Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых Советский патент 1983 года по МПК E21C45/00 E21C25/60 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИНКОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

1

Изобретение относится к Горному делу и может быть, использовано для разработки месторождений полезных ископаемых методом скважинкой гидродобычи.

Известно устройство для скважинной гидродобычи, включающее колонку обсадных труб, расположенные в ней воздухоподающий и, гидравлический ставы, пщродобычный снаряд с размещенными в забойной части его корпуса гидромонитором и гидроэлеватором с насадками и пульпопроводом я сооб- щенными с папостью гидравлического става, а также пакер, расположенный между устьем колонны обсадных труб и забойной частью корпуса гидродобычного снаряда и разделяющий полость между корпусом пшродобьгшого снаряда и колонной обсадных труб на устьевую и забойную части, при этом последняя сообщена с воздухоподающим ставом (1.

Опнако данное устройство характеризуется высокой металлоемкостью и сложностью приемов манипулирования при его эксплуатации.

Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее внешнюю колонну труб, расположенный внутри нее водонапорный став, жестко соединенный с ним гидродобычный снаряд с гидро-. 5 мониторной и зжекторной насадками, сообщенными своими полостями с водонапорным ставом, Н с пульпопроводом, сообщенным с полостью внещней колонны, пустотелый оголовок, насос с подпиточным трубопроводом и напорным трубопроводом, сообщенным с высоконапорным ставом, и поворотный механизм, кинематически связанный с водонапорным ставом 2.

Недостатком известного устройства явля ется низкая эффективность его работы из-за высокой трудоемкости прн манипулирования псдродобычным снарядом.

Цель изобретения - повьпиение эффективности работы устройства путем снижения тру20доемкости прн манипулировании гидродобычным снарядом.

Поставленная цель достигается тем, «по в устройстве пустотелый оголовок выполнен в виде герметизированного относительно полости внешней колонны корпуса .с двумя патрубками и направляющей рейкой на его наружной стенке, снабженного разделяющими его полость на надпоршневую и подпорщневую части поршнем с полым штоком, жестко соединенным и сообщенным с водонапорным ставом, трубой, выполненной с пазом, охватывающей корпус оголовка и установлен ной с возможностью осевого перемещения относительно корпуса оголовка, и платформой, жестко соединенной с указанной трубой и посредством вала соединенной с порш нем, при этом платформа соединена с валом с возможностью вращения последнего вокруг своей оси, направляющая рейка введена в паз грубы, два патрубка сообщены соответственно с надпоршневой и подпоршневой ча(7ями полости оголовка, подпоршневая часть полости оголовка сообщена с полым штоком, а поворотный механизм установлен на платформе и кинематически связан с валом. Кроме того, патрубок надпоршневой части полости оголовка сообщен посредством трубопроводов, с запорными вентилями с напорным и подпиточным трубопроводами насоса, а патрубок подпоршневой части полости оголовка сообщен с напорным трубопроводом насоса. На фиг. 1 изображено пре.олагаемое устро ство, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - оголовок устройства, продольный разрез; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3. Устройство состоит из внешней колонны 1 труб, расположенного внутри нее водонапорного става 2 труб, жестко соединенного с ним гидродобычного снаряда 3 с гидромониторной насадкой 4 и эжекторной насадкой 5, сообщенными своими полостями с водонапорным ставом 2 труб и с пульпопроводом, сообщенным с полостью 6 внешней колонны 1, пустотелого оголовка, выполненного в виде герметичного корпуса 7 с Направляющей рейкой Бис патрубками и 10 герметизированного пакера 11 и 12 с буксами 13 и 14, пустотелого поршня 15 с полым штоком 16, сообщенным с под поршневой частью 17 корпуса 7 посредством отверстия 18 в поршне 15, трубы 19, выпо ненной с пазом 20, охватывающей корпус 7 и установленной с возможностью осевого пе мещения относительно корпуса 7, платформы 21, жестко соединешгой с указанной трубой 19 и посредством вала 22 соединегшой с поршнем 15, поворотного механизма, устано ленного на платформе 21 и выполненного, например, в виде гидрошшиндров 23 со штоками 24, соединеннь Х с помощью шарниров- 25 с диском 26, закрепленными спомощью болтов на торце вала 22, насоса 27, напорный трубопровод 28 которого сообпден с патрубками 9 и 10, подпиточный трубопровод 29 которого сообщен с патрубком 9, сообщенным с надпоршневой частью 30 полости корпуса 7 посредством трубопрювода 31 с задвижкой 32. Трубопровод 33 снабжен задвижкой 34. Направляющая рейка 8 введена в паз 20 трубы 19. Платформа 21 соединена с валом 22 с помощью упорного подшипника 35. Колонна 1 снабжена патрубком 36, сообщенНЬЕМ с пульповодом 37. Вал 22 выходит за пределы корпуса 7 на величину, превышающую ход порщня 15 внутри корпуса 7. Устройство работает следующим образом. Вода от насоса 27 под давлением, например 20 МПа, по трубопроводу 28 при закрытых вентилях 32 и 34 поступает в подпоршневую часть 17 полости корпуса 7. Далее вода через отверстие 18 поступает в щток 16 и по ставу 2 направляется к гидромониторной насадке 4 и эжекторной насадке 5 снаряда 3. Под действием струй энергетической воды, образуемых указанными насадками, происходит соответственно размыв полезного ископаемого и подъем пульпы по полости б колонны 1 к патрубку 36 и далее ее движение по -пульповоду 37. Как только вода полностью заполнит все полости устройства, снаряд 3 под действием давления воды на нижнюю часть поршня 15 начинает перемешаться вверх до момента соприкосновения поршня 15 с буксой 13. Если необходимо остановить подъем раньше или опустить гидродобьгчный снаряд 3 ниже, достаточно приоткрыть вентиль 34 и вода начинает одновременно поступать в надпоршневую часть 30 и подпоршневую часть 17 полости корпуса 7, и силы, действующие на поршень 15 сверху и снизу, уравниваются. Это ведет к тому, что гидро добычный снаряд 3 под действием собственного веса на чинает опускаться. Спуск происходит до момента закрытия вентиля 34 или до момента достижения поршнем 15 нижней буксы 14. Если снова необходимо приподнять снаряд 3, достаточно приоткрыть вентиль .и слить часть воды из надпоршневой части 30 полости корпуса 7 в подпиточный трубопровод 29 насоса 27. Вентиль 34 в зто время должен быть закрыт. Подъем продолжается до тех пор, пока приоткрыт вентиль 32 или До упора поршня 15 в буксу 13. Оперируя вентилями 32 и 34, которые могут иметь электропривод, легко обеспечивать автоматический режим управле шя процессом подъема и спуска тдродобычного снаряда 3 в период его работы. Поворот снаряда 3 вокруг его оси осуществляется с помощью гидроцилиндров 23. При движении UITOKOB 24 корпуса гидроцилиндров 23, соединенные с платформой 21, оста. ются на своем постоянном месте, так как платформа 21 жестко соединена с трубой . -19, зафиксированной от вращения с помощью рейки 8, введенной в паз 20. В то же время щтоки 24 воздействуют на диск 26 и поворачивают его вокруг оси. Вместе с ним поворачивается вал 22 и жестко связащ1ые с ним через поршень 15 став . 2 и снаряд 3. Регулируя ход штоков 24 и подсоединяя штоки 24 к другим отверстиям диска 26 можно обеспечивать заданный угол поворота снаряда 3 при его работе. Про цесс поворота также может быть автоматизирован с помощью электрических концевиков , и золотника с электроуправлением. ри движении гидродобычного снаряда 3 вверх или вниз мехаш1зм поворота перемещается вместе с платформой. Таким образом, предложенное устройство 25 позволяет отказаться от вышки управления, что снижает стоимость задействованного оборудования и время его монтажа и демонтажа при перестановке из одной скважины в другую. При этом в предложенном устройстве подводящие воду патрубки находятся при работе гидродобычного устройства в стационар ном положении, что позволяет отказаться от сложных П1арнирных соединений патрубков с трубопроводом и выполнять разводку воды обычными трубами, а это значительно упрошает и удешевляет гидродобычное оборудоФормула изобретения 1. Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее внещнюю колонну труб, расположенный внутри нее водонапорный став, жестко соединенный с ним гидродобычный снаряд с гидромониторной и эжекторной насадками, сообшенными своими полостями с водонапорным ставом, и с пульпопроводом, сообщенным с полостью внешней колонны, гтустотелый оголовок, насос с подпиточным трубопроводом и напорным тру-, бопроводом, сообщенным с высоконапорным ставом, и поворотный механизм, кинематически связанный с водонапорным ставом, отличающееся тем, что. с целью повыщення эффективности работы устройства путем снижения трудоемкости при манипулировании гндродобычным снарядом, пустотелый оголовок выполнен в виде герметизиррванного относительно полости внешней колонны корпуса с двумя патрубками и направляющей рейкой на его наружной - тенке, снабженного разделяющим его полость на надпоршневую и подпоршневую части поршнем с полым штоком, жестко соединенным и сообщенным с водонапорным ставом, трубой, выполненной с пазом, охватывающей корпус оголовка и установленной с возможностью осевого перемещения относительно корпуса оголовка, и платформой, жестко соединенной с указанной трубой и посредством вала соединенной с поршнем. при этом платформа соединена с валом с возможностью вращения последнего вокруг своей оси, направляющая рейка введена в. паз трубы, два патрубка сообщены соответственно с надпоршневой и подпор1Ш1евой частями полости оголовка, подпорщневая часть ПОЛОСТИ оголовка сообщена с полым штоком, а поворотный механизм установлен на платформе и кинематически связан с валом. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что патрубок надпоршневой части полости оголовка сообщен посредством трубопроводов с запорными вентилями с напорным и подпиточным трубопроводами насоса, а патрубок подпоршневой части полости оголовка сообщен с напорным трубопроводом насоса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3155177, kn. 175-67, опублик. 1964. 2. Авторское свидетельство СССР № 708055, кл. Е 21 С 45/00, 1977 (прототип).

gyff/l

fJ

фиг. 2

21

eoffff

фог.д