Устройство для выщелачивания полезных ископаемых

 

Изобретение относится к геотехнологическим методам добычи. Цель изобретения - повышение эффективности выщелачивания за счет раскольматации фильтров откачных скважин. Устройство состоит из пульпоподъемной колонны с приемными окнами, воздухоподающей трубы, пакера, стакана, форсунок, сферических заглушек, отверстий для пневматической связи внутренней полости воздухоподающей трубы с внутренними полостями пакера, форсунок и сферических заглушек. Воздухоподающая труба снабжена эластичным пакером, расположенным над форсунками и выполненным с возможностью раскрытия при давлении воздуха выше рабочего давления подъема растворов. В нижней части указанной трубы имеются ряды сферических заглушек, выполненных с возможностью разрыва их при повышенном давлении воздуха. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к геотехнологическим методам добычи и может быть эффективно использовано при выщелачивании полезных ископаемых из продуктивных горизонтов через скважины, скважинной гидродобыче и скважинном гидравлическом опробовании.

Прототипом к предлагаемому изобретению является устройство, включающее эрлифт, состоящий из пульпоподъемной колонны труб и размещенную в ней воздухоподающую трубу с форсунками, выполненными в виде заглушенного эластичного рукава с коническими отверстиями на рабочей поверхности.

Недостатком этого устройства является снижение производительности откачных скважин в процессе их эксплуатации вследствие кольматации скважинных фильтров.

Цель изобретения - повышение эффективности выщелачивания за счет раскольматации фильтров откачных скважин.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в процессе откачки продуктивных растворов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - работа устройства в период раскольматации скважинных фильтров.

Устройство для выщелачивания полезных ископаемых состоит из пульпоподъемной колонны 1 с приемными окнами 2, воздухоподающей трубы 3, пакера 4, стакана 5, форсунок 6, сферических заглушек 7, отверстия 8 - 10 для пневматической связи внутренней полости воздухоподающей трубы 3 с внутренними полостями пакера 4, форсунок 6 и сферических заглушек 7 соответственно.

Пакер 4 расположен над форсунками 6 и в непосредственной близости от них для уменьшения объема демпферной кольцевой полости 11, образующейся при раскольматации фильтра 12. Демпферная полость 11 ограничена торцовой внешней поверхностью пакера 4, а также внутренней поверхностью колонны 1 и внешней поверхностью трубы 3. Снизу полость 11 ограничена кольцевым сечением труб на уровне верхнего среза приемных окон 2. Пакер 4 выполнен из эластичного материала, растяжение которого происходит при давлении сжатого воздуха, превышающем давление, требуемое для откачки продуктивных растворов.

Стакан 5 выполнен из пенополиуретана и жестко посажен на нижний торец трубы 3. Высота стакана соответствует мощности продуктивного горизонта 13. Кроме того, длина приемных окон 2 и высота фильтра 12 регламентируются мощностью продуктивного горизонта 13. На внешней поверхности стакана 5 по его образующей закреплены перемежаемыми рядами форсунки 6 и сферические заглушки 7. Форсунки 6 выполнены в виде заглушенного эластичного рукава с коническими отверстиями на рабочей поверхности для диспергации сжатого воздуха и подпружинены спиральной пружиной, позволяющей эластичному рукаву принимать форму пружины при прекращении подачи сжатого воздуха.

Сферические заглушки 7 являются съемными и выполнены из эластичного материала, прочность которого рассчитана на критическое давление сжатого воздуха, приводящее к мгновенному их разрыву.

Устройство работает следующим образом.

В собранном виде воздухоподающая труба 3 с пакером 4 и стаканом 5 опускается в откачную скважину, при этом стакан с форсунками 6 и заглушками 7 устанавливается на уровне приемных окон 2. По трубе 3 подается сжатый воздух под давлением ниже давления срабатывания пакера 4 и заглушек 7, но с достаточным давлением и расходом для эрлифтирования продуктивных растворов, которые поступают из продуктивного горизонта 13 через фильтр 12 и по межтрубному пространству выдаются на сорбционные колонны, установленные на поверхности. При частичном или полном прекращении подачи продуктивных растворов повышается давление сжатого воздуха на компрессорной станции, при этом пакер 4 перекрывает кольцевую полость, подача раствора прекращается при истечении сжатого воздуха из форсунок 6, который образует демпферную полость 11. При достижении критического давления сжатого воздуха во внутренних полостях сферических заглушек 7 происходит мгновенный разрыв эластичного материала. Высвобождаемая энергия сжатого воздуха воздействует через приемные окна 2 на фильтр 12 в виде каскада ударов, что ведет к его раскольматации. Кроме того, демпферная полость 11 способствует созданию кумулятивного эффекта воздействия за счет обратного потока продуктивных растворов через фильтр. Цикл раскольматации при недостаточной обработке фильтра повторяется. Затем технологический процесс выщелачивания выводится на заданный режим.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающее пульпоподъемную колонну труб и размещенную в ней воздухоподающую трубу с форсунками, выполненными в виде заглушенного эластичного рукава с коническими отверстиями на рабочей поверхности, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса выщелачивания путем раскольматации фильтров откачных скважин, воздухоподающая труба снабжена эластичным пакером, расположенным над форсунками и в непосредственной близости от них, выполненным с возможностью раскрытия при давлении воздуха выше рабочего давления подъема продуктивных растворов, а нижняя часть воздухоподающей трубы снабжена рядами сферических заглушек из эластичного материала, выполненных с возможностью разрыва их при повышенном давлении воздуха, при этом форсунки и сферические заглушки расположены на внешней поверхности воздухоподающей трубы по образующей перемещаемыми рядами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть воздухоподающей трубы снабжена стаканом, в форсунки и сферические заглушки закреплены на его внешней поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3