Устройство для скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых Советский патент 1978 года по МПК E21B7/18 E21C45/00 

Изобретение относится к гидравлической, добыче твердых пбпезных ископаемых через скважины. Известно устройство для разработки месторождений полезных ископаемых через сква жины, состояшее из пульпоподъемной и водной трубы и плунжерного насоса, выполненного в виде камеры-смесителя с шаровым клапаном и тяги. Сильно увлажненная рыхла зергчстая руда всасывается в камеру-смеск тель, после чего клапан закрывается. После этого в камеру-смеситель через форсунку впрыскивается вода и разжижается руда. При всасывании очередной порция руды в камеру гидросмесь из нее перетекает в пуль поподьемную трубу и выдается на поверхность 1J. Однако таким устройством невозможно обеспечить надежную герметизацию камерысмесителя вследствие гидроабразивного износа шарового клапана и седла. Кроме того, указанным устройством можно разрабатывать месторождения только весьма рыхлых руд, так как в нем отсутствует насадка для струйного разрушения плотных горных пород Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для скважинной гидродобычи, состоящее из водной и пульпоподъемной трубы, в нижнем конце которой установлена насадка для разрушения руды, а для выдачи гидросмеси руды - комбинированный нагнетатель, представляющий собой по существу двигатель внутреннего сгорания. Он состоит из камеры сгорания, всасывающего и нагнетательного патрубков, внутри которых установлены секторные шиберы, клапаны для подачи горючей смеси в камеру и удаления из нее отработанных газов, и свечи зажигания 2, Руда разрушается струей воды и собирается в зумпфе добычной камеры., При открытых выхлопных клапанах камера соединяется с атмосферой, открывается входной секторный шибер и. гидросмесь руды всасывается в камеру нагнетател. После заполнения камеры гидросмесью входной секторный шибер и выхлопной клапанзакрываются, открывается клапан подачи горючей смеси и она впрыскивается в камеру. Горючая смесь затем зажигается и в камере создается избыточнее да1)пение, открывается выхоиной сс кторный шибер и гидросмесь по пупыюподъемзюй трубе подается на поперщюсть.

У этого устройстьа большой поперечный размер, а работа нагнетатеПя проходит

в циклическом режиме, что обусповпивает наличие двух секторных шиберов, как спедствие, - большой вес и низкую надежЬость.

Для повышения эффективности скважинно гидродобычи путем повышения надежности устройства,уменьшения его поперечного сечения и веса в предлагаемом устройстве нижняя часть сектора шибера снабжена упорами,установленными с возможностью взаимодействия с внутренней стенкойпульповыдачнрй трубы нр их Закрытии, а шибер установлен с возможностью закрытия размываюших насадок при открытом положении его секторов,

На фиг. 1 изображено описываемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг, 1 (в укрупненном масштабе); на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 3; на фиг. 5-10 - возможные схемы расположения воздушной трубы.

Устройство состоит из наружной пульповыдачной трубы 1, воздушной трубы 2, заканчивающейся в нижней части форсункой 3. В верхней части устройства имеется воздухоотдепитель 4 и задвижки 5, 6, 7 для регулирования подачи, соответственно, воздух.а и для перекрытия воздухоотделителя при использовании устройства в качестве гидромонитора.

В нижней части устройства находятся насадки 8, 9, секторный шиберЮ и решетка 11, Секторный шибер 1О прикрепляется к внутренней стенке трубы 1 с помощью петли 12. Шибер 10 в закрытом состоянии упирается в полочку 13,.приваренную к стенке трубы 1.

Для уплотнения между шиберами 1О и полочкой 13 применена резиновая прокладка 14, прикрепленная к полочке. Причем для того, чтобы при подаче напорной воды шибер 1О не вывернуло в петле 12, шибер с нижней стороны имеет упор 15. Для полного закрытия насадок на верхней стороне шибера 10 установлены фасонные резиновы прокладки 16.,

При работе устройства в качестве гидромнитора закрываются задвижки 6 и 7, а вода подается открытием задвижки 5, Напорная вода закрывает шибер Ю и вытекает через насадки 8 и 9. Вылетающие из насадок 8 и 9 струи воды разрушают рУДУ.

При опускалии устройства по скважине и по nnaciy но подошвы оно работает как эрлифт. Сжатый воздух в форсунку 3 подается открытием задвижки 6. При этом задвижка 5 закрыта, а задвижка 7 открыта. Всасываемый поток гидросмеси открывает шибер 10, а. его прокладки 16 закрывают насадки 8, Струя из насадки 9 размывает ил в скважине и разжимает гидросмесь во всасе эрлифта и предотвращает его забивку. Решетка 11 препятствует попаданию во всас эрлифта крупных кусков руды. Воздухоотделитель 4 гасит энергию потока,, деаэрирует гидросмесь и направляет ее в зумпф землесоса.

Применение секторного шибера увеличивает проходное сечение трубы, а следовательно, при одинаковой производительности дает возможность уменьшить общий поперечный размер устройства на 10-15%, Кроме того, взаимодействие секторного шибера с размывающими насадками позволяет использовать устройство в качестве фазрушаюшего и пульпоподъемного механизмов, что важно для разработки более плотных руд, и тем самым существенно повысить эффективность скважинной гидродобычи.

Ф о

ула изобретен и я

Устройство для скваждашой гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающее корпус, воздухоподводящий патрубок с форсункой э1рлифта , пульповыдачную трубу с воздухоотделителем, а также с установленными в нижней ее части размывающими насадками, защитной решеткой и секторным шибером, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности сква- жинной гидродобычи путем повышения надежности устройства, уменьшения его поперечного размера и веса, нижняя часть секторов шибера снабжена упорами, установленными с возможностью взаимодействия с-внутренней стенкой пульповыдачной трубы при их закрытии, а шибер установлен с возможностью закрытия размываюших насадок при открытом положении его секторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3311414, кп. 299-14, 1964,

2.Hyc)trou8ic mining th-rougK swat diamtter boreholes, miniTiff tnij. t870, MoC. 2l73., 265. Гидросмесь Вода К / / / / 16 J I

8

2. J 16 л / гстз у

IxJ

Фи.5

Фи.б

J

Фи$.В