Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых

(22) Заявлено 100577 (21) 2485222/22-03с присоединением заявки йо(51)М. Кл. Е 21 С 45/00 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИНКОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Изобретение относится к горномуделу и может быть использовано прискважинной гидродобыче растворимыхполезных ископаемых, залегающих предпочтительно на глубинах 1000-1500 м,Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемыхиз подземной полости при избыточномдавлении воздуха в последней, включающее внешнюю колонну труб, расположенные в ней пульпоподъемную колонну труб с заборным отверстием, напорный трубопровод для подвода рабочей жидкости к гидромонитору, трубопровод для подачи воздуха на 15зрлифтный подъем пульпы ипо крайней мере один гидромонитор (.1),Недостатками известного устройства являются сложность конструкциииэ-за необходимости происка через 20устье скважины системы параллельныхтруб, высокая метаплоемкость уст-.ройства и низкая производительностьподъема пульпы,Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископае. мых иэ подземной полости при избыточном давлении воэ 1 духа в последней, включающее внешнюю колоннутруб, размещенную в ней внутреннюю 30 21колонну труб, ссединенную с внешней колонной трур посредством гермети-затора межтрубного пространства и имеющую заборное отверстие в торце забойного конца и средство для откачки пульпы, и по меньшей мере один гидромонитор, сообщающийся с межтрубным пространством указанных колонн труб 2).Недостатком известного устройства является высокая металлоемкость устройства при отработке полезных ископаемых, залегающих на больших глубинах, например 1000-1500 м,Бель изобретения - устранение укаэанного недостатка при отработке растворимых полезных ископаемых,Поставленная цель достигается тем, что внешняя и внутренняя колонны труб выполнены с отверстиями, расположеннымн между герметизатором и забойным концом колонн ".руб на расстоянии не менее 600-800 м от забойного конца, кроме того внешняя колонна труб выполнена с дополнительными отверстиями, распопоженными на боковой стенке ее забойного конца, при этом отверстия колонн труб, расположенные со стороны гер. метизатора, и гидромонитор снабжейй прайляейыми клапанами, а допол" ййтельные отверстия внешней колоннытруб снабжены обратнымикЛапанами.В качестве средства для откачкипульпы может быть использован эрлифтвыполненный с воэможностью заборавоздуха иэ подземной полости.Эрлифт целесообразно снабдить= смеситием, выполненным в виде патрубков, сообщающих полость внутренней колонны труб с подземной пО лостью и снабженных управляемымиклапанамь,На чертеже изображено предлагаемое устройство, размещенное .в скважине, вертикальный разрез.Устройство состоит из внешней колонны труб 1 и размещенной и нейвнутренней колонны труб 2, котораясоединена с внешней колонйой труб 1посредством герметизатора 3, выпол ненного н виде переходной муфты игерметиэирующего межтрубное пространство 4, В торце забойного концавнутренняя колонна труб 2 имеет за-борное отверстие 5 для забора пульпы, Устройство снабжено по крайнеймере одним гидромониторбм б; который в сною очередь снабжен управляемям клайаном 7 и сообщается"с межтрубным пространством 4. Внешняяколонна труб 1 выполнена с отверстием 8, расположенным между герметизатором 3 и забойным концом этойколонны на расстоянии не менее 600800 м от забойного конца, Отверстие8 снабжено управляемым клапаном 9,Кроме того внешняя колонна труб 1имеет дополнительные отверстия 10,снабженные обратными клапанами 11.Внутренйяя колонна труб 2 выполненас отверстием 12,расположеннйм междугерметизатором 3 и забойным концомэтой -к Фсййына"расстояйии:"не"ме-"нее 600-800 м от забойного конца,Отверстие 12 снабжено управляемымклапаном 13, Устройство включаетсредство для откачки пульпы, выполненное, например, в виде эрлифта,обЛадающего воэможностью заборавоздуха иэ подземной полости 14,Для-этого эрлифт снабжен смесителем,"выполненным. в виде патрубков 15,сообщающих полость внутренней колонны труб 2 с подземнойполостью 14,и в свою очередь снабженных управляемыми клапанами 16.Устройство размещается в скважине 17, на устье которой устанавливается превентор 18, к которомуподведены трубопровод 19 "для закачки в полость 14 сжатого воздуха итрубопровод 20 для закачки в полость 14 жидкости,Устройство работает следующимобразом,В полос;ь 14 через трубопровод20 эакачивается жидкость и создается некоторый уровень 21, превышающий60 65 Откачка образуемой в процессе гидродобычи-пульпы осуществляется до герметиэатора 3 по внутренней колонне труб 2, а далее по внешней колонне труб 1 посредством открывания управляемых клапанов 16 патрубков 15 эрлифта, При этом зрлифт питается воздухом из полости 14, УправЛение эрлифтом осчще тнля" ся высоту размещения отверстий )О внешней колонны труб 1, Затем н полость 14 через трубопровод 19 з акачи на-ется сжатий воздух, посредствомчего в полости 14 создается избывточное давление, обеспечивающееподъем жидкости до уровня Н, Приэтом достигается устойчивая и экономичная работа зрлифта,Открывается управляемый, например, посредством электрического сигнала, клапан 13, и жидкость за счетперепада давлений поднимается помежтрубному пространству 4 и повнутренней колонне труб 2 до уровняН, устанавливаемо."о ниже отверстий15 8 и 12, Заполнение межтрубного пространства 4 осуществляется черезотверстия 10, Обратные клапаны 11обеспечивают пропуск жидкости призаполнении межтрубного пространства20 4 и предотвращают непроизвольныйотток жидкости при последующей работе гидромонитора б. Управляемыйклапан 7 гидромонитора б но времязаполнения межтрубного пространства25 4 жидкостью закрыт.При достижении жидкостью н межтрубном пространстве 4 максимального уровня Н клапан 13 закрываетсяи открывается клапан 9, перекрывающий отверстие 8 внешней колоннытруб 1, и клапан 7 гидромонитора б.При этом жидкость под действиемсобственного веса начинает истекатьиз межтрубного пространства 4 через гидромонитор 6 и производитьгидроразмюв полезного ископаемогон полости 14, Давление жидкости всечении насадки гидромонитора бравняется разности между текущимзначением уровня жидкости н межтруб 40 ном пространстве 4 и уроннем уставовки гидромонитора, Так как максимальный подъеМ жидкости н межтрубном пространстве 4 составляет 600800 м, то начальное давление жидкос -45 ти н сечении гидромонитора б составляет 60-80 кг/см, что соответствует максимальному рабочему давлениюбольшинства шахтных гидромониторов,При снижении уровня жидкости в50 межтрубйом пространстве 4 до величины И , определяемой иэ условияэффективной работы гидромонитора б,например Ь = 150-200 м, клапан 9отверстия 8 и клапан 7 гидромонито 55 ра закрываются, открывается клапан13, и цикл повторяется,726339 20 автономно и не зависит от работы всего устройства,Изобрет ение поз вол яет существенно снизить металлоемкость устройства з а счет и сключени я специ ального напорного трубопровода и повысить производительность эрлифтного. подъема за счет увеличения проходного сечения пульпоподъемной трубы. Формула изобретения 1, Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых иэ подземной полости при избыточном давлении воздуха в последней, включающее внешнюю колонну труб, размеценную в ней внутреннюю колонну труб, соединенную с внешней колонной труб посредством герметиэатора межтрубного пространства и имеющую заборное отверстие в торце забойного конца и средство для откачки пульпы, и по меньшей мере один гидромонитор, сообщающийся с межтрубным пространством указанных колонн труб, о т л и ч а ю щ е е с я 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 600800 м от забойного конца, кроме того внешняя колонна труб выполненас дополнительными отверстиями, расположенными на боковой стенке еезабойного конца, при этом отверстияколонн труб, расположенные со стороны герметиэатора, и гидромониторснабжены управляемыми клапанами, адополнительные отверстия внешнейколонны труб снабжены обратными кла 10 панами,2, Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, в качестве средства для откачки пульпы используется эрлифт, выполненный своэможностью забора воздуха из под 15 земной полости,3Устройство по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что зрлиФтснабжен смесителем, выполненным ввиде патрубков, сообщающих полость20 внутренней колонны труб с подземнойполостью и снабженных управляемымиклапанами,источники и н Формации 035 принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 34 39 95 3,кл, 299-17, опублик, 1969,2, Аренс В,Ж, и Исмагилов Б,В,Скважинная гидродобыча полезных исЗО копаемых. Обзорная информация,Сер, Горное дело. НИИТЕХИМ-ГИГХС,Сер, Горнохимическая про 2 вшленность,НИИТЕХИМ-ГИГХС, М 1975, с, 2-4(прототип),ЦНИИПИ Заказ 633/30Тираж 626 . Подписное Филиал ППП 11 атент,г. Ужгород, ул, Проектна