CN104420875A - 循环溶解开采设备和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种循环溶解开采设备和方法，其中将溶剂注射到地下有用矿石以溶解所述有用矿石并且然后再次收集以获得所述有用矿石。所述循环溶解开采方法包含用于将地下挖掘达到矿床的钻孔工艺；用以在所述矿床中产生裂缝的压裂工艺；用于插入包含插入棒的开采设备的注射工艺，所述插入棒具有达到所述井的下部部分的管道形状以通过所述插入棒将溶解所述有用矿石的溶剂注射到所述矿床中，其中向从所述插入棒排出的所述溶剂施加旋转力以增加所述溶剂的扩散力；以及用于再次收集溶解有所述有用矿石的所述溶剂的制造工艺。所循环溶解开采设备和方法能够通过使溶剂有效地渗透并且扩散到矿床中来改进生产率和经济可行性。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2013年9月9日提交的韩国专利申请第10-2013-0107952号、2013年9月9日提交的韩国专利申请第10-2013-0107955号以及2013年11月19日提交的韩国专利申请第10-2013-0140393号的优先权，所述专利申请的全部内容特此以引用的方式并入。
技术领域
本文所公开的本发明涉及一种用于开采有用地下资源的设备，并且更具体地说涉及一种溶解开采方法，其中将溶剂注射到含有富集的有用资源的地下矿床中以溶解所述有用资源，从而收集所述溶解的有用资源；以及一种使用所述方法的溶解开采设备。
背景技术
随着长时间开发地下资源，常规开采方法在经济和技术方面遇到了困难。因此，近来，摆脱了常规开采方法的溶解开采方法正被积极地应用为用于开发自然资源的方法。
如表1中所展示，尽管溶解开采方法首先在1922年使用，但溶解开采方法目前正被更积极地应用。目前，在美国至少约25％的自然资源(如金、银、铜、铀、钠、镁、硫、锂等)产出是通过使用溶解开采方法开发的。
表1
| 金属或矿物质 | 大致初级生产量 | 溶解剂/方法 |
| 金 | 35％ | NaCN |
| 银 | 25％ | NaCN |
| 铜 | 30％ | H2SO4；(NH4)2CO3 |
| 铀 | 75％ | H2SO4；(NH4)2CO3 |
| 食盐 | 50％ | 水 |
| 钾碱 | 20％ | 水 |
| 天然碱 | 20％ | 水 |
| 硼 | 20％ | HCI |
| 镁 | 85％ | 海水、湖泊盐水加工 |
| 硫 | 35％ | 热水(熔融) |
| 锂 | 100％ | 湖泊盐水加工 |
根据溶解开采方法，形成达到富集有用矿石的矿床的钻孔，并且将溶剂注射到钻孔中以在溶剂中溶解或滤出有用矿石。然后，可以再次收集溶剂以制造有用矿石。
在现有溶解开采方法中，主要执行针对适用于一种待开采的矿石和周围地质环境的溶剂以及注射溶剂的温度的研究，或针对溶剂根据周围环境(如孔隙率、渗透性等)的流动性的研究。
然而，非常希望有针对用于通过使溶剂有效地渗透并且扩散到矿床中来改进生产率和经济可行性的方法的研究。
发明内容
本发明提供了一种使用循环工艺的溶解开采设备和方法，所述溶解开采设备和方法能够通过使溶剂有效地渗透并且扩散到矿床中来改进生产率和经济可行性。
本发明的实施例提供了一种循环溶解开采设备，通过将地下挖掘达到富集是待开采的物体的有用矿石的矿床来将其插入到井中以将溶剂注射到所述矿床中，所述循环溶解开采设备包含：插入到所述井中的插入棒，所述插入棒包含至少一个用于注射所述溶剂的注射管、用于再次收集注射到所述井中的所述溶剂的收集管、以及注射用于施加压力的流体的流体注射管；驱动单元，所述驱动单元包含安置在所述插入棒的下部内部部分中以与所述流体注射管连通的汽缸、在所述汽缸内往复的活塞、以及安装到从所述汽缸的下部部分延伸到所述插入棒的下部末端表面的开口部分中并且与所述活塞的底表面耦接的轴杆；以及向所述溶剂施加旋转力以增加所述溶剂的扩散力的叶片，所述叶片与所述轴杆连接并且与所述插入棒耦接以便可根据所述轴杆的往复运动在所述叶片从所述插入棒突出的状态与所述叶片插入到所述插入棒中的状态之间旋转。
在一些实施例中，所述叶片可以通过施加到所述汽缸的压力而在旋转角度方面可调节。
在其他实施例中，所述驱动单元可以进一步包含安装到所述轴杆中并且在所述活塞与所述汽缸的底表面之间可压缩地支撑的弹簧。
在其他实施例中，所述循环溶解开采设备可以进一步包含用于密封所述插入棒与所述井的空心壁之间的空间的封隔物或用于阻塞所述井的上部部分中界定的钻孔的头部分。
在其他实施例中，所述驱动单元可以具有一个与所述轴杆可旋转地耦接的末端和固定到所述轴杆的另一末端，并且可以进一步包含用于当所述轴杆往复时旋转所述叶片的连接条。
在其他实施例中，所述叶片可以相对于所述插入棒的截面倾斜，以使得所述溶剂方向性向上或向下扩散。
在本发明的其他实施例中，一种循环溶解开采方法包含：用于将地下挖掘达到富集是待开采的物体的有用矿石的矿床以形成井的钻孔工艺；用于将压裂装置插入通过所述井以在所述矿床中产生裂缝的压裂工艺；用于插入包含插入棒的开采设备的注射工艺，所述插入棒具有达到所述井的下部部分的管道形状以通过所述插入棒将溶解所述有用矿石的溶剂注射到所述矿床中，其中向从所述插入棒排出的所述溶剂施加旋转力以增加所述溶剂的扩散力；以及用于再次收集溶解有所述有用矿石的所述溶剂的制造工艺。
在一些实施例中，叶片可以与所述开采设备的所述插入棒的下部部分耦接，并且所述叶片可以旋转以向所述溶剂施加所述旋转力。
在其他实施例中，所述循环溶解开采方法可以使用包含上述组件的所述循环溶解开采设备。
附图说明
附图包含在内以提供对本发明的进一步理解，并且被并入和构成本说明书的一部分。附图说明了本发明的示例性实施例并且与描述一起用来解释本发明的原理。在图中：
图1是使用根据本发明的循环溶解开采设备进行的溶解开采方法的示意流程图；
图2a和图2b是根据第一实施例的循环溶解开采设备的截面视图，其中图2a是叶片折叠的状态的视图，并且图2b是叶片展开的状态的视图；
图3是用于解释在根据本发明的另一循环溶解开采设备中上面安置叶片的平面的视图；
图4是用于解释根据本发明的第一实施例在单个井中的溶解开采方法的视图；
图5是用于解释图4的溶解开采方法中的注射和制造工艺的放大视图；
图6是用于解释根据本发明的第二实施例应用到多个井的溶解开采方法中的整个工艺的视图；
图7是用于解释根据本发明的第二实施例应用到图6的多个井的溶解开采方法中的制造工艺的视图；并且
图8是用于解释根据本发明的第二实施例图6的多个井的排列状态的视图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于开采埋藏在地下的有用矿石(如金、银、铜、铀、钾、硫、锂等)的设备和方法。在根据常规方法的开采中，可以将井筒构筑达到地下的矿床以开采有用矿石。如果矿床存在于相对较浅深度，那么可以直接从地表面挖掘地面而不挖单独井筒来开采有用矿石。然而，尽管经济可行性通过常规开采方法并无保证，但如果待开采的标靶矿石具有溶剂可溶性性质，那么可以使用溶解开采方法。
在根据本发明的溶解开采方法中，将井形成达到存在矿床的构造。然后，将溶剂通过钻孔注射到地面以溶解有用矿石以直接来自溶解有有用矿石的溶剂，从而从溶剂分离并且收集有用矿石。
溶解开采方法可以适用于存在矿床的上部和下部构造不可渗透的情况。这样做是因为，在存在矿床的上部和下部构造可渗透的情况下，当通过井将溶解有矿石的溶剂收集到地面时，溶解有矿石的溶剂可能会被带走。
溶解开采方法中的重要技术设计之一是针对有用矿石的溶剂增加溶解性和溶解速率。如果溶解性高，那么溶剂内的有用矿石浓度可以增加以改进生产力并且更容易从溶剂分离和收集有用矿石。此外，如果溶解性高，那么矿石可以通过使用相对少量的溶剂溶解以改进经济可行性。此外，当溶解速率增加时，开采时间可以减少以改进经济可行性。
就是说，因为有用矿石的溶剂内的溶解性和溶解速率增加，所以生产力和经济可行性可以显著增加。本发明将在溶剂中物理地产生紊流(turbulentflow)，从而改进针对有用矿石的溶解性和溶解速率。
在下文中，将参考附图描述使用循环工艺的溶解开采设备(在下文中，称为循环溶解开采设备)。
图2a和图2b是根据第一实施例的循环溶解开采设备的示意图，图3是用于解释在根据本发明的另一循环溶解开采设备中上面安置叶片的平面的视图，并且图4是用于解释根据本发明的第一实施例在单个井中的溶解开采方法的视图。
参考图2a到图4，根据本发明的循环溶解开采设备100包含插入棒10、驱动单元50、叶片60以及封隔物70。
插入棒10可以具有在一个方向上较长的形状并且插入到井1中。注射管11和收集管12安置在插入棒10内。
注射管11可以与溶剂槽(未图示)连接以充当通道，通过所述通道将溶剂注射到井的下部部分中。与插入棒10的外部连通的多个注射孔11a界定在注射管11的下部部分中。
收集管12可以充当通道，在引入到井中的溶剂溶解标靶矿石之后，通过所述通道将溶解有标靶矿石的溶剂再次收集到安置在地面上的矿石分离系统(未图示)中。此外，多个收集孔12a界定在插入棒10的下部末端中。可以将溶剂通过收集孔12a和界定在插入棒10的下部部分中的开口部分14引入到收集管12中。
在矿石分离系统中，可以通过各种分离工艺将标靶矿石和溶剂与彼此分离。然后，可以将溶剂再次注射到井1中并且循环到井1中。尽管本发明不限于注射管和收集管的位置，但收集管12可以安置在插入棒10的中心部分上，并且注射管11可以安置在插入棒10的外围上。此外，收集管12可以具有大于注射管11的直径的直径。收集管12具有大于注射管11的直径的直径并且安置在插入棒10的中心部分上的原因是因为，优选地收集管12归因于溶剂中剩余未被溶解的矿石或岩石而具有相对大直径。
此外，在当前实施例中，用于注射用于施加压力的流体的流体注射管13可以安置在插入棒10内。流体注射管13可以与外部泵(未图示)连接以施加压力到稍后将描述的汽缸中。在当前实施例中，流体注射管13可以环绕收集管12并且以环形安置。就是说，通孔在插入棒10的中心部分中界定，并且收集管12插入到通孔中以界定收集管12与通孔之间的环形空间，从而充当流体注射管13。
此外，封隔物70可以在插入棒10的上部或中间部分处阻塞插入棒10与井1的壳体2或空心壁(在不安装壳体2的情况下)之间的空间以防止溶剂在插入棒10与井1之间流动，从而使插入棒10与井1的内部稳固地耦接。封隔物70可以与插入棒10耦接并且由可收缩并且可膨胀的材料形成。当将流体注射到与封隔物70连接的流入/排出管(未图示)中时，封隔物70可以膨胀并且因此与井1的空心壁或壳体2紧密地连接以将插入棒10牢固地固定到井1。相反地，当将流体通过流入/排出管排出时，封隔物70可以收缩以将插入棒10与井1分离。
尽管封隔物70一般具有如上文所述的可收缩并且可膨胀的形状，但本发明并不限于此。举例来说，封隔物70可以具有在封隔物70插入到插入棒10中的状态下可沿着插入棒10垂直地移动的活塞形状。或者，封隔物70可以具有通过在井1的上部部分处使用混凝土阻塞插入棒10与空心壁之间的空间的形状。根据本发明的封隔物70可以具有可收缩并且可膨胀的结构、通过使用混凝土阻塞插入棒10与井1的空心壁之间的空间的结构、或密封井1的空心壁与插入棒10之间的空间的结构。
用于驱动稍后将描述的叶片60的驱动单元50安置在插入棒10的下部部分上。驱动单元50包含汽缸20、活塞31、轴杆32以及弹簧40。
汽缸20具有在插入棒10内垂直地界定的密封空间。在汽缸20内垂直地往复的活塞31安置在汽缸20内。活塞31可以与汽缸20的内部圆周表面紧密地连接以将汽缸20的内部空间分割成上部和下部空间，从而将汽缸20的上部和下部空间密封并且与彼此分离。然而，因为活塞31在汽缸20内移动，所以上部和下部空间中的每一者的体积可能不固定，而是具有可变空间。
汽缸20的上部部分可以与流体注射管13连通。当将流体通过流体注射管13引入到上部空间中时，活塞31可以通过流体的压力向下推动。
此外，从汽缸20的下部部分延伸直到插入棒10的下部末端表面的开口部分14界定在插入棒10中。固定到活塞31的底表面的轴杆32插入到开口部分14中。轴杆32可以在与插入棒10相同的方向上具有较长形状以与活塞31的移动一起移动。
弹簧40插入到轴杆32的上部部分中。弹簧32支撑在活塞31的底表面与汽缸20的底表面之间。当将流体注射到汽缸20的上部空间中以允许活塞31下降时，弹簧40被压缩。相反地，当将施加到汽缸20的上部空间的压力通过排出流体而释放时，压缩的弹簧40可以弹性地返回以允许活塞31返回到其初始形状。
此外，如图中所展示，收集管12被安置以通过汽缸20、活塞31以及轴杆40。此处，因为收集管12不与活塞31和轴杆40耦接，所以收集管12可能不与活塞31和轴杆40一起移动。然而，在另一实施例中，收集管12可以与活塞31和轴杆40整合。
本发明具有以向注射到矿床中的溶剂施加旋转力以产生紊流的技术特征。为此，叶片60可以安置在插入棒10的下部末端上以旋转叶片60。在当前实施例中，叶片60可以在叶片60与插入棒10平行且与插入棒10紧密地连接的第一状态与叶片60从插入棒10突出的第二状态之间变化。就是说，叶片60可以在第二状态下展开以向溶剂施加旋转力。此外，当将插入棒10插入通过井1时，叶片60可以维持在呈折叠状态的第一状态下。
在当前实施例中，可以提供多个叶片60在插入棒10的外部圆周表面上。叶片60可以通过旋转钉61与插入棒10耦接。叶片60相对于旋转钉61的中心与插入棒10可旋转地耦接。
驱动单元50和叶片60通过连接条80与彼此耦接。就是说，连接条80可以具有与驱动单元50的轴杆40耦接的另一末端82。然而，因为连接条80的另一末端82通过使用钉83作为介质与轴杆40耦接，所以当轴杆40往复时连接条80可以旋转。
如上文所述，通过连接条80与驱动单元50连接的叶片60可以维持在叶片60插入到插入棒10内的接收部分19中的状态在如图2a中所展示的第一状态下。如图2b中所展示，当轴杆40下降时，连接条80可以旋转以允许叶片60从插入棒10向外突出。
此处，叶片60的突出程度或角度可以通过轴杆40的下降距离来测定。因为轴杆40的下降距离通过施加到汽缸20的压力来测定，所以注射到汽缸20中的流体可以进行压力调节以调节叶片60的突出程度。
此外，安置叶片60的平面可以相对于水平表面(或插入棒10的截面)倾斜。在图2b中，叶片60安置在垂直于插入棒10的截面的平面上。在叶片被垂直地安置的情况下，当叶片旋转时，可以向溶剂施加最大旋转力。然而，当叶片被垂直地安置时，叶片可以仅在水平方向上推动溶剂，但不向溶剂给出垂直方向性。另一方面，如图3中所展示，当叶片60相对于由叶片的旋转界定的平面以预定角度倾斜时，可以将溶剂向上或向下压动。就是说，当叶片60在一个方向上旋转时，可以通过倾斜叶片将溶剂向下压动。另一方面，当叶片60在另一方向上旋转时，可以通过叶片将溶剂向上压动。
尽管在当前实施例中，收集管12固定地安置在插入棒10的中心部分上以通过汽缸20、活塞31以及轴杆32的内部，并且流体注射管13具有环形以环绕收集管12，但本发明不限于其。举例来说，收集管12和流体注射管13可以在形状上不同地变化。就是说，收集管12可能不必被安置以通过活塞31、轴杆32以及汽缸20。举例来说，收集管12可以独立地提供在插入棒10内。类似地，流体注射管13可以提供在延伸达到汽缸20并且与收集管12分离的独立通道中。
在下文中，将参考附图描述一种使用根据本发明的循环溶解开采设备的溶解开采方法。
图4是用于解释根据本发明的第一实施例在单个井中的溶解开采方法的视图，并且图5是用于解释图4的溶解开采方法中的注射和制造工艺的放大视图。
参考图1、图4以及图5，溶解开采方法包含钻孔工艺M10、压裂工艺M20、插入棒安装工艺M30、注射工艺M40以及制造工艺M50。
在钻孔工艺M10中，可以将地面g钻孔达到存在富集有用矿石的矿床的构造以形成井1。图4和图5展示了单个井方法的一实例，其中溶剂的注射和矿石的制造与彼此一起在一个井中执行。然而，单个井可能不代表矿床中的仅一个井。就是说，可以多个提供溶剂的注射和矿石的制造与彼此一起执行的井，并且因此矿石的制造可以在多个井中的每一者中执行。
尽管井1一般在垂直方向上进行钻孔，但井1可以根据地质条件倾斜地钻孔。当将地面g钻孔达到矿床时，安装壳体2。壳体2被配置以稳固地维持井1的中空井。壳体2可以长地安装达到在存在矿床的构造的上部部分中形成的不可渗透区域。或者，壳体2可以插入达到井1的上部或中部部分。
当完成钻孔工艺M10时，执行压裂工艺M20。在压裂工艺M20中，在存在矿床的构造中形成裂缝c(即压裂构造)以允许溶剂流入到构造中。裂缝c可以通过各种方法来形成。一般来说，裂缝c可以通过水力压裂方法来形成。就是说，可以将压裂装置插入到井1中，并且可以将封隔物安装在待开裂的区域(存在矿床的构造)的上部和下部部分中的每一者上以密封区域的上部和下部部分。然后，可以向密封区域施加高水压以在构造中形成裂缝2。当完全形成裂缝时，与空心壁紧密地连接的膨大的封隔物可以收缩以将压裂装置从井1拆除。
此处，可以在压裂工艺M20中执行除水力压裂方法外的喷水渗透方法或爆炸渗透方法。或者，可以通过使用液氮的冷却方法在井的空心壁中形成裂缝c，所述方法在近年开发。
在压裂工艺M20之后，可以执行插入棒安装工艺M30，其中将根据本发明的溶解开采设备插入并且安装到井1中，以便注射溶剂。如上文所述，在插入棒安装工艺M30中，根据本发明的循环溶解开采设备100插入到井1中。当循环溶解开采设备100被插入时，叶片60可以安置在第一状态下以防止叶片60干扰井1的空心壁或被空心壁分裂。当插入棒10到达所希望的位置时，插入棒10通过使用封隔物70固定到井1。
如上文所述，在安装插入棒10之后，可以执行用于注射溶剂的注射工艺M40和用于收集溶解有矿石的溶剂的制造工艺M50。为便于描述，尽管注射工艺M40和制造工艺M50单独地进行描述，但注射工艺M40和制造工艺M50可以与彼此一起执行。
首先，可以在高压下将液体溶剂通过插入棒10的注射管11注射。溶剂可以沿着注射管11到达存在矿床的构造，并且然后渗透到在压裂工艺M20中形成的裂缝s中以溶解矿床内的有用矿石。
当溶剂的注射开始时，有用矿石的溶解可能开始。因此，可能难以旋转安置在插入棒10上的叶片60。如果叶片60具有小于井1的内径的直径，那么叶片可以仅当注射溶剂时旋转。
此外，当注射溶剂以从井1的环境溶解有用矿石时，叶片60可以旋转以在溶剂中产生紊流，从而增加溶剂的扩散力。当井1的下部部分扩大时，叶片的突出角度可以逐渐增加以增加溶剂的扩散力。
当连续注射溶剂时，可以将溶解有矿石的溶剂通过收集管12排出到地面。然后，在地面，可以通过使用矿石分离系统分离与溶剂混合的固体岩石。在将有用矿石与溶剂分离之后，可以将溶剂再次注射和循环到井1中。
因为将溶剂引入到存在矿床的构造中，并且然后通过叶片60在溶剂中产生紊流，所以溶剂可以容易渗透到构造中形成的裂缝c中以增加有用矿石溶解速率。因为当矿石被溶解时裂缝c进一步扩大，所以有用矿石溶解速率可以逐渐增加以增加生产率。此外，因为溶解速率增加，所以溶剂内的有用矿石的浓度可以增加。因此，溶剂和有用矿石可以在地面容易与彼此分离。根据本发明，可以向溶剂施加旋转力和紊流以改进溶剂的渗透力，从而改进有用矿石溶解速率和生产率。此外，因为溶剂内的矿石的浓度增加，所以溶剂和矿石可以容易与彼此分离。
尽管在当前实施例中描述在单个井中所用的开采设备，但本发明不限于此。举例来说，可以如图6到图8的第二实施例中所述，将开采设备应用到多个井。
图6和图7是用于解释通过使用根据本发明的循环溶解开采设备应用到多个井的溶解开采方法的视图，其中图6是用于解释根据本发明的第二实施例应用到多个井的溶解开采方法中的整个工艺的视图，并且图7是用于解释根据本发明的第二实施例使用图6的多个井的溶解开采方法中的制造工艺的视图。图8是用于解释根据本发明的第二实施例图6的多个井的排列状态的视图。
参考图6到图8，在第二实施例中形成多个井。多个井中的至少一者可以用作用于注射溶剂的注射井6，并且其余井可以用作用于收集溶解有矿石的溶剂的制造井7。如图7中所展示，多个制造井7可以环绕注射井6。
第二实施例在以下方面可以完全等于第一实施例：形成井6和井7，安装壳体2，并且通过压裂工艺在构造中形成裂缝c。然而，叶片60可以仅安装在注射井6中。或者，叶片60可以安装在全部的注射井6和生产井7中。此外，不同于第一实施例，在安装在注射井6和生产井7中的插入棒10′中可以关闭或可以不形成收集管12。此外，在生产井7中可以关闭或可以不形成注射管。就是说，仅收集管可以操作。
就是说，可以仅通过安装在注射井6中的插入棒中的注射管注射溶剂，并且可以通过安装在生产井7中的插入棒泵送和收集溶解有矿石的溶剂。具体地说，因为不必在安装在生产井7中的插入棒中提供叶片或驱动单元，所以可以安装具有简单管道形状的插入棒。
在使用多个井的情况下，当通过使用叶片向生产井7中的溶剂施加旋转力时，如同单个井，可以在溶剂中产生紊流以增加构造内的溶剂的扩散速率，从而增加有用矿石溶解速率。在单个井中，可以在将有用矿石溶解于溶剂中之后将溶剂再次收集到其初始位置并且然后泵送。在多个井中，可以在溶剂溶解了矿石同时在一个方向上流动之后将溶剂通过生产井排出。因此，可以显著改进生产率。
如上文所述，叶片可以安装在插入棒的下部末端上。然后，叶片可以旋转以在溶剂中产生紊流。其中产生了紊流的溶剂可以快速渗透到构造中形成的裂缝中以扩大裂缝同时溶解矿石。因此，溶剂与有用区域之间的接触区域可以通过扩大的裂缝而变宽以增加矿石溶解速率和生产率。
此外，根据本发明，矿石溶解速率可以增加以增加有用矿石生产率。此外，因为溶解速率增加，所以当与根据相关技术的溶解开采方法相比时，溶解于相同量的溶剂中的矿石的量可以增加以增加溶剂内的矿石的浓度。因此，有用矿石可以容易分离和收集。
另外，当向溶剂施加旋转力时，可以向溶剂施加超声波或高频率以促进溶剂渗透到构造中。
根据本发明，叶片可以安装在插入棒的下部末端上。然后，叶片可以旋转以在溶剂中产生紊流。其中产生了紊流的溶剂可以快速渗透到构造中形成的裂缝中以扩大裂缝同时溶解矿石。因此，溶剂与有用区域之间的接触区域可以通过扩大的裂缝而变宽以增加矿石溶解速率和生产率。
根据循环溶解开采设备和方法，矿石溶解速率可以增加以增加有用矿石生产率。此外，因为溶解速率增加，所以当与根据相关技术的溶解开采方法相比时，溶解于相同量的溶剂中的矿石的量可以增加以增加溶剂内的矿石的浓度。因此，有用矿石可以容易分离和收集。
此外，根据本发明，当执行开采工艺时，叶片的突出程度(即叶片的旋转角度)可以根据钻孔(即井)的扩大程度进行调节以调节叶片的旋转宽度。
本发明的描述旨在具说明性，并且本发明所属的技术领域的一般技术人员应理解，本发明可以在不改变技术理念或基本特征的情况下以其他具体形式执行。因此，本发明的实际保护范围应由随附权利要求书的技术范围决定。
Claims (13)
1.一种循环溶解开采设备，通过将地下挖掘达到富集是待开采的物体的有用矿石的矿床来将其插入到井中以将溶剂注射到所述矿床中，其特征在于所述循环溶解开采设备包括：
插入到所述井中的插入棒，所述插入棒包括至少一个用于注射所述溶剂的注射管、用于再次收集注射到所述井中的所述溶剂的收集管、以及注射用于施加压力的流体的流体注射管；
驱动单元，所述驱动单元包括安置在所述插入棒的下部内部部分中以与所述流体注射管连通的汽缸、在所述汽缸内往复的活塞、以及安装到从所述汽缸的下部部分延伸到所述插入棒的下部末端表面的开口部分中并且与所述活塞的底表面耦接的轴杆；以及
向所述溶剂施加旋转力以增加所述溶剂的扩散力的叶片，所述叶片与所述轴杆连接并且与所述插入棒耦接以便可根据所述轴杆的往复运动在所述叶片从所述插入棒突出的状态与所述叶片插入到所述插入棒中的状态之间旋转。
2.根据权利要求1所述的循环溶解开采设备，其中所述驱动单元进一步包括安装到所述轴杆中并且在所述活塞与所述汽缸的底表面之间可压缩地支撑的弹簧。
3.根据权利要求1所述的循环溶解开采设备，其中所述循环溶解开采设备进一步包括用于密封所述插入棒与所述井的空心壁之间的空间的封隔物。
4.根据权利要求1所述的循环溶解开采设备，其中所述驱动单元具有一个与所述轴杆可旋转地耦接的末端和固定到所述轴杆的另一末端，并且进一步包括用于当所述轴杆往复时旋转所述叶片的连接条。
5.根据权利要求1所述的循环溶解开采设备，其中所述叶片通过施加到所述汽缸的压力而在旋转角度方面可调节。
6.根据权利要求1所述的循环溶解开采设备，其中所述叶片相对于所述插入棒的截面倾斜，以使得所述溶剂方向性向上或向下扩散。
7.一种循环溶解开采方法，其特征在于所述循环溶解开采方法包括：
用于将地下挖掘达到富集是待开采的物体的有用矿石的矿床以形成井的钻孔工艺；
用于将压裂装置插入通过所述井以在所述矿床中产生裂缝的压裂工艺；
用于插入包括插入棒的开采设备的注射工艺，所述插入棒具有达到所述井的下部部分的管道形状以通过所述插入棒将溶解所述有用矿石的溶剂注射到所述矿床中，其中向从所述插入棒排出的所述溶剂施加旋转力以增加所述溶剂的扩散力；以及
用于再次收集溶解有所述有用矿石的所述溶剂的制造工艺。
8.根据权利要求7所述的循环溶解开采方法，其中叶片与所述开采设备的所述插入棒的下部部分耦接，并且
所述叶片旋转以向所述溶剂施加所述旋转力。
9.根据权利要求7所述的循环溶解开采方法，其中所述开采设备包括：
插入到所述井中的插入棒，所述插入棒包括至少一个用于注射所述溶剂的注射管、用于再次收集注射到所述井中的所述溶剂的收集管、以及注射用于施加压力的流体的流体注射管；
驱动单元，所述驱动单元包括安置在所述插入棒的下部内部部分中以与所述流体注射管连通的汽缸、在所述汽缸内往复的活塞、以及安装到从所述汽缸的下部部分延伸到所述插入棒的下部末端表面的开口部分中并且与所述活塞的底表面耦接的轴杆；以及
向所述溶剂施加旋转力以增加所述溶剂的扩散力的叶片，所述叶片与所述轴杆连接并且与所述插入棒耦接以便可根据所述轴杆的往复运动在所述叶片从所述插入棒突出的状态与所述叶片插入到所述插入棒中的状态之间旋转。
10.根据权利要求9所述的循环溶解开采方法，其中所述驱动单元进一步包括安装到所述轴杆中并且在所述活塞与所述汽缸的底表面之间可压缩地支撑的弹簧。
11.根据权利要求9所述的循环溶解开采方法，其中所述开采设备进一步包括用于密封所述插入棒与所述井的空心壁之间的空间的封隔物。
12.根据权利要求9所述的循环溶解开采方法，其中所述驱动单元具有一个与所述轴杆可旋转地耦接的末端和固定到所述轴杆的另一末端，并且进一步包括用于当所述轴杆往复时旋转所述叶片的连接条。
13.根据权利要求9所述的循环溶解开采方法，其中所述叶片通过施加到所述汽缸的压力而在旋转角度方面可调节，并且
所述叶片相对于所述插入棒的截面倾斜，以使得所述溶剂方向性向上或向下扩散。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |