Устройство для подземного выщелачивания полезных ископаемых Советский патент 1986 года по МПК E21C45/00 F04F1/00 

Устройство относится к горному делу, в частности к конструкциям эрлифтов, и может быть использовано при отработке месторождений полезных ископаемых способом подземного выщелачивания .

Цель изобретения - снижение энергозатрат при откачке и снижение разу боживания продукционных растворов за счет изоляции непродуктивных водоносных горизонтов.

На фиг.1 схематически показано устройство, размещенное в добычной скважине; на фиг.2 - поплавковая камера, разрезi на фиг.Э - то же, разрез А-А на фиг,2,

Устройство включает обсадную колонну труб 1 с фильтром 2, в которой размещен составной из телескопически связанных между собой труб подъемный став 3. На его нижней трубе 4 соосно закреплена поплавковая камера 3, по образующим поверхностям которой на контактах труб t обсадной колонны с фильтром 2 и трубой 4 выполнены герметизаторы 6 и 7. Перемещение поплавковой камеры 5 вдоль нижней Tpy6jHr 4 подъемного стаеа 3 огращ1чено сверху позиционным фиксатором 8,снизу - диаметра 9.Внутри подъемного става труб 3 размещена воздухоподающая труба 10 с регулирующим клапаном 11,который тягой 12 жестко связан с нижней трубой 4. Нижняя труба 4 подъемного става 3 уравновешена с верхней пру жиной 13, размещенной между кольцами 14 и 15, закрепленными на соответствующих трубах става 3. Ход ее вверх ограничивается фиксатором 16, расположенным под форсункой 17 для подачи энергетического воздуха. С целью предупреждения попадания растворов на пружину 13 сверху между трубами подъемного става 3 размещен герметизатор 18. Кроме этого, в верхней части трубы 4 закреплен герметизатор 19, отделяющий растворо- приемную камеру 20 от полости обсадной колонны труб 21, Фильтр 2 пересекает водоносный горизонт, сложенный породами с высокой проницаемостью 22 и слабопроницаег ьми породами 23, в которых залегает рудный пласт 24, Водоносный горизонт залегает в водоупорах 25 и 26.

Устройство для подземного выщелачивания полезных ископаемых работает следующим образом.

34635

В пробуренной до нижнего водо- упора 26 скважине размещают обсадную колонну труб 1 и оборудуют ее фильтром 2. В обсадную колонну опускают

5 устройство на такую глубину, чтобы поплавковая камера 5 в верхнем ее положении оказалась ниже границы пород с разной проницаемостью 27, а герметизатор 19 - выше границы верхнего

0 водоупора 25.

Поплавковая камера 5 при входе в раствороприемную камеру 20, заполненную раствором, занимает крайнее верхнее положение и, воздействуя

5 через нижнюю трубу 4 подъемного става 3 посредством позиционного фиксатора 8 на тягу 12 регулирующего клапана 11, открывает его. Подключают устройство к источнику сжатого воз0 духа. Энергетический воздУх, прохОдя по воздухоподающей трубе 10 через клапан 11, поступает в форсунку 17 и производит работу по подъему раствора на поверхность. Поскольку раст5 вороприемная камера 20 разделена на две части поплавковой камерой 5, нижняя ее часть заполняется раствором, в основном за счет фильтрации из продуктивного пласта 24. Уровень жид0 кости в нижней части раствороприем- ной камеры 20 понижается вследствие низкой скорости притока продукционных растворов, и поплавковая камер 5 перемещается вдоль нижней трубы 4 вниз до нижнего позиционного фиксатора 9. . .

Уравновешивающая пружина 13, на которой подвешена нижняя труба 4, выбирается из расчета, чтобы ее упругая сила равнялась сумме силы тяжести трубы 4 в откачиваемом растворе и силы давления энергетического воздуха на регулирующий клапан 11. В момент времени, когда клапан 11 открыт и энергетический воздух проходит через его отверстие в форсунку 17, сила его давления на седло клапана практически равна нулю, поэтому для закрытия клапана 11, т.е. для преодоления упругой силы пружины 13, необходима дополнительная сила.

Во время рабочего цикла устройства, т.е. когда происходит откачка раствора и уровень его в нижней части раствороприемной камеры 20 падает, вес поплавковой камеры 5 посредством нижнего позиционного фиксатора 9 добавляется к силе тяжести труб 4.

5

0

O

5

Эта суммирующая сила преодолевает упругую силу пружины 13 и клапан закрывается . Подъем раствора на поверхность прекращается. Величина подпора растворов в нижней части фильтра 2 вьше, чем в верхней его части, поэтому в растворопрйемную камеру 20 поступает продукционньй раствор из пласта пород 23, вытесняя поплавковую камеру 5 вверх. В этот период суммирзтощее усилие силы тяжести трубы 4 и силы давления энергетического воздуха на закрытьй клапан 11 сдерживает упругую силу пружины 13, препятствуя открыванию клапана 11. Когда поплавковая камера 5 упрется в верхний фиксатор 8, выталкивающая ее сила добавится к упругой силе пружины 13, клапан 11 откроется. В даль нейшш4 цикл повторяется в описанном вьше порядке.

Герметизаторы 6 и 7 поплавковой камеры 5 препятствуют поступлению в растворопрйемную камеру 20 растворов из горизонта 22, а работа устройства в пульсационном режиме откачки растворов предупреждает создание установившегося режима фильтрации, депрессионной воронки и, как следствие, пробойных каналов из горизонта 22.

Ограничение зоны поступления растворов в растворопрйемную камеру 20 значительно снижает разубоживание продукционных растворов и растекание растворореагентов, что, в свою очередь, ведет к уменьшешоо расхода выщелачивающего реагента, а уменьшение общего объема поднимаемых продукционных растворов с более высокой концентрацией металласнижает энергозатраты на единицудобываемой продукции.

Энергетицескиц боздух

W

Водо -So iSytuHoa

CfffCtt

,-:-Щ //их

г 23

Фиг. J

А

Фиг. 2

Редактор В. Ковтун

Составитель Д, Шйак

Техред Л.Сердюкова Корректор G. Шекмар

2963/41

Тираж 470 Подписное ВПИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

uz,3