НИЖНИЙ ОГОЛОВОК СКВАЖИННОГО ГИДРОДОБЫЧНОГО СНАРЯДА Российский патент 1998 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к гидродобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых методами скважинной гидродобычи.

Известен нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, содержащий патрубок для подачи потока напорной воды с гидромониторной головкой, размещенный в нем патрубок пульповода со всасывающим отверстием и насадку гидроэлеватора.

Недостатком данного устройства является сравнительно небольшие глубины разработки, на которых он может эффективно использоваться из-за небольшого напора, создаваемого гидроэлеватором.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, включающий патрубок для подачи напорной воды с гидромониторными насадками и размещенный в нем патрубок пульповода [1]
Данный оголовок, снабженный завихрителем потока напорной воды, позволяет существенно увеличить глубины разработки, однако его использование требует большого расхода напорной воды, что в некоторых случаях может приводить к затоплению забоя и снижению, тем самым эффективности работы гидромониторных насадок.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является сокращение расхода напорной воды при сохранении или увеличении глубины разработки.

Указанный технический результат достигается тем, что известный нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, включающий патрубок для подачи напорной воды с гидромониторными насадками и размещенный в нем патрубок пульповода, снабжен завихрителем потока пульпы, выполненным в виде по меньшей мере одного окна в патрубке напорной воды и по меньшей мере одного тангенциально направленного окна в патрубке пульповода, гидравлически попарно соединенных между собой с образованием по меньшей мере одного спирального канала для тангенциального ввода в патрубок пульповода завихряющего агента из затрубного пространства.

В приведенную выше совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата.

На фиг. 1 представлен продольный разрез нижнего оголовка скважинного добычного агрегата с кольцевым элеватором; на фиг. 2 разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 продольный разрез нижнего оголовка скважинного добычного агрегата с эрлифтом; на фиг. 4 разрез А А на фиг. 3.

Нижний оголовок состоит из патрубка 1 для подачи напорной воды, в котором смонтированы гидромониторные насадки 2. Внутри патрубка 1 коаксиально с зазором 3 размещен патрубок пульповода 4. Завихритель 5 потока пульпы выполнен в виде по меньшей мере одного окна 6 в патрубке 1 для подачи напорной воды и по меньшей мере одного тангенциально направленного окна 7 в патрубке пульповода 4.

Окна 6 и 7 могут быть расположены как в одном поперечном сечении оголовка, так и несколько смещены друг относительно друга вдаль его продольной оси. Количество окон 6 и 7 определяется в каждом конкретном случае в зависимости от условий разработки.

Окна 6 и 7 гидравлически попарно соединены между собой с образованием по меньшей мере одного спирального канала 8 для тангенциального ввода в патрубок пульповода 4 завихряющего агента из затрубного пространства 9. Выполнение каналов 8 спиральными позволяет создать более плавное их сопряжение с патрубком пульповода 4 без скачков кривизны, характерных для сопряжения прямолинейных каналов тангенциального ввода с цилиндрическими патрубками.

Устройство работает следующим образом. При подаче напорной воды в патрубок 1 нижнего оголовка скважинного добычного агрегата с кольцевым элеватором часть потока по кольцевому зазору 3 поступает на гидромониторные насадки 2 и производит размыв полезного ископаемого с образованием пульпы. Другая ее часть поступает на питание кольцевого элеватора.

После подачи в затрубное пространство 9 сжатого воздуха, он понижает уровень воды в добычной камере и отжимает пульпу к приемному окну элеватора. Часть воды под давлением поступает к окнам 6 и далее по спиральному каналу 8 к окнам 7 в пульповоде 4. Поскольку спиральный канал 8 и окна 7 образуют тангенциальный ввод, то вода, входя в пульповод 4, заставляет поднимающуюся пульпу закручиваться вдоль продольной оси, приобретая тем самым большую скорость.

После того, как уровень воды в камере понизится настолько, что обнажатся окна 6, в пульповод начнет прорываться сжатый воздух, который будет оказывать на пульпу аналогичное воде воздействие и, кроме того, создавать эрлифтный эффект.

При подаче напорной воды в патрубок 1 нижнего оголовка скважинного добычного агрегата с эрлифтом весь напор расходуется на размыв полезного ископаемого посредством гидромониторных насадок 2 с образованием пульпы. Пульпа поступает к приемным окнам эрлифта и частично накапливается в нижней части добычной камеры, если производительность эрлифта меньше расхода напорной воды.

После подачи сжатого воздуха в затрубное пространство 9, работа устройства происходит в описанной выше последовательности.

Использование: горнодобывающая промышленность, разработка месторождений полезных ископаемых методами скважинной гидродобычи. Сущность: нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда содержит патрубок для подачи напорной воды с гидромониторными насадками и размещенный в нем патрубок пульповода. В кольцевом пространстве между указанными патрубками установлен завихритель потока пульпы, выполненный в виде по меньшей мере одного окна в патрубке напорной воды и по меньшей мере одного тангенциально направленного окна в патрубке пульповода, гидравлически попарно соединенных между собой с образованием по меньшей мере одного спирального канала для тангенциального ввода в патрубок пульповода завихряющего агента из затрубного пространства. 4 ил.

Нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, включающий патрубок для подачи напорной воды с гидромониторными насадками и размещенный в нем патрубок пульповода, отличающийся тем, что он снабжен завихрителем потока пульпы, выполненным в виде по меньшей мере одного окна в патрубке напорной воды и по меньшей мере одного тангенциально направленного окна в патрубке пульповода, гидравлически попарно соединенных между собой с образованием по меньшей мере одного спирального канала для тангенциального ввода в патрубок пульповода завихряющего агента из затрубного пространства.