Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых

 

с. t:..Ë д,т,н .;,,....,ко п,сд. -6..а и 64

ОП И(."АНИЕ

Союз Советских

Социалистических. Республик (sa) 726339

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТЩУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100577 (21) 2485222/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 0504.80 бюллетень @ 13

Дата опубликования описания 070480 (51)М. Кл.2

Е 21 С 45/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УЖ 622,234, .5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Д, Ларионов и Е.Я. Либов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИНКОЙ ГИДРОДОБЫЧИ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидродобыче растворимых полезных ископаемых, залегающих предпочтительно на глубинах 1000-1500 м, Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаеьвах из подземной полости при иэ быточном давлении воздуха в последней, включающее внешнюю колонну труб, расположенные в ней пульпоподъемную колонну труб с заборным отверстием, на порный трубопровод для подвода рабочей жидкости к гидромонитору, трубопровод для подачи воздуха на 15 зрлифтный подъем пульпы и по крайней мере один гидромонитор (11.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции иэ-за необходимости пропуска через 20

1 устье скважины системы параллельных труб, высокая метаплоемкость уст-. ройства и низкая производительность подъема пульпы, Известно устройство для скважин- 2з ной гидродобычи полезных ископае, мых иэ подземной полости при избыточном давлении воэрГха в последней, включающее внешнюю колонну труб, размещенную в ней внутреннюю 30

l колонну труб, ссединенную с внешней колонной труб посредством гермети- затора межтрубного пространства и имеющую заборное отверстие в торце забойного конца и средство для откачки пульпы, и по меньшей мере один гидромонитор, сообщающийся с межтрубным пространством указанных колонн труб (2) .

Недостатком известного устройства является высокая металлоемкость устройства при отработке полезных ископаемых, залегающих на больших глубинах, например 1000-1500 м, Бель изобретения — устранение укаэанного недостатка при отработке растворимых полезных ископаемых, Поставленная цель достигается тем, что внешняя и внутренняя колонны труб выполнены с отверстиями, расположеннымн между герметизатором и забойным концом колонн :руб на расстоянии не менее 600-800 м от забойного конца, кроме того внешняя колонна труб выполнена с дополнительными отверстиями, распопоженными на боковой стенке ее забойного конца, при этом отверстия колонн труб, расположенные со стороны герметизатора, и гидромонитор снабже3 ., 726339 4 йй правляейыми клапанами, а допол" ййтельные отверстия внешней колонны труб снабжены обратными кпапанами.

В качестве средства для откачки пульпы может быть использован эрлифт выполненный с воэможностью забора. воздуха иэ подземной полости.

Эрлифт целесообразно снабдить

= смесителем, выполненным в виде патрубков, сообщающих полость внутрен ней колонны труб с подземной пб-лостью и снабженных управляемыми кл an àí aMH .

На чертеже изображено предлагаемое устройство, размещенное -в скважине, вертикальный разрез.

Устройство состоит из внешней колонны труб 1 и размещенной в ней внутренней колонны труб 2, которая соединена с внешней колонйой труб 1 посредством герметизатора 3, выпол ненного в виде переходной муфты и герметиэирующего межтрубное йространство 4, В торце забойного конца внутренняя колонна труб 2 имеет заборное отверстие 5 для забора пульпы, Устройство снабжено по крайней мере одним гидромониторбм 6 который в сною очередь снабжен управляемям клайаном 7 и сообщается с межтрубным пространством 4. Внешняя колонна труб 1 выполнена с отверстием 8, расположенным между герметизатором 3 и забойным концом этой колонны на расстоянии не менее 600800 м от забойного конца. Отверстие

8 снабжено управляемым клапаном 9, Кроме того внешняя колонна труб 1 имеет дополнительные отверстия 10, снабженные обратными клапанами 11.

Внутреййяя колонна труб 2 выполнена с отверстием 12,расположеннйм между герметизатором 3 и забойным концом этой кЪйсййы на"расстояйии:"не ме-" нее 600-800 м от забойного конца, Отверстие 12 снабжено управляемым клапаном 13, Устройство включает средство для откачки пульпы, выполненное, например, в виде эрлифта, обЛадающего воэможностью забора воздуха иэ подземной полости 14, Для -этого эрлифт снабжен смесителем, выполненным в виде патрубков 15, сообщающих полость внутренней колонны труб 2 с подземной полостью 14, и в свою очередь снабженных управляемыми клапанами 16.

Устройство размещается в скважине 17, на устье которой устанавливается превентор 18, к которому подведены трубопровод 19 "для закачки s полость 14 сжатого воздуха и трубопровод 20 для закачки в полость 14 жидкости, Устройство работает следующим образом, В полос;ь 14 через трубопровод

20 эакачивается жидкость и создается некоторый уровень 21, превышающий.

Откачка образуемой в процессе гидродобычи-пульпы осуществляется до герметиэатора 3 по внутренней колонне труб 2, а далее по внешней колонне труб 1 посредством открывания управляемых клапанов 16 патрубков 15 эрлифта, При этом зрлифт питается воздухом из полости 14, УправЛение эрлифтом ос-еще тарле"тся высоту размещения отверстий }0 внеШней колонны труб 1. Затем н полость

14 через трубопровод 19 закачина- ется сжатий воздух, посредством чего в полости 14 создается избыв точное давление, обеспечивающее подъем жидкости до уровня Н, При этом достигается устойчивая и экономичная работа зрлифта.

Открывается управляемый, например, посредством электрического сигнала, клапан 13, и жидкость за счет перепада давлений поднимается по межтрубному пространству 4 и по внутренней колонне труб 2 до уровня

Н, устанавливаемо"о ниже отверстий

8 и 12. Заполнение межтрубного пространства 4 осуществляется через отверстия 10, Обратные клапаны 11 обеспечивают пропуск жидкости при эаполненИи межтрубного пространства

; (} 4 и предотвращают непроизвольный отток жидкости при последующей работе гидромонитора 6. Управляемый клапан 7 гидромонитора 6 но время заполнения межтрубного пространства д 4 жидкостью закрыт.

При достижении жидкостью в межтрубном пространстве 4 максимальноzo уровня Н клапан 13 закрывается и открывается клапан 9, перекрывающий отверстие 8 внешней колонны труб 1, и клапан 7 гидромонитора 6

При -этом жидкость под действием собственного веса начинает истекать из межтрубного пространства 4 через гидромонитор 6 и производить гидроразмав полезного ископаемого н полости 14. Давление жидкости в сечении насадки гидромонитора 6 равняется разности между текущим значением уровня жидкости н межтруб40 ном пространстве 4 и уроннем уставовки гидромонитора. Так как максимальный подъеМ жидкости в межтрубном пространстве 4 составляет 600800 м, то начальное давление жидкос— 5 ти н сечении гидромонитора 6 составляет 60-80 кг/см, что соответствует максимальному рабочему давлению большинства шахтных гидромониторов, При снижении уровня жидкости в

50 межтрубйом пространстве 4 до величины h определяемой иэ условия эффективной работы гидромонитора 6, например }t = 150-200 м, клапан 9 отверстия 8 и клапан 7 гидромонито55 ра закрываются, открывается клапан

13, и цикл повторяется, 726339 автономно и не зависит от работы всего устройства.

Изобретение позволяет существенно снизить металлоемкость устройства за счет исключения специального напорного трубопровода и повысить производительность эрлифтного. подъема за счет увеличения проходного сечения пульпоподъемной трубы. формула изобретения

1, Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых иэ подземной полости при избыточном давлении воздуха в последней, включающее внешнюю колонну труб, размеценную в ней внутреннюю колонну труб, соединенную с внешней колонной труб посредством герметиэатора межтрубного пространства и имеющую заборное отверстие в торце забойного конца и средство для откачки пульпы, и по меньшей мере один гидромонитор, сообщающийся с межтрубным пространством указанных колонн труб, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения металлоемкости устройства при отработке растворимых полезных ископаемых на глубинах 1000-1500 м, внешняя и внутренняя колонны труб выполнены с отверстиями, расположенными между герметизатором и забойным концом колонн труб на расстоянии не менее 600800 м от забойного конца, кроме того внешняя колонна труб выполнена с дополнительными отверстиями, расположенными на боковой стенке ее забойного конца, при этом отверстия колонн труб, расположенные со стороны герметиэатора, и гидромонитор снабжены управляемыми клапанами, а дополнительные отверстия внешней колонны труб снабжены обратными кла10

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в качестве средства-для откачки пульпы используется эрлифт, выполненный с воэможностью забора воздуха из подземной полости, 3 ° Устройство по пп, 1 и 2, о тли ч аю ще е с я тем, чтозрлифт снабжен смесителем, выполненным в виде патрубков, сообщающих полость

20 внутренней колонны труб с подземной полостью и снабженных управляемыми кл а пан ами, Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtdA Р 3439953, кл, 299-17, опублик. 1969.

2, Аренс В,Ж, и Исмагилов Б.В.

Скважинная гидродобыча полезных исщ0 копаемых. Обзорная информация.

Сер, Горное дело. HHHTEXHM-ГИГХС.

Сер, Горнохимическая проьвшленность, НИИТЕХИИ-ГИГХС, M 19 75, с, 2-4 (прототип), ЦНИИПИ Заказ 633/30

Тираж 626 . Подписное

Филиал ППП Патент, г . Ужгород, ул. Проектная,4