ЭРЛИФТНЫЙ ДОБЫЧНОЙ СНАРЯД Российский патент 1995 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к устройствам для добычи полезных ископаемых, в частности к эрлифтным устройствам для разработки рыхлых полезных ископаемых через скважины.

Известно устройство для откачки песка эрлифтом, включающее установленные в обсадной трубе эрлифтную, водоподающую и воздухоподающую трубы, соединенные соответственно с установленными на поверхности отстойником для сбора пульпы, насосом и компрессором [1] Для интенсификации процесса выноса песка производят периодическое включение и выключение подачи воздуха в нагнетательную линию.

Известен эрлифтный добычной снаряд, включающий оголовок, центральную и две концентрично установленные трубы для подачи рабочего агента, воздуха и подъема добываемого полезного ископаемого, имеющие перфорацию [2]
Цель изобретения повышение производительности снаряда за счет более четкой направленности струи потока при добыче рыхлых полезных ископаемых.

Цель достигается тем, что в эрлифтном добычном снаряде, включающем оголовок, центральную и две концентрично установленные трубы для подачи рабочего агента, воздуха и подъема добываемого полезного ископаемого, имеющие перфорацию, труба для подачи рабочего агента снабжена установленным в ее верхней части дозатором с шарами, а в нижней части закрепленным на ее внутренней стенке седлом, отверстиями для сообщения с трубой для подъема добываемого полезного ископаемого, отверстиями для выхода потока в скважину и контейнером для отработанных шаров, отклонителем струй потока и ограничителем шаров, шарнирно закрепленным на нижней части отклонителя с возможностью поступления шаров в контейнер, при этом седло установлено непосредственно над отверстиями, сообщающими центральную трубу с трубой для подъема добываемого полезного ископаемого, граница расположения которых соответствует глубине размещения конца трубы для подъема полезного ископаемого, а отклонитель струй потока установлен напротив отверстий для выхода потока в скважину под углом к оси центральной трубы.

Предложенная совокупность признаков является достаточной, поскольку обеспечивает создание в момент снижения расхода полезного ископаемого обрушающего направленного импульса.

На фиг.1 изображена схема снаряда; на фиг.2 нижняя часть пульпоподъемной трубы, разрез.

Эрлифтный пневмоимпульсный гидродобычной снаряд включает скважинный оголовок 1 с воздухоподводящим 2 и пульпоотводным 3 патрубками, центральную 4 и две концентрично установленные трубы 5 и 6 для подачи соответственно рабочего агента, воздуха и подъема добываемого полезного ископаемого. Труба 6 имеет перфорацию 7 эрлифта, труба 4 снабжена установленным в ее верхней части дозатором 8 с шарами 9, выполненными из деформируемого материала. В нижней части трубы 4 на ее внутренней стенке установлено седло 10 и выполнены отверстия 11 для сообщения с трубой 6, отверстия 12 для выхода потока в скважину и контейнер 13 для отработанных шаров. Внутри трубы 4 установлены отклонитель 14 струй потока и ограничитель 15 шаров, шарнирно закрепленный на нижней части отклонителя 14 с возможностью поступления шаров в контейнер 13, при этом седло 10 установлено непосредственно над отверстиями 11, граница расположения которых соответствует глубине размещения конца трубы 6, а отклонитель струй потока установлен напротив отверстий 12 под углом к оси центральной трубы 4. Дозатор 8 снабжен шибером 16, связанным посредством рычага 17 с датчиком расхода пульпы (на чертежах не показан).

Устройство работает следующим образом.

С поверхности любым снарядом бурят скважину до нужного горизонта. Затем в скважине устанавливают эрлифтный снаряд и с поверхности по трубе 4 и через патрубок 2 подают воздух. Воздух проходит по трубе 4 до отверстий 11 и разделяется на два потока: один поток через отверстия 11 поступает в межтрубное пространство между трубами 4 и 6 и начинает подниматься наверх, захватывая при этом из затрубного пространства пульпу. Вторая часть потока проходит ниже по трубе 4 и направляется отклонителями 14 через отверстия 12 в забой, воздействуя при этом на породу. Поднявшаяся по кольцевому пространству между трубами 4 и 6 до перфорации 7 пульпа получает дополнительный импульс от воздуха, поступившего по патрубку 2, и затем через патрубок 3 выходит на поверхность.

В момент снижения поступления пульпы на поверхность срабатывает датчик (на чертежах не показан), который связан с рычагом 17 дозатора 8. Рычаг 17 поворачивается, передвигает шибер 16 и открывает путь для выхода шара 9 в трубу 5. Реле времени (на чертежах не показано) срабатывает через определенный промежуток и возвращает рычаг 17 в нейтральное положение, закрывая шибером 16 выход дозатора 8. Шар 9 опускается по трубе до седла 10 и перекрывает сечение трубы 4. В этот момент поступление воздуха по патрубку 2 прекращают, при этом давление воздуха за счет перекрытия канала трубы 4 шаром 9 повышается и сжимает шар, а затем и продавливает его через седло 10. Шар проскакивает в контейнер 13, при этом основной поток воздуха в трубе 4 в связи с тем, что отверстия 11 находятся непосредственно под седлом, проходит в основном вниз до отклонителя 14, который направляют динамический поток через отверстия 12 на забой. Порода под действием импульса разрушается, а за счет потока газожидкостной смеси через отверстия 11 пульпа поднимается на поверхность.

В случае недостаточного поступления пульпы на поверхность еще один шар 9 поступает в трубу 4 и процесс создания импульса повторяется.

После выключения снаряда шары 9, находящиеся в контейнере 13, могут быть подхвачены струей восходящего потока наверх и заклинить в седле 10. Чтобы этого не случилось, установлены ограничители 15 шаров, которые не позволяют шарам подняться. Если шар проскочит первый ограничитель 15, то его не пропустит второй ограничитель. Отклонители 14 потока за счет их установки под углом к оси трубы 4 позволяют направить импульсный поток в определенную зону забоя.

Выполнение отверстий 11 перфорации мелкими и определенное размещение границы пульпоподъемной трубы 6 позволяет работать снаряду как в эрлифтном режиме, так и в импульсном. При выходе перфорации из зоны трубы 6 нарушается работа снаряда в режиме эрлифта: воздух будет рассеиваться в призабойной зоне и будет создаваться ненаправленный вверх поток, что снижает его эффективность.

Технико-экономический эффект заключается в создании высокопроизводительного эрлифтного добычного снаряда, позволяющего сократить непроизводительные потери.

Эрлифтный добычной снаряд включает оголовок и концентрично установленные колонны труб подъемную и вохдухоподающую, сообщенные перфорацией, а также агентоподающую с отверстиями на двух уровнях и дозатором с шарами из деформируемого материала, седлом, отклонителями потока рабочего агента, ограничителями шаров и контейнером для отработанных шаров, при этом отверстия верхнего уровня выполнены в интервале нижнего конца подъемной колонны. Седло закреплено непосредственно над указанными отверстиями на внутренней стенке колонны, отклонители потока рабочего агента закреплены также на внутренней стенке напротив отверстий нижнего уровня. Ограничители шаров шарнирно установлены на нижней части отклонителей с возможностью обеспечения прохождения шаров в контейнер, присоединенный к нижнему торцу колонны, а дозатор с шарами установлен в ее верхней части, причем воздухоподающая колонна установлена снаружи, а агентоподающая внутри пульпоподъемной. 2 ил.

ЭРЛИФТНЫЙ ДОБЫЧНОЙ СНАРЯД, включающий оголовок и концентрично установленные колонны труб подъемную и воздухоподающую, сообщенные между собой перфорацией, а также агентоподающую с отверстиями на двух нижнем и верхнем уровнях, отличающийся тем, что агентоподающая колонна труб снабжена дозатором с шарами, седлом, отклонителями потока рабочего агента, ограничителями шаров и контейнером для отработанных шаров, при этом отверстия верхнего уровня выполнены в интервале нижнего конца подъемной колонны и непосредственно над указанными отверстиями на внутренней стенке колонны закреплено седло, отклонители потока рабочего агента установлены напротив отверстий нижнего уровня, ограничители шаров шарнирно закреплены на нижней части отклонителей с возможностью обеспечения прохождения шаров в контейнер, присоединенный к нижнему торцу колонны, а дозатор с шарами установлен в ее верхней части, перфорация выполнена на подъемной колонне в интервале нижнего конца воздухоподающей колонны, причем воздухоподающая колонна установлена снаружи, а агентоподающая внутри пульпоподъемной.