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.
https://www.kramola.info/sites/default/files/insert_images/vesti/2018/11/26/ris._2_coplovaoy_termoreaktivnyy_blok.jpgРис. 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.
Читайте также: В СССР первыми открыли новое предназначение соплу Густава Лаваля
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.
