Устройство для извлечения материала из подземных формаций Советский патент 1990 года по МПК E21C45/00 

12,1J п глухие П, Глухая горизонтальная И 14 расположена н нижней части хвостовика, а вертикальная И - мсщду горизонтальными П 10 и 14, разобщая его полость с образованием изолированных одна от другой высоконапорных камер 3 и 4, В пределах камерв 3 размещен гидромонитор (ГМ) 5, а в пределах камеры 4 - рабочая насадка 7 гидроэлеватора 6. Перемещение струи, истекающей из насадки ГМ 5, осуществляется вращением пульповы- дачной колонны 2, которая передает

вращение на хвостовик устройства и П 10. Фиксирующее устройство 19 предотвращает вращение водоподающей ко- лонны 1 с жестко закрепленной в ней П 9. В результате каналы 12,13 в П 10 попеременно совмещаются с каналом 11 в П 9, остающейся неподвижной. Соответственно рабочий агент из полости водоподающей колонны 1 поступает-попеременно через каналы 11,12 и камеру 3 к ™ 5 и через каналы 11,13 и камеру 4 - к рабочей насадке 7 гидроэлеватора 6. 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и геологии и может быть использовано при скважинной гидродобыче и гидравлическом опробовании полезных ископаемых. Цель - снижение энергоемкости извлечения материала за счет уменьшения расхода напорного рабочего агента. Устройство включает оголовник водоподающей 1 и пульповыдачной 2 колонн труб. Хвостовик установлен с возможностью вращения относительно оголовника и жестко соединен с пульповыдачной колонной 2. Устройство имеет горизонтальные перемычки (П) 9,10 с каналами 11,12,13 и глухие П. Глухая горизонтальная П 14 расположена в нижней части хвостовика, а вертикальная - между горизонтальными П 10, 14, разобщая его полость с образованием изолированных друг от друга высоконапорных камер 3,4. В пределах камеры 3 размещен гидромонитор (ГМ) 5, а в пределах камеры 4 - рабочая насадка 7 гидроэлеватора 6. Перемещение струи, истекающей из насадки ГМ 5, осуществляется вращением пульповыдачной колонны 2, которая передает вращение на хвостовик устройства и П 10. Фиксирующее устройство 19 предотвращает вращение водоподающей колонны 1 с жестко закрепленной в ней П 9. В результате каналы 12, 13 в П 10 попеременно совмещаются с каналом 11 в П 9, остающейся неподвижной. Соответственно рабочий агент из полости водоподающей колонны 1 поступает попеременно через каналы 11, 12 и камеру 3 к ГМ 5 и через каналы 11, 13 и камеру 4 к рабочей насадке 7 гидроэлеватора 6. 4 ил.

: Изобретение относится к горному делу и геологии, в частности к сква- жипной гидродобыче и гидравлическому опробованмо полезных ископаемых, преимущественно, плывунов.

Цель изобретения - снижение энергоемкости извлечения материала за ;счет уменьшения расхода напорного рабочего агента.

На фиг. Ч изображен вариант конструктивного исполнения устройства; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1; на фиг. 3.- разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. I Устройство состоит из оголовника, водоподающей 1 и пульповыдачной 2 колонн труб, хвостовика, содержащего камеры 3 и 4, гидромонитор 5, гидро- элеватор 6 с рабочей насадкой 7 и всасыпающим отверстием 8, горизонтальных перемычек 9 и 10 с каналами 11,, 12 и 13,, глухих перемычек - го- ризо1ггальной 14 и вертикальной 15, уплотнительных элементов 16 и источнка рабочего агента (не показан).

Устройство также может содержать буровую коронку 17 с внутренним отверстием 18, устройство 19 фиксирования оголовника в скважине и устройство фиксирования хвостовика в скважине (не показано),

Внутри водоподающей колонны 1 coot no с Heii расположена пульповьщачная колонна 2. В нижней части оголовника установлена дополнительная горизонтальная перемычка 9 с каналом 11, сопряженная с хвостовиком устройства, установленным с возможностью вра- :денйя относительно оголовника. Глухая горизонтальная перемычка 14 рас20 положена в нижней части хвостовика, вертикальная 15 - между горизонтальными 10 и 14, разобщая его полость с образованием изолированных одна от другой высоконапорных камер 3 и 4. 25В пределах камеры 3 размещен гидромонитор 5, а в пределах камеры 4 - рабочая насадка 7 гидроэлеватора 6. Всасывающее отверстие 8 гидроэлеватора 6 установлено соосно с пульпо- 0 выдачной колонной 2. Нижний торец хвостовика устройства может быть снабжен буровой коронкой 17. Герметизация узла вращения хвостовика относительно оголовника обеспечива- ется посредством уплотнительных элементов 16. На оголовнике или хвостовике устройства может быть расположен фиксирующий элемент 19.

Полость водоподающей колонны 1, Q сообщенная с источником рабочего агента, через канал 11 в дополнительной горизонтальной перемычке 9, а также каналы 12 и 13 в перемычке 10, в процессе вращения хвосто- вика относительно оголовника имеет возможность попеременной гидравлической связи соответственно с каме- рами 3 и 4, которые в свою очередь сообщены с полостями гидромонитора 5 и рабочей насадки 7 гидроэлеватора 6 соответственно. Всасывающее отверстие 8 гидроэлеватора 6 сообщено с -полостью пульповыдачной колонны 2, а также может иметь гидравлическую связь с внутренним отверстием 18 буровой коронки 17,

Устройство работает следующим образом.

5, 1

Устройство опускают в скважину 20 вскрывающую с перебуром продуктивный пласт 21, ИЗ которого предполагается, например, отобрать пробу слагающего его материала. С помощью источника рабочего агента,.например высоконапорного насоса , в полость водоподающей колонны 1 подают рабочи агент, который поступает через ка- налы 11, 12 и камеру 3 к гидромонитору 5 и через каналы 11,13 и камеру 4 - к рабочей насадке 7 гидроэлеватора 6. Формируемая насадкой гидромонитора 5 струя воздействует на пласт 21, размывая слагающий его материал и переводя в гидросмесь, с об разованием в пределах пласта 21 камеры 22. Гидросмесь транспортируется по днищу камеры 22 и поступает через отверстие 8 в приемную камеру гидроэлеватора 6 и далее под воздействием струи, истекающей из насадки 7, п пульповьщачной колонне 2 выдается на поверхность.

Перемещение струи, истекающей из насадки гидромонитора 5 вдоль забоя на установленном уровне, осуществляется вращением пульповьщачной колонны 2, которая передает вращение на хвостовик устройства И перемычку 10. Фиксирующее устройство 19 предотвращает вращение водоподающей jколонны 1 с жестко закрепленной в 1ней перемычкой 9. В результате каналы 12 и 13 во вращающейся перемычке 10 попеременно совмещаются с ка- Iналом 11 в перемычке 9, остающейся неподвижной. .Соответственно рабочий агент из полости водоподающей колонны 1 поступает попеременно через каналы 11 и 12 и камеру 3 к гидромонитору 5 и через каналы 11,13 и камеру 4 - к рабочей насадке 7 гидроэле- ватора 6.

В слу.чае использования устройства для нарезки вертикальных щелей снабжают фиксирующим устройством хвостовик, предотвращая его вращение, а вращают водоподающую колонну 1.Вращаясь вместе с последней, перемычка совмещает канал 11, размещенный в ней, попеременно с каналами 12 и 13 в перемычке 10, остающейся неподвижной. Поднимая и опуская устройство в скважине, производят нарезку щелей

Предлагаемый вариант устройства позволяет также разделять операции

5

36

Q c; 0 5

о ,™ ..

Ь

л

5

156

по размыву пород и вьщаче пульпы на поверхность.

Для осуществления операции размыва поворотом хвостовика относительно сголовника совмещают канал 11 с каналом 12, При этом положении весь расход рабочего агента подается только к гидромонитору 5. Для обеспечения фиксации указанного положения одновременно вращают водоподающую 1 и пульповьщачную 2 колонны с одинаковой угловой скоростью. При нарезке вертикальных щ.елей периодически опускают и поднимают устройство без вращения.

Для осуЕ1ествления операции выдачи породы на поверхность совмещают канал 11 с каналом 13. При этом положении рабочш агент поступает только к насадке 7 гидроэлеватора 6.

Снабжение.хвостовика устройства буровой коронкой 17 позволяет производить бурение или углубку скважины 2U, а также разбуривание негабаритных кусков породы, образовавшихся в процессе размыва. Вращаясь вместе с хвостовиком, коронка 17 бурит породу, которая поступает через отверстия 18 и 8 в приемную камеру гидроэлеватора 6, откуда под воздействием струи, истекающей из насадки 7, по пульповьщачной колонне 2 вьщается на поверхность. Бурение может производиться одновременно с размывом камеры 22. Для этого при помощи фиксирующего устройства 19 фиксируют, предотвращая вращение, водоподающую колонну 1 в скважине 20.

Формула изобретения Устройство для извлечения материала из подземных формаций через скважины, включающее оголовник водоподающей и пульповьщачной колонн труб, установленный с возможностью вращения относительно оголовника и жестко соединенный с пульповьщачной колонной хвостовик, по меньшей мере одну горизонтальную перемычку с проходными каналами, установленную в верхнем торце хвостовика, гидромонитор и гидроэлеватор, сообщеннь5е с полостью хвостовика, о т л и ч а ю- щ ее с я тем,, что, с целью снижения энергоемкости извлечения материала за счет уменьшения расхода напорного рабочего агента, оно снабжено допол« ительнои горизонтальной с проход- овика, вертикальная - мeждv горизон- Н.ГМИ каналами и глухими вертикальнойтальньгми, рабочая его .олос;ь Гдо- горизо„таль„ой перемычками, приполнительиая горизонтальная п р мыч- Э..ОМ глухая горизонтальная перемыч-.5 ка установлена в нижней ча-сти оголовка расположена в нижней части хвое-ника и сопряжена с хвостовиком

Фиг. 2

Фиг.