Плазменное бурение

Нагрев пород с помощью плазменных генераторов является более эффективным средством получения высокой концентрации энергии в единице объема пород. Плазма – это смесь электронов, положительных ионов и возбужденных атомов, образованных в газе под воздействием электрического поля – возникает в плазменных генераторах – плазмотронах (рис.1.12) при прохождении электрического тока через газ(воздух, кислород, водород, аргон, гелий, неон, водяной пар, метан, пропан и др).

Рис.1.12 – Схема генератора плазмы

1 – кольцевой катод;

2 – корпус;

3 – подвод охлаждающего агента;

4 – анод;

5 – источник постоянного напряжения.

Температура нагрева газов может достигать 5,5-7 тыс. ^°С, однако для бурения используются температуры 2-2,5 тыс. ^°С, иначе возрастают потери энергии на ультрафиолетовое излучение, снижается КПД устройства.

С помощью плазмобуров (рис.1.13) было пробурено различными исследователями и организациями несколько десятков скважин и шпуров (АН СССР, ВНИИЦветмет, Казахский политехнический институт, Гипроникель).

Рис.1.13 – Плазмобур

1 - газ (гелий или аргон)

2 - промывочная жидкость

3 - расширитель

4 - плазма (10000 -30000°)

5 - электрический кабель (постоянный ток)

6 - электрическая дуга

За рубежом также проводились работы по плазменному бурению.

Достоинства плазменного бурения:

- возможность регулирования режима работы снаряда;

- эффект плазменного бурения может быть повышен за счет повышения давления газа и изменения площади нагрева;

- отсутствует специальная система зажигания;

- незначительное выделение вредных веществ;

- возможность беструбного бурения.

Недостатки:

- ухудшение выноса разрушенных частиц породы вследствие уменьшение объема газовой струи;

- значительный износ электродов;

- необходимость подачи под давлением газа или пара, а также воды для охлаждения.

Дата добавления: 2014-11-29