СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2039150 (13) C1

(51) 6 E02B3/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1995.07.09 
(21) Регистрационный номер заявки: 4948403/15 
(22) Дата подачи заявки: 1991.05.24 
(45) Опубликовано: 1995.07.09 
(56) Аналоги изобретения: 1. Цейтлин М.Г. и др. Вибрационная техника и технология в скважинах и буровых работах. Л.: Стройиздат, 1987, с.244- 250. 2. Адамович А.И. Закрепление грунтов и противофильтрационные завесы. М.: Энергия, 1980, с.172-180. 
(71) Имя заявителя: Бакулин В.Н.; Бакулин А.В. 
(72) Имя изобретателя: Бакулин В.Н.; Бакулин А.В. 
(73) Имя патентообладателя: Бакулин Андрей Викторович 

(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ 

Использование: в дорожном, подземном и других видах строительства, в частности в способе создания противофильтрационных завес для разупрочнения и упрочнения грунтов и горных пород. Сущность изобретения: способ предусматривает бурение скважины, размещение невзрывных пневматических источников, ориентированных в направлении действия максимального главного напряжения. Упругие колебания возбуждают в диапазоне 60 - 1500 Гц в совокупности с нагнетанием разупрочняющих растворов и вибровоздействия, которые производят в период времени, при котором деформация сжатия сменяет деформацию растяжения. Затем переходят на частоту нагнетания жидкости в скважину гидроразрыва в вибровоздействие осуществляют до достижения положительного эффекта. Это снижает энергоемкость процесса. 4 з. п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к гидротехнике и различным видам строительства и может быть использовано для создания противофильтрационных завес в местах захоронения токсичных и радиоактивных отходов для предотвращения утечки флюидов в реки, озера и водоемы.

Известен способ создания противофильтрационных завес, включающий создание тонких противофильтрационных экранов вибропогружением одного или нескольких металлических элементов, в нижней части которых размещают башмак, внутрь которого заводят инъекционные трубы, имеющие горизонтальные выходы в основании башмака для инъектирования раствора в полость, образующуюся в грунте при извлечении элемента, причем процесс погружения элементов облегчается инъектированием раствора под башмак под давлением около 0,3 МПа [1]

Известный способ трудоемок, нетехнологичен, не позволяет управлять состоянием и свойствами грунтовых пород с использованием упругого миграционного геоэффекта.

Известен также способ создания противофильтрационных завес, включающий ряд параллельно установленных скважин с герметизацией и последующим нагнетанием в один из рядов под давлением рабочей жидкости и закрепляющих добавок, при этом нагнетание осуществляют в пульсирующем режиме и производят контроль за создаваемой завесой путем бурения контрольных скважин [2]

Известный способ трудоемок, нетехнологичен, не использует свойства грунта и флюидов жидкостей и газовых компонентов его насыщающих, не позволяет управлять состоянием и свойствами грунтового массива и повысить гидро- и аэродинамические свойства массива перед нагнетанием в массив закрепляющих добавок.

Цель изобретения pасшиpение области применения способа за счет возможности получения эффекта как разупрочнения, так и упрочнения при повышении эффективности, производительности за счет управления состоянием и свойствами грунтового массива и снижения энергоемкости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу в скважинах размещают виброисточники, возбуждают в грунтовом массиве упругие колебания в совокупности с нагнетанием в массив разупрочняющих растворов и вибровоздействия производят в течение времени, при котором прочность грунта на разрыв снижается на 20-60% по сравнению с первоначальной величиной, после чего вибровоздействия прекращают и переходят на частоту воздействия, равную частоте собственных колебаний грунтового массива в совокупности с нагнетанием в массив гелеобразующих растворов, которые создают противофильтрационный экран в массиве.

Для перевода гелеобразующего раствора в твердое состояние нагнетают в грунтовой массив горячую воду при 150оС.

В качестве материала противофильтрационной завесы используют полимеризующийся мономер, включающий фурфуроловый спирт с органическим растворителем-метанолом, а в качестве катализатора используют соляную кислоту, смешиваемую с паром.

Для снижения прочности грунтового массива и увеличения его аэро- и гидродинамических связей перед нагнетанием в него гелеобразующих растворов нагнетают в массив разупрочняющие вещества, в качестве которых используют поверхностно-активные вещества, гидроокись натрия или гидроокись натрия с метанолом, нагретые до 80оС.

Возбуждают в массиве упругие колебания, регистрируют их сейсмической аппаратурой и осуществляют диагностику как грунтового массива, так и свойств и состояния противофильтрационной завесы по изменению скорости распространения продольных и поперечных волн до, во время и после воздействия.

На фиг. 1 приведена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 скважина, сечение.

На фиг.1 и 2 показаны грунтовой массив 1, скважины 2, обсадная труба 3 с перфорацией, слой редкоземельного вещества 4, нанесенный на внешнюю поверхность обсадной трубы, источник 5 возбуждающего напряжения, блок 6 согласования, микропроцессор 7 для управления режимом возбуждения упругих колебаний группой виброисточников во времени, раствор 8, нагнетаемый в скважину. На фиг.2 дано сечение скважины 2 с армированной обсадной трубой 3 с перфорацией-отверстиями, выполненными в шахматном порядке по телу трубы, и нанесенным на внешнюю поверхность обсадной трубы слоя редкоземельного вещества 4, обладающего гигантской магнитострикцией и подключенного к источнику 5.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью датчиков давления горных пород, устанавливаемых в контрольную скважину, определяют поле напряжений и главные векторы максимального и минимального главных напряжений, действующих в массиве 1, где требуется создать экран.

В грунтовом массиве 1 бурят ряд скважин 2, отстоящих друг от друга на 12-15 м, размещают в них обсадную трубу с перфорацией 3, предварительно наносят на внешнюю поверхность обсадной трубы слой редкоземельного вещества 4, который посредством электродов подключают к источнику 5 возбуждающего напряжения, управляемого через блок согласования посредством микропроцессора 7 с заранее введенной в него программой, позволяющей осуществлять группирование виброисточников во времени для их синхронизации. Возбуждают упругие колебания в широком диапазоне частот от 60 до 1500 Гц в грунтовом массиве, приводят в возбужденное состояние локальный участок массива 1, и в совокупности с вибровоздействиями нагнетают в массив 1 разупрочняющие растворы 8 и вибровоздействия производят в течение времени, при котором прочность массива на разрыв снижается на 20-60% по сравнению с первоначальной величиной до воздействия и значительно до 200-700% повышается проницаемость грунтового массива. После этого переходят на частоту вибровоздействия, равную частоте собственных колебаний грунтового массива 1, и нагнетают гелеобразующие растворы, причем под воздействием сжимающих и растягивающих нагрузок, порождаемых вибрациями, растворы более эффективно проникают в поры и трещины массива и распространяются мигрируют на более дальние расстояния, чем в отсутствии вибраций. Для перевода гелеобразующих веществ в твердое состояние в массив нагнетают горячую воду при 150оС. В качестве материала завесы используют полимеризующийся мономер, включающий фурфуроловый спирт с полярным органическим растворителем-метанолом, а в качестве катализатора используют соляную кислоту, смешиваемую с паром. В качестве разупрочняющих растворов, нагнетаемых в массив до нагнетания материала, создающего экран в массиве, используют гидроокись натрия, поверхностно-активные вещества, гидроокись натрия с метанолом, которые нагревают до 80оС. Для контроля материала завесы в созданном экране в массиве возбуждают упругие колебания и регистрируют их сейсмической аппаратурой, анализируют полученную геоакустическую информацию и сопоставляют изменение динамических и кинематических параметров скоростей распространения упругих волн до, во время и после воздействий и по ним судят о состоянии грунтового массива и материала экрана. Таким образом, грунтовой массив обрабатывается всеми видами сжимающих и растягивающих нагрузок в широком диапазоне частот, что, с одной стороны, способствует снижению прочности грунта при нагнетании в него разупрочняющих растворов и, как следствие, увеличению аэро- и гидродинамических связей пород и грунтов в массиве, а с другой, более эффективному и быстрому заполнению пор и трещин экрана нагнетаемым материалом и более прочному сцеплению материала экрана с массивом и увеличению срока службы экрана.

Сущность способа состоит в том, что под воздействием мощных вибрационных нагрузок в грунтовом массиве на пути распространения вибраций создаются волны сжатия и разрежения, которые способствуют более быстрому распространению флюидов-жидкостей и газовых компонентов, содержащихся в порах и трещинах массива, и перераспределению поля упругих напряжений на пути миграции флюидов под воздействием упругих колебаний, т.е. изменение порового давления приводит к изменению напряженного состояния грунтового массива и увеличению проницаемости грунта в массиве и более эффективному и быстрому заполнению образовавшихся аэро- и гидродинамических связей в массиве закрепляющими растворами, создающими экран в массиве. Изменяя величину и частоту возбуждающего напряжения от источника 5, осуществляют нагнетание закрепляющих растворов в резонансном режиме на частоте колебаний массива, что снижает энергоемкость процесса и увеличивает его производительность.

Использование заявляемого способа позволит не только управлять состоянием и свойствами грунтового массива при создании в нем противофильтрационной завесы, но снизить энергоемкость и увеличить эффективность и срок службы создаваемых экранов в массиве по сравнению с имеющимися классическими технологиями, не использующими в своем арсенале упругий миграционный геоэффект, проявляющийcя при воздействии на породы и грунт мощными вибрационными колебаниями в широком диапазоне частот. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ, при котором бурят ряды параллельных скважин с герметизацией и последующим нагнетанием в один из рядов под давлением рабочей жидкости и закрепляющих добавок, при этом нагнетание осуществляют в пульсирующем режиме и производят контроль за материалом создаваемой завесы путем бурения контрольных скважин, отличающийся тем, что в скважинах размещают виброисточники, которыми возбуждают в грунтовом массиве упругие колебания в совокупности с нагнетанием в массив разупрочняющих растворов, а вибровоздействия производят в течение времени, при котором прочность грунта на разрыв снизится на 20 60% по сравнению с первоначальной величиной, после чего переходят на вибровоздействия с частотой воздействия, равной частоте собственных колебаний грунтового массива, в совокупности с нагнетанием в массив гелеобразующих растворов, которые создают противофильтрационный экран в массиве.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для перевода гелеобразующего раствора в твердое состояние нагнетают в грунтовый массив горячую воду при температуре 150oС.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала противофильтрационной завесы используют полимеризующийся мономер, включающий фурфуроловый спирт с полярным органическим растворителем-метанолом, а для ускорения твердения материала завесы используют соляную кислоту, смешиваемую с паром.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для снижения прочности грунтового массива и увеличения его аэро- и гидродинамических связей перед нагнетанием в него гелеобразующих растворов нагнетают в массив разоупрочняющие вещества, в качестве которых используют поверхностно-активные вещества в виде гидроокиси натрия или гидроокиси натрия с метанолом, нагретые до 80oС.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для контроля материала завесы в создаваемом экране в грунтовом массиве возбуждают упругие колебания, регистрируют их сейсмической аппаратурой и по изменению скорости распространения продольных и поперечных волн до, во время и после воздействия осуществляют диагностику как грунтового массива, так и свойств и состояния противофильтрационной завесы.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru