Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых Советский патент 1980 года по МПК E21C45/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИНКОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидродобыче растворимых полезных ископаемых, залегающих предпочтительно на глубинах 1000-1500 м.

Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых из подземной полости при избыточномдавлении воздуха в последней, вклю чающее внешнюю колонну труб, расположенные в ней пульпоподъемную колонну труб с заборным отверстием, напорный трубопровод для подвода рабочей жидкости к гидромонитору, трубопровод дпя подачи воздуха на эр.г1Ифтный подъем пульпы ипо крайней мере один гидромонитор fl.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкция из-за необходимости через устье скважины системы п&раллёльных труб, высокая металлоемкость устройства и низкая производительность подъема пульпы.

Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископае- , влx из подземной пЪлости при избыточном давлении воздуха в последней, включающее внешнюю колонну труб, размещенную в ней внутреннюю

колонну труб, ссединенную с внешней колонной трур посредством герметй- затора межтрубного пространства и имеющую заборное отверстие в торце забойного конца и средство для откачки пульпы, и по .меньшей мере один гидромонитор, сообщаю цийся с межтрубным пространством указанных колонн труб 2.

0

Недостатком известного устройства является высокая металлоемкость устройства при отработке полезных иcкoпae «лx, залегающих на больших глубинах, например 1000-1500 м.

5

Цель изобретения - устранение указанного недостатка при отработке растворимых полезных ископаемых.

Поставленная цель достигается тем, что внешняя и внутренняя ко- . 0 лонны труб выполнены с отверстиями, расположенными между герметизатором и забойным концом колонн труб на расстоянии не менее 600-8(30 м от забойного конца, кроме того внешняя

5 колонна труб выполнена с дополнительными отверстиями, расположенными на боковой стенке ее забойного конца, при этом отверстия колонн труб расположенные со стороны герметизатора, и гидромонитор снабже IftrTripa gn-fteiCftjfiH клапанами, a допол Шгге71йНЫё отверстия внешней ксшрнны т1руб снабжены обрйтными клапаййми. В качестве средства для откачки пульпы может багь использован эрлифт, выполненный с возможностью забора, воздуха из подземной полости.

Эрлифт целесообразно снабдить - смёсйГепёМ, выполненным в виде патрубков, сообщаюгдих полость внутрен ней колонны труб с подземной по-- лостью и снабженных управляемыми

V клапанами -

На чертеже изображено предлагаемое устройство, размещенное -в скважине, вертикальный разрез.

Устройство состоит из внешней колонны труб 1 и раз лётенной вней . внутренней колонны труб 2, которая соединена с внешней колонной труб 1 посредством герметиз.атора 3, выполненного в виде переходной муфты и , герметизирующего межтрубнбё Прбйтранство 4.. В торце забойного конца внутренняя колонна труб 2 имеет заборное отверстие 5 для забора пульпы. Устройство снабжено по крайней мере одним гидромонитором б, VKOTOрый в свою очередь снабжен управляемым клапаном 7 и сообщается с межтрубным пространством 4, Внешняя колонна труб 1 выполнена с отверстием 8, расположенным между герметизатором 3 и забойным концом этой на расстоянии не менее 600800 м от забойного конца. Отверстие 8 снабжено управляемым клапаном 9, Кроме того внешняя колонна труб 1. имеет дополнительные отверстия 10, снабженные обратными клапанами 11. Внутренняя колонна труб 2 выполнена с отверстием 12,расположённым между герметизатором 3 и забойным концом этой йЖ рЖй :тТЗВДии- ём& нее 600-800 м от забойного конца, Отверстие 12 снабжено управляемым клапаном 13, Устройство включает средство для откачки пульпы, выполненное, например, в виде эрлифта, обладающего возможностью забора воэдуха из подземной полости 14; Для этого эрлифт снабжен смесителем, выполненным в виде патрубков 15, сообщающих полость внутренней колонны труб 2 с подземной полостью 14, и в свою очередь снабженных управляемыми клапанами 16.

Устройство размещается вскважине 17, на устье которой устанавливается превентор 18, к которому подведены трубопровод 19 дrtй °Эaikaч ки в полость 14 сжатого В1йздуха и (5опровод 20 для закачки в полость 14 жидкости.

Устройство работает следующим образом.

В полосуь 14 через трубопровод .С закачивается жидкость-и создается некоторый уровень 21, превышающий.

726339

высоту размещения отверстий )0 внешней колонны труб 1, Затем в полост 14 через трубопровод 19 закачивается сжатый воздух, посредством чего в полости 14 создается избыточное давление, обеспечивающее подъем жидкос-ги до уровня Н, При этом достигается устойчивая и экономичная работа эрлифта.

Открывается управляемый, например, посредством электрического сигнала, клапан 13, и жидкость за счет перепада давлений .поднимается по межтрубному пространству 4 и по внутренней колонне труб 2 до уровня Н, устанавливаемого ниже отверстий 8 и 12, Заполнение межтрубного пространства 4 осуществляется через отверстия 10, Обратные клапаны 11 обеспечивают пропуск жидкости при заполнен 1и межтрубного пространства 4 и п1эедЬтвращают непроизвольный отток жидкости при последующей работе гидромонитора 6, Управляемый клапан 7 гидромонитора 6 во время заполнения межтрубного пространства 4 жидкостью закрыт.

При достижении жидкостью в мёжтрубном пространстве 4 максимального уровня Н клапан 13 закрывается и открывается клапан 9, перекрывающий отверстие 8 внешней колонны труб 1, и клапан 7 гидромонитора 6. жидкость под действием собственного веса начинает истекать из межтрубного пространства 4 через гидромонитор 6 и производить гидроразмыв полезного ископаемого в полости 14, Давление жидкости в сечении насадки гидромонитора б равняется разности между текущим значением уровня жидкости в межтрубном пространстве 4 и уровнем установки гидромонитора. Так как максимальный подъем жидкости в межтрубном пространстве4 составляет 600800 м, то начальное давление жидкости в сечении гидромонитора б составляет 60-80 кг/см, что соответствует максимальному рабочему давлению большинства .шахтных гидромониторов.

При снижении уровня жидкости в. межтрубном пространстве 4 до величины h , определяемой из условия эффективной работы гидромонитора 6, например h 150-200 м, клапан 9 отверстия 8 и кла|пан 7 гидромонитора закрываются, открывается клапан 13, и цикл повторяется.

Откачка образуемой в процессе гидродобычи пульпы осуществляется до герметизатора 3 по.внутренней колонне труб 2, а далее по внешней колонне труб 1 посредством открывания управляемых клапанов ( патрубков 15 эрлифта. При этом эрлифт питается воздухом из ncwotrTH 14, 65 Управление эрлифтом осутпптр.тгя -т1-я

автономно и не зависит от работы всего устройства.

Изобретение позволяет суйественно снизить металлоемкость устройства за счет исключения специального напорного трубопровода и повысить производител-ьность эрлифтнога подъема за счет увеличения проходного сечения пульпоподъемной трубы.

Формула изобретения

1, Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых из подземнрй полости при избыточном давлении воздуха в последней, рключающее внешнюю колонну труб, размещенную в ней внутреннюю колонну труб, соединенную с внешней колонной труб посредством герметизатора межтрубного пространства и имеющую заборное отверстие в торце забойного конца и средство для откачки пульпы, и по меньшей мере один гидромонитор, сообщающийся с межтруным прост)анством указанных колонн труб, отличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости устройства при отработке растворимых полезных ископаемых на глубинах 1000-1500 м, внешняя и внутренняя колонны труб выполнены с отверстиями, расположенными между герметизатором и забойным концом колонн труб на расстоянии не менее 600//V-J-800 м от забойного конца, кроме того внешняя колонна труб выполнена с дополнительными отверстиями, расположенными на боковой стенке ее забойного конца при этом отверстия колонн труб, расположенные со стороны герметизатора, и гидромонитор снабжены управляемыми клйпанами, а дополнительные отверстия внешней колонны труб снабжены обратными клапанами ,

0

2,Устройство по п. 1, отли чающе еся тем, что, в качестве средства для откачки пульпы используется эрлифт, выполненный с возможностью забора воздуха из под5земной полости,

0 внутренней колонны труб .с подземной полостью и снабженных управляемыми клапанами,

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

2,Арене В,Ж. и Исмагилов Б.В. Скважинная гидродобыча полезных ископаемых. Обзорная информация.

0 Сер. Горное дело. НИИГЕХИМ-ГИГХС. Сер. Горнохимическая промышленность. НИИТЕХИМ-ГИГХС. м., 1975, с. 2-4 (прототип),