэлектрическим, лазерным способам надо отнести и термогазореактивный способ бурения. проходки  ледовых массивов.  

Нет никакого смысла замалчивать и самим скрывать первенство СССР и нашей страны в создании этого способа, также как это происходит с «Ракетой Циферова». Это термин, который «научно – административные круги» стараются избегать.  Кстати, сам М.И. Циферов присутствовал на наших полигонных пусках, так как никто не делал из этого тайны. 

Тем более, что Ленинградский Горный ин-т является ведущим в области проходки (бурения).в том числе и льда, а его сотрудники (д.т.н. Кудряшов. Б.Б, д.т.н. Дядькин Ю.Н, доцент Бубок и др.) знали, еще с  середины ХХ века, о успешных работах по применению сверхзвуковой струи в  качестве бурового инструмента для льда, выполняемых под руководством Член. Кор. Каз А,Н.  А.В. Бричкина в Ленинградском инженерно-строитель-ном [5,6]и Казахском политехническом институтах, который основал и 6 лет возглавлял в Ленинграде «ГИ по проектированию предприятий горноруд-\ной промышленности». 

Кроме «Автономных термогазореактивных устройств», в ЛИСИ в период 1960 — 75г.г. разработаны ручные инструменты для резки ограничительных защитных борозд на льду у основания мостов и иных гидротехнических сооружений, а также проходки скважин диаметром до 800-1000мм. На все грутты наших устройств  получены авторские свидетельств 

Использованные материалы: 

По эффективности  способ «Термогазореактивной проходки льда» и оборудования для него, предложенные ЛИСИ, не имеют сопоставимых аналогов.  Несомненно, процесс бурении льда не сводится только к проходки сверхглубоких скважин и следовательно, к механическим, термоэлектрическим, лазерным способам надо отнести и термогазореактивный способ бурения. проходки  ледовых массивов.  

Нет никакого смысла замалчивать и самим скрывать первенство СССР и нашей страны в создании этого способа, также как это происходит с «Ракетой Циферова». Это термин, который «научно – административные круги» стараются избегать.  Кстати, сам М.И. Циферов присутствовал на наших полигонных пусках, так как никто не делал из этого тайны. 

Тем более, что Ленинградский Горный ин-т является ведущим в области проходки (бурения).в том числе и льда, а его сотрудники (д.т.н. Кудряшов. Б.Б, д.т.н. Дядькин Ю.Н, доцент Бубок и др.) знали, еще с  середины ХХ века, о успешных работах по применению сверхзвуковой струи в  качестве бурового инструмента для льда, выполняемых под руководством Член. Кор. Каз А,Н.  А.В. Бричкина в Ленинградском инженерно-строитель-ном [5,6]и Казахском политехническом институтах, который основал и 6 лет возглавлял в Ленинграде «ГИ по проектированию предприятий горноруд-\ной промышленности». 

Кроме «Автономных термогазореактивных устройств», в ЛИСИ в период 1960 — 75г.г. разработаны ручные инструменты для резки ограничительных защитных борозд на льду у основания мостов и иных гидротехнических сооружений, а также проходки скважин диаетром до 800-1000мм. На все грутты наших устройств  получены авторские свидетельств.

Использованные материалы: 

1.. Васильев Н.И. Глубокое бурение антарктического ледникового покрова как метод исследования палеоклимата // Проблемы исследования Арктики и Антарктики. Л.: ААНИИ. – 2007. — № 76. — С. 78–88. 

2.  Хоз. Договор № 320 на выполнение НИР Ленинградским инженерно-строительным ин-м,. Лаборатория «НФМНОМС» НИ,с ЛИСИ 

3. Интернет. Двигатель реактивный ДУР-67 (рис. 44) предназначен… pandia.ru›text/77/503/33334.php 

4. Интернет. 1Назначение, ТТХ, состав комплекта заряда… lektsii.org›4-21149.html 

5. Боженов Е.П. «Исследование термогазодинамических инструментов как средства ведения строительных работ» (05.487- технология и механизация строительного производства)., Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.,  Ленинград  1972г. 

6. Боженов Е. П. «Термогазодинамическая обработка строительных материалов». М.: Стройиздат, 1985, с. 138. 

7. .Интернет «Зачем Густав де Лаваль создал свое сопло». 

8. Интернет  «В СССР первыми открыли новое предназначение соплу Густава де Лаваля, о котором он даже недогадался. 

Боженов Е.П. 17.11.18. СПб. 

источник

МИР ВОКРУГ на GOOGLE PLAY

Друзья, представляем вашему вниманию наш новый проект — СЕТЬ. Здесь вы получите доступ к огромному количеству новостей и информации, после регистрации или авторизации через социальные сети, у вас появиться возможность комментировать статьи и добавлять свои источники новостей, вы также получите доступ к функциям социальной сети, таким как:

Пресса, Лента, Доска объявлений,Страницы, Чат, Видео, Музыка, Игры, Фотографии, Блоги, Группы, Хештег, События, Форумы и много других интересных функций в будущем. 

Добро пожаловать в СЕТЬ.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s