Устройство для добычи полезных ископаемых через скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 700249 А 1 9) Е 21 С 45/О САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Оп АВ(21) 47229 (22) 24.07 (46) 23.12 (71) Науч проблем тут и мали а 3 др дсда ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 63/03 .8991, Бюл. %47но-исследовательский инсм Курской магнитной аевяковаманенко К.В.Зиновьев им. Л,Д.Ш(56) Авторское свидетельство СССРМ 1138504, кл. Е 21 С 45/00, 1983,Авторское свидетельство СССРМ 1113549, кл, Е 21 С 45/00, 1983,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫ ЧЕРЕЗ СКВАКИН Ы(57) Изобретение относится к горной промсти и м.б. использовано при добыче слабосвязных полезных ископаемых черезскважины. Цель изобретения - упрощениеконструкции и расширение зоны действия- за счет увеличения высоты подъема. Дляэтого между внешней водоподающей колонной 1 труб и цен гральной пульповыдачной колонной 3 размещена воздухопадающая колонна 2, На хвостовой части колонны 3 закреплена вспомогательная труба 8, на которой установлены гидромонитор 9 и разрыхляющие насадки 10. На наружной поверхности колонны 3 размещены две самоуплотняющие перегородки 5. При этом колонна 3 имеет отверстия 4 над указанными перегородками 5 для подачи в нее воздуха и между перегородками для установки обратного клапана 6, При подаче воды в колонну 1 осуществляют размыв пород полезного ископаемого гидромонитором 9 и насадками 10, создавая избыточное давление в Формируемой полости. Под действием указанного давления пульпа поднимается по колонне 3. Нагнетаемый в колонну 2 сжатый воздух, встретив на пути перегородку 5, устремляется черезотверстие 4 в колонну 3 и, дои аясь вверх, увлекает за собой пульпу на поьерхность, позволяя извлекать ее с большей глубины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил,Изобретение относлтся к области горной промышленности и предназначено длядобычи сыпучих и слабосвязанных полезных ископаемых, используемых в металлургической, химической и строительнойпромышленности,Известен скважинный эрлифтный земснаряд, содержащий пульпоподъемную колонну с пульпоприемнцм отверстием,воздухоподающую колонну с форсункой, сообщенной с пульпоподъемной колонной, водоподающую колонну с подвижнойгидромониторной насадкой,Недостатком. данного устройства является неполное использование сечения скважины и неподвижность пульпоприемногоотверстия, что приводит к снижению производительностии.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции является устройствадля извлечения материала из подземнцхфракций через скважины, состоящее извнешней колонны труб, сообщенной с источником напорной воды расположенной вней центральной пульпавьдачной колонны,гидрамонитора и гидраэлеватора, концеваячасть Внешней колонны посредством сальниковых уплотнений жеско связана с центральной колонной, которая установлена свозможностью Вращения и осевого перемещения атнаситель,:о Внешней колонны.Недостатками известнага устройстваявляются небольшая высота подъема пуль пы гидраэлеватором, а следовательно, непригодность устройства для разработкиглубоко залегающих месторождений, сложность конструкции и стесненные условияВхода пульпы В гидроэлеватор,Цель изобретения - упрощение конструкции устройства и расширение зоны действия за счет увеличения высоты подъема испособности выдачи на поверхность болеекрупнозернистого палезнага ископаемого.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для добычи полезных ископаемых через скважины, включа 1 ащее внешнюю колонну труб, сообщенную систо ,никам напорной воды, центральнуюпульповыдачную колонну, смонтированнуюподвижно относительно внешней и жесткасоединенную с хвостовой части с вспомогательной трубой, в которую встроены гидромонитор и размывные насадки, дополнительноснабжено средней колонной труб, сообщеннОй с источником сжатага Воздуха, и на наружнай поверхности пульпОВыдачнайКОлонны установлены непадвижнО ДВ 6 разделительные самоуплатняющиеся перегородки,между которыми в стенке пульповыдачной колонны имеется отверстие с обратным кла.паном, а на внутренней поверхнас-и в нижней части внешней колонны закрептенанеподвижно одна самоуплотняющ:ся пе 5 регородка.Другим отличием является то, ч э сцелью самоцентрирования пульповыдачнайколонны разделительные самауплотняющие перегородки выполнены в металличе 10 ских обоймах.При разработке глубоко залегающихместорождений полезных ископаемыхтребуется конструкция добычных устройств,обеспечивающая подъем пульпы на высоту,15 равную или превышающую глубину разработки. Применяемый в известном устройстве для подъема пульпы гидраэлеватог.развивает напор, не превышающий 10 20 ф от напора подаваемой в него воды.20 Следовательно, при подъеме с глубины 600- 800 м потребуется подача в гидраэлеватарводы с напором 50 - 70 МПа, чта практически трудно осуществимо. Кроме того, с увеличением высоты подъема КПД25 гидраэлеваторав существенно снижается.Поэтому гидроэлеваторы при подаче перекачиваемой пульпы на высоту более 100 мпрактически не нашли применения. НарядуС ЭТИМ, КОНСтруКцИя ИЗВЕСг НОГО уСтрсйСтеа30 отличается значительной сложностью в из.гатаВлении и эксплуатации,Для устранения указанных недостатковпредлагается конструкция устройства с ис. -пользованием эрлифта, Конструкция пре 35 дусматривает раздельную подачу сжатоговоздуха и напорной воды па кольцевым каналам между центральной пульповыдачнайвнутренней) и средней колоннами труб имежду средней и Внешней,колоннами, Ка 40 нал для сжатого воздуха изолируется ат канала напорной воды с помощью двухуплотнений (перегородок), работающих напринципе перепада давлений и устанавлен 1ных с направлением их действия в противо 45 полажные стороны, Перепад давлениямежду уплотнениями создает отверстие с обратным клапаном В стенке пульповцдачнайколонны, соединяя полость кольцевого канала между уплотнениями с полостью пуль 50 павыдачной колонны, в которой давлениевсегда ниже, чем в воздухе и водаподающихканалах. Такая конструкция обеспечиваетпри любых давлениях сжатого воздуха и воды изоляцию между кольцевыми каналами,55 причем преграду для сжатого воздуха создает верхняя перегородка (уплотнение), а длянапорной воды - нижняя перегородка. Обаперегородки установлены неподвижно наВнутренней колонне и подвижно относи"тельно средней колонны.Изоляцию кольцевого водян( ГО (:ана.,;от полости скважины и от добычной:,.; ,:.обеспечиваеъперегородкауплотнен: 8),закрепленная неподвижно в нижнй:; :внутренней поверхности внешней колол.-и вспомогательная труба, выполненная:,О.движно оносительно внешней колонн.:. ижЕСтКО СОЕДИНЕННОЙ С ЦЕНтРаЛЬНОй ГЬ. (с( 0выдачной колонной. Кроме того, разд.-ительные перегородки выполненметаллических обоймах, обеспечивак,(цсамоцентрирование пульповыдачной КО -лонны.Из сазанного видно, что предлагаемаяконструкция при ее простоте и наиболееполном использовании сечения скважиныосуществляет подачу напорной воды на размыв полезного ископаемого и подачу сжатого воздуха в пульповыдачную колонну дляработы эрлифта, что обеспечивает подьемпульпы из больших глубин. Кроме того, б;,агодаря сохранению подвижностиульповыдачной колоннь врг(цение и перемещениевдоль оси) относительно средней и внешнейколонн, а также входу пульпы в пульповодчерез незауженное торцовое,:.;: ,-, ,четании с размывающими, асз,-;,;,здаются условия входа п,ль - ,позволяющие пропускать кусо. (Втео;а;максимальной крупности, исходя иэ условий пропускной способност "л:, Г(овь,.:Г .ной колонны, и сводящие р".; .;:,.:;", .возможность образования эала(:;. Вх,да,ПРЕДЛаГаЕМОЕ, УСтРОйстВО .(,:, з;.можность разработки более глубокс з,:;.ющих месторождений, упро(:ть(конструкцию (снизить стоимость нэ Отония) и обеспечить условия работы пульповыдачной колонны.На чертеже изображено устрой(:, во, общий вид, разрезУстрбйст(30 (."(.(:,зря ит три кон ,енГрсс(сысположе(.(ные колОнны труб; В 8(.(.нйсредняя 2 и це.(тральная пульповыдзчнаявнутренняя) 3. колон,ы 1-2 и 2-3 Образуюткольцевы 8 канаты, соединенные Г:. источни"ками нагорой ВОды (1 сжаОГО воздуха, Встенке КОлоннь 3 ь.пОлнены арлитные Отверстия 4. На наруж ой поверхнссти 3 не -пОдвижнО эякрЯплены само Г./(Отя(ошяеслперегородки 5 с конус опбра -ньгки метэллнческими обоймами. Гредохраняаи,"(ми уплон .и . От ( знос пр, пер ме.ц к .поддерживающими Онцентричное расположение коон(ч. Мекду п(ерего"едка(". астенке кслоннь( 3 выполнено Отвео(.л".(6 сОбРатс(ЫМ КлаПанОМ б. К ВНУТР 6 гей ПОВеохности колонны 1 еподвижно закреплен.-:самоуплбтняющаяся г(8(егородка 7, ( хвостовой части колонны 3 концентрично;ке,- тко закреплена вспомогательная труба 8 с гидромонитором 9 и размывающими насад.:(ами 1, которыми размывается полезноеГ:( (Г.зе 8 а дсбьчной камере 11, Устрой,.Л ВО,:; (я добЬ(с(И (ОЛЕЗНЫХ ИСКОПаЕМЫХ ПО-ц,. о в скнажину 12,.Ггр(зйство раОтвет следующим Обра(0",Подаваемая в кольцевой канал колонныг (,8;(орная вода поступает под давлением:. сь(евой канал вспомо(дтельнаЯ тРУбаГ( Ос о" ча 3" н д-лее через гидромониторг".-Вл 10 в ", де струй размывает по; - -., Спаемое. создавая при этом избы. з нее аалее в добычной камере 11, под де.(,тв(,8:; прого пульпа, Образованнаян,-,з: ;-,: (цнимаетея по пульпс- ВЫДВЧ(:й КС; (,- 5 На Н 8 КОТОРас ВЫСОТУ, КОТОрс",я ЛО".( . (."Ь:.; ВЫШ 8 ОТ" 8,Ссйй 4,",; (8 ". ; С ЭТ.с ПОдгеТСя В КОЛ .- , Э(-.ал ко .-Л Ка ( Ь(И . ОЭГЦУХ, КО- тор,:;,( з(: 8:,-8 ути перегородку 5,стр;: з;с, ерез отвести 84 подурсвеньи.и. - (:.;:,Олонн :"., ".злее, двигаясь вверх, ; в ",:.:; за сабо пулпу на поверхность, (8;8:(8(ц;в,.-"0;.ертикали колонны 3 от: те,(ь;(О 00(.,;, " н 2 и в а(,ением 88ьруг (,. ( Со;:,; з( С.( хорошие условия для .Вз",ь:.-,. - (1 С:.ОГ земого и д.я гоступленияВ ль(.0 "О.так как 3(ан ельно.:зньае ГГ . с "з(. .кность зяшламовки зхог-; о .т:.ерст;:;, Кроме того, имеется ВОз:;0 к. - ю(, и.;Г(н;(мат. из скважины стел ь , ;",;(Овыдач ю колон ну 3 со ;(",с(-".(.Л-.:,. й Губ(, И Г(дрйМОН.4 торОМ8 Нен(18 Л,.(Л ГэгсМОГО УСТрОЙСТЬа ; - ;Оз .сля 8. ра эра ба Гы вать Глуоокозалегающне месторож,": ия полезных ископаемых П(.,;КС(.(;(ал;с:-:0; СПОЛЬЗОВаНИИ СЕЧВНИя ск-ас 1. с виэм ностью выдачи на по- В=,Х-:(.СТЬ сТВР(,".Ла КУПНОСТЬЮ, раВНОЙ :,"1,33,7,(,иа.6 Т(. пульповода, вести раз:ь( (к ооды путе(:, вращения и осевого пергмеценя пул:повыдачной колонны,Г(- о р му а и э о. рет 8 н ия Устройс 0 для добычи полезных иск Г а ем ь.х чс Оеэ скважины, включающеев 8(вн:ою водо. - : ",:,ающую колонну труб, цетальну(О и.льпОВЬ(дачную колонну труб. Смонтиров,.(Ную подвижно относиТельс(0 ",.(8 Д:Не(:; ВСПОМОГВТЕЛЬНУЮ тРУбУ, кес(0 за"рег(ленную на хвостОВОЙ части пульпопадъемной колонны, гидромонитор и раз(р(,(хляащие нас=дки, установленные нв вспомогательной таубе, о т л иа ю щ е е с я тег" чтос целью упрощения конструкции и1700249 Составитель Н. ЧертоваРедактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал КорректорТ, Палий Заказ 4453 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 Я Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 расширения зоны действия за счет увеличения высоты подьема, оно снабжено обратным клапаном, воздухоподающей трубой и самоуплотняющими перегородками, две из которых жестко закреплены на наружной поверхности пульпоподъемной колонны, при атом пульпоподьемная колонна имеет отверстия над указанными перегородкамидля подачи в нее воздуха и между перегородками для установки обратного клапана, а воздухоподающая колонна труб размещена между пульпоподьемной и водоподающей, на внутренней поверхности которой у нижнего торца закреплена третья самоуплотняющая перегородка.52, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью самоцентрирования пульповыдачной колонны, самоуплотняющиеся перегородки снабжены металличе скими обоймами с двусторонниминаправляющими конусами,