ДОБЫЧНОЙ СНАРЯД Российский патент 1994 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к устройствам для разработки рыхлых полезных ископаемых через скважины.

Известен добычной снаряд, включающий оголовок и концентрично установленные колонны труб - подъемную, воздухоподающую и агентоподающую [1] . В известном добычном снаряде при подаче рабочего агента добываемое полезное ископаемое проникает в подъемную колонну, поднимаясь на некоторую высоту под действием пластового давления. Откачивание добыва- емого полезного ископаемого на поверхность осуществляется при подаче в воздухоподающую колонну труб воздуха. Таким образом, в известном снаряде рабочий агент не играет активной роли и не обеспечивает необходимого импульсного воздействия на пласт, что снижает эффективность работы снаряда.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности добычного снаряда путем создания импульсного воздействия рабочего агента на пласт.

Указанная задача решается за счет того, что в добычном снаряде, включающем оголовок и концентрично установленные колонны труб - подъемную, воздухопода- ющую и агентоподающую, согласно изобретению, предусмотрен дозатор со сбрасываемыми шарами, клапанными седлами с каналами и сквозными отверстиями для сообщения над- и поклапанных полостей, причем дозатор установлен в верхней части центральной агентоподающей колонны труб, а седла закреплены на ее внутренней поверхности в нижней части, при этом на подъемной колонне в интервале нижнего конца внешней воздухоподающей колонны труб выполнены отверстия аэратора.

Решению задачи способствует также то, что каналы клапанных седел выполнены наклонными, агентоподающая колонна снабжена ограничителями шаров, установлен- ными между седлами, а ограничители шаров выполнены в виде перфорированной винтовой трубы, соединяющей каналы седел. Решению задачи способствует также то, что ограничители шаров выполнены наклонными и расположены в годной вертикальной плоскости на внутренних стенках агентоподающей трубы.

Такое выполнение позволяет при сбрасывании клапанных шаров и установке их на седле повысить давление рабочего агента, продавливающее шар через седло. Шар, продвигаясь вниз по трубе, как поршень выдавливает рабочий агент на забой, а воздух, опережая шар, вырывается в скважину и создает импульсное давление. Наличие нескольких седел повышает частоту импульсного воздействия на пласт при использовании меньшего количества клапанных шаров.

На фиг. 1 изображен добычной снаряд, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с наклонными каналами седел; на фиг. 4 - то же, с ограничителями шаров; на фиг. 5 - то же, с перфорированной винтовой трубой.

Добычной снаряд (фиг. 1) содержит оголовок 1 и концентрично установленные колонны труб - центральную агентопода- ющую 2, воздухоподающую 3 и подъемную 4 для подъема добываемого полезного ископаемого. Добычной снаряд снабжен дозатором 5 со сбрасываемыми шарами 6, установленным в верхней части центральной агентоподающей 2 колонны труб. Добычной снаряд снабжен клапанными седлами 7, закрепленными на внутренней поверхности центральной агентоподающей 2 колонны труб, в ее нижней части. Седла 7 размещены последовательно друг за другом и снабжены каналами 8 и сквозными отверстиями 9 для сообщения надкапланных 10 и подклапанных 11 полостей. Каналы 8 седел могут быть наклонными. Агентоподающая 2 колонна труб снабжена ограничителями 12 шаров 6, установленными между седлами 7. Ограничители 12 шаров выполнены наклонными (фиг. 4) и расположены в одной вертикальной плоскости на внутренних стенках агентоподающей 2 трубы. Ограничители могут быть выполнены в виде винтовой перфорированной трубы 13. На подъемной колонне 4 в интервале нижнего конца 14 внешней воздухоподающей 3 колонны труб выполнены отверстия 15 аэратора. Ограничители 12 представляют собой ребра или штыри, установленные вдоль внутренней поверхности труб.

Добычной снаряд работает следующим образом. С поверхности любым снарядом бурят скважину до проектного горизонта. В момент снижения поступления пульпы на поверхность срабатывает датчик (на чертеже не показан), который связан с исполнительным устройством для подачи шара 6 в колонну труб 2 дозатором 5. Последний включается для подачи шара 6 через определенный промежуток времени, определяемый реле времени (на чертеже не показано). Шар 6 опускается по колонне труб 2 до верхнего седла 7 и перекрывает сечение трубы 2 (фиг. 2). При этом давление воздуха в надклапанной полости 10 труб 2 возрастает и продавливает шар 6 в подклапанную полость 11. Так как шар 6 имеет значительно меньший диаметр, чем внутренний диаметр труб 2, то сжатый воздух опережает движущийся шар 6 и частично выходит в виде импульса в скважину прежде, чем шар встанет на следующее по ходу его движения седло 7. Далее цикл работы повторяется. При наклонном выполнении каналов 8 седел 7 (фиг. 4) шар после удара о внутреннюю стенку колонны труб 2 и отскока от нее под углом двигается между седлами 7 по удлиненной ломаной траектории. За счет такого фиксированного времени движения шаpа 6 обеспечивается опережающий выход сжатого воздуха в скважину, что увеличивает частоту пневмоимпульсов. С целью увеличения траектории движения шара 6 на внутренней поверхности труб 2 укреплены наклонные ограничители 12 (фиг. 4), ударяясь в которые шар отклоняется в сторону следующего ограничителя 12, т. е. также двигается по ломаной траектории. Выполнение таких ограничителей в виде перфорированной винтовой трубы 13 (фиг. 5) позволяет увеличить траекторию движения шара 6 при вполне определенном, заранее заданном направлении и протяженности движения. Винтовая труба 13 при этом является направляющей движения шара 6, а опережающий по сравнению с движением шара 6 выхлоп сжатого воздуха осуществляется через перфорацию винтовой трубы 13. Калиброванные сквозные отверстия 9, соединяющие между собой надклапанные 10 и подклапанные 11 полости, обеспечивают непрерывный дозированный поток сжатого воздуха и при установке шара 6 на седло 7 и прекращении выхода и при установке шара 6 на седло 7 и прекращении выхода сжатого воздуха в скважину. Сохранение такого непрерывного потока сжатого воздуха предотвращает поступление рудных песков внутрь подклапанных полостей 11 и исключает аварийные ситуации.

Для активизации подъема полезного ископаемого в колонну подъемных труб 4 через отверстия 15 аэратора подают сжатый воздух. Более равномерному поступлению и полному выносу полезного ископаемого в подъемную трубу 4 способствует расхаживание и поворот труб 2 и 4.

Выполненный в соответствии с изобретением добычной снаряд позволяет путем подачи меньшего количества шаров в нижнюю часть агентоподающих труб 2 обеспечить большую частоту импульсов, а следовательно, более равномерный приток руды к торцу подъемной трубы 4. (56) В. Ж. Аренс. Гидротехнологические методы добычи полезных ископаемых, - М. : Недра, 1975, с. 203.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, к устройствам для разработки рыхлых полезных ископаемых через скважины. Сущность изобретения: добычной снаряд содержит оголовок и концентрично установленные колонны труб: подъемную, воздухоподающую и агентоподающую. Дозатор со сбрасываемыми шарами установлен в верхней части центральной агентоподающей колонны труб, а клапанные седла с каналами и сквозными отверстиями закреплены на ее внутренней поверхности в нижней части. На подъемной колонне в интервале нижнего конца внешней воздухоподающей колонны труб выполнены отверстия аэратора. Каналы седел могут быть выполнены наклонными. Агентоподающая колонна может быть снабжена ограничителями шаров, установленными между седлами, а ограничители шаров могут быть выполнены в виде перфорированной винтовой трубы, соединяющей каналы седел. Ограничители шаров могут быть выполнены наклонными и расположены в одной вертикальной плоскости на внутренних стенках агентоподающей трубы. 4 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. ДОБЫЧНОЙ СНАРЯД, включающий оголовок и концентрично установленные колонны труб - подъемную, воздухоподающую и агентоподающую, отличающийся тем, что он снабжен дозатором со сбрасываемыми шарами, клапанными седлами с каналами и сквозными отверстиями для сообщения над-и подклапанных полостей, причем дозатор установлен в верхней части центральной агентоподающей колонны труб, а седла закреплены на ее внутренней поверхности в нижней части, при этом на подъемной колонне в интервале нижнего конца внешней воздухоподающей колонны труб выполнены отверстия аэратора. 2. Добычной снаряд по п. 1, отличающийся тем, что каналы седел выполнены наклонными. 3. Добычной снаряд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что агентоподающая колонна снабжена ограничителями шаров, установленными между седлами. 4. Добычной снаряд по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что ограничители шаров выполнены в виде перфорированной винтовой трубы, соединяющей каналы седел. 5. Добычной снаряд по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что ограничители шаров выполнены наклонными и расположены в одной вертикальной плоскости на внутренних стенках агентоподающей трубы.