Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых Советский патент 1992 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых способом подземного выщелачивания.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности в работе установки.

На фиг.1 изображена технологическая схема установки с продольным разрезом закачной и откачной скважин; на фиг.2 - узел компенсатора гидравлического канала, сообщающего полости верхнего клапана и запорного органа нижнего клапана закачной скважины,

Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых состоит из эакач- ной 1 и откачной 2 скважин, пробуренных в

продуктивный пласт 3. К оголовкам скважин подсоединены трубопроводы технологического 4 и продуктивного 5 растворов. В откачной скважине 2 посредством гидравлических пакеров 6, 7 закреплен глубинный гидроприводной насос 8 диафрагменного типа, а в закачной скважине 1 посредством гидравлических пакеров 9, 10 закреплены гидравлические преобразователи 11, которые соединены между собой энергетическим трубопроводом 12 с задвижками 13-15.

Рабочие органы глубинного гидроприводного насоса 8 и гидравлического преобразователя 11 выполнены аналогично в виде эластичных диафрагм 16, 17. натянутых на перфорированные участки энергетического трубопровода 12, причем эластичная диафVI|Ьь

сл ю о сл

рэгма 16 гидравлического преобразователя 11 установлена с меньшим натяжением, чем диафрагма 17 глубинного гидроприводного насоса 8.

Призабойные подпакерные и затруб- ные надпакерные и межпакерные пространства скважин сообщены посредством выполненных в энергетическом трубопроводе 12 каналов 18, 19с клапанами 20-22 в закачной скважине 1 и каналов 23, 24 с клапанами 25, 26 в откачной скважине 2.

Верхний клапан, сообщающий надпа- керное 27 и межпакерное 28 затрубные пространства закачной скважины 1, включает нормально закрытый основной клапан 20 и нормально открытый дополнительный кла- тн 21, - апорные органы которых закреплены на эластичных муфтах 29, 30, натянутых на энергетический трубопровод 12, выполненный с возможностью сообщения надпа- керного пространства с межпакерным. В верхнем клапане выполнены взаимоизолированные первая 33 и вторая 32 полости, сообщенные с энергетическим трубопроводом 12 посредством отверстий 31, выполненных в нем. При этом эластичная муфта 29 основного клапана 20 размещена в полости 32, которая сообщена гидравлическим каналом 34 с подпакерным пространством 35 и отверстием с надпакерным пространством.

В нижней части преобразователя выполнена нижняя полость, в которой размещен нижний клапан 22, сообщающий межпакерное затрубное 28 и подпакерное призэбойное 35 пространства закачной скважины 1 и включающий запорный орган, выполненный в виде стакана 36, установленного на полом сердечнике 37 с возможностью продольного перемещения и подпружиненного относительно его пружиной 38. Внутренняя полость 39 стакана 36 изолирована от полости 40 нижнего клапана и сообщена с полостью 33 верхнего комплексного клапана посредством гидравлического канала 41. Гидравлический канал 41 снабжен компенсатором 42, размещенным внутри энергетического трубопровода 12 и выполненным в виде эластичной муфты 43, натянутой на сребренный или гофрированный патрубок 44 с отверстиями 45.

Установка работает следующим образом.

В исходном положении затрубные пространства скважин заполнены технологическим раствором Надувные гидравлические пакеры 6, 7, 9 и 10 приведены в рабочее состояние, т.е. разобщают призабойные пространства от зэтрубных. Энергетический трубопровод 12 заполнен водой, предпочтительно деаэрированной с полимерными добавками, снижающими вязкость. Эластичные диафрагмы 16, 17 гидравлического преобразователя 11 и глубинного гидроприводного насоса 8 находятся в сжатом состоянии. Эластичные муфты 29, 30 верхнего комплексного клапана также находятся в сжатом состоянии и, следовательно,

0 пилотный клапан 21 открыт, а основной клапан 20 закрыт. Нижний клапан 22 при этом закрыт,эластичная муфта 43 компенсатора 42 находится в свободном состоянии.

Запуск установки осуществляется сле5 дующим образом.

Открываются задвижки 13, 14 и в глубинный гидроприводной насос 8 при закрытой задвижке 15 подается энергетическая жидкость под давлением, необходимым для

0 расширения его эластичной диафрагмы 17. При достижении предельного расширения эластичной диафрагмы 17 задержка 14 закрывается. Затем открывается задвижка 15 и энергетическая жидкость подается в гид5 равлический преобразователь 11 под давлением, меньшим давления, необходимого для расширения эластичной диафрагмы 17 глубинного гидроприводного насоса 8. Под действием пускового давления энергетиче0 ской жидкости расширяется эластичная муфта 30 пилотного клапана 21, и он закрывается. При этом давление в гидравлическом канале 41 падает и под действием пружины 38 открывается нижний клапан 22.

5 После этого задвижка 13 закрывается.

Затем открывается задвижка 14 и осуществляется рабочий цикл.

Эластичная диафрагма 17 глубинного гидроприводного насоса 8 начинает сжи0 маться, повышая давление в энергетическом трубопроводе 12 и в гидравлическом преобразователе 11. В результате начинает расширяться эластичная диафрагма 16, которая через каналы 19 и открытый нижний

5 клапан 22 вытесняет технологический раствор из затрубного пространства 28 в при- забойное пространство 35 и продуктивный пласт 3. Одновременно с вытеснением технологического раствора из закачной сква0 жины 1 в продуктивный пласт 3 в откачной скважине 2 возвратом эластичной диафрагмы 17 в исходное положение производится всасывание продуктивного раствора в межтрубное пространство - рабочую полость

5 глубинного гидроприводного насоса 8 через каналы 23 и клапан 25.

После посадки эластичной диафрагмы 17 на поверхность энергетического трубопровода 12 при возврате ее в исходное положение цикл всасывания продуктивного

раствора заканчивается, и давление в энергетическом трубопроводе 12 снижается. При снижении давления в энергетическом трубопроводе 12 эластичная муфта 30 возвращается в исходное положение и пилотный клапан 21 открывается. Давление жидкости в гидравлическом канале 41 возрастает и нижний клапан 22 закрывается, заканчивая цикл вытеснения в закачной скважине 2.

Приоткрытом пилотном клапане21 суммарное действие давления технологического раствора, поступающего через каналы 18 в межпакерное пространство 28 закачной скважины 1, и упругих сил растянутой эластичной диафрагмы 16 гидравлического преобразователя 11 резко повышает давление в энергетическом трубопроводе 12, под действием которого эластичная диафрагма 17 глубинного насоса 8 начинает расширяться, преодолевая противодавление в межпакерном пространстве откачной скважины 2. Для этого давление технологического раствора, подаваемого по трубопроводу 4 в затрубное пространство 28 закачной скважины 1, подбирается большим, чем давление в затрубном пространстве откачной скважины 2. В результате резкого повышения давления в энергетическом трубопроводе 12 расширяются эластичные диафрагмы 29, 30, открывая основной клапан 20 и закрывая дополнительный клапан 21. Таким образом, начинается цикл вытеснения продуктивного раствора из межпакерного пространства откачной скважины 2 в надпакерное через каналы 24 и клапан 26 и далее через трубопровод 5 из скважины и заполнение межпакерного пространства 28 закачной скважины 1 технологическим раствором.

Этот цикл завершится после того, как эластичная диафрагма 16 гидравлического преобразователя 11 полностью сожмется и вернется в свое исходное положение, а эластичная диафрагма 17 глубинного гидроприводного насоса 8 при этом ддстигнет своего предельного расширения. После чего давление в энергетическом трубопроводе 12 резко снизится на величину давления в затрубном пространстве 28 закачной скважины 1. В результате снижения давления в энергетическом трубопроводе 12 основной клапан 20 верхнего комплексного клапана закроется и снизится давление в гидравлическом канале 41 вследствие увеличения его объема за счет освобождения эластичной муфты 43 компенсатора 42, которая ранее при повышенном давлении в энергетическом трубопроводе 12 была прижата к сребренному патрубку 44. Снижение давления в

гидравлическом канале 41 в свою очередь позволит пружине 38 открыть нижний клапан 22.

Далее, начиная с одновременного вы- 5 теснения технологического раствора из за- трубного пространства 28 закачной скважины 1 в продуктивный пласт 3 и всасывания продуктивного раствора в затрубное пространство откачной скважины 2,

0 цикл работы установки повторится. Формула изобретения Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающая за- качную и откачную скважины, пробуренные

5 в продуктивный пласт, глубинный гидроприводной насос диафрагменного типа с верхним и нижним клапанами и гидравлическими каналами, закрепленный посредством гидравлических пакеров в от0 качной скважине, диафрагменный гидравлический преобразователь с верхним и нижним клапанами и гидравлическими каналами, закрепленный посредством гидравлических пакеров в закачной скважине и

5 соединенный с гидроприводным насосом энергетическим трубопроводом с задвижками, отличающаяся тем. что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, верхний клапан преоб0 разователя выполнен из нормально закрытого основного и нормально открытого дополнительного клапанов, установленных с возможностью сообщения надпакерного пространства скважины с

5 межпакерным и снабженных эластичными муфтами, натянутыми на энергетический трубопровод и соединенными с рабочими органами клапанов, в верхнем клапане выполнены изолированные друг от друга пер0 вая и вторая полости, сообщенные с энергетическим трубопроводом, при этом первая полость сообщена с надпакерным и межпакерным пространствами, эластичная муфта основного клапана размещена во вто5 рой полости, в нижней части преобразователя выполнена нижняя полость, в которой размещен нижний клапан преобразователя, при этом последний снабжен запорным органом, выполненным в виде подпружинен0 ного стакана, установленного на полом сердечнике с возможностью перемещения относительно его, причем полость стакана изолирована от нижней полости и сообщена с первой полостью верхнего клапана по5 средством дополнительного гидравлического канала с компенсатором, выполненным из сребренного или гофрированного патрубка с отверстиями и натянутой на него эластичной муфтой и размещенным внутри энергетического трубопровода.

s

/ад

17

Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых включает глубинный гидроприводной насос диафрагменного типа и диафрагменный гидравлический преобразователь с верхними и нижними клапанами и гидравлическими каналами, закрепленные в откачной и закачной скважинах. Верхний клапан преобразователя выполнен из нормально закрытого основного и нормально открытого дополнительного клапанов, установленных с возможностью сообщения надпакерного пространства скважины с межпакерным. Клапаны снабжены эластичными муфтами, натянутыми на энергетический трубопровод и соединенными с рабочими органами клапанов. В верхнем клапане выполнены изолированные друг от друга первая и вторая полости, сообщенные с энергетическим трубопроводом. Первая полость сообщена с надпакерным и межпакерным пространствами. Эластичная муфта основного клапана размещена во второй полости. В нижней части преобразователя выполнена нижняя полость. В полости размещен нижний клапан преобразователя, который снабжен запорным органом 2 ил (Л С

906SW.I

t

Фиг. 2