CN106930734A - 一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地浸采铀技术领域，具体涉及一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器，目的是解决地浸钻孔施工工艺中的成井以及后期的过滤器清洗更换问题。其特征在于，它包括导正头、上封砂止退胶筒、上调整管箍、下封砂止退胶筒、下调整管箍、连接管、上变径管箍、过滤管、过滤器环形骨架、下变径管箍、悬挂卡环、沉砂管和锚固头。本发明具有方便更换的特点，当过滤器需要清洗或出现故障时，可以快速、方便地从钻孔中提出，进行清洗、修理或直接更换，使得地浸钻孔可以随时保持正常的工作状态。本发明已经应用于天山铀业公司的科研生产工作，极大地降低了地浸钻孔的故障率，方便了地浸采铀工作的开展。
Description
技术领域
本发明属于地浸采铀技术领域，具体涉及一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器。
背景技术
砂岩型铀矿地浸开采是通过钻孔向矿层注入溶浸液，在矿层与矿石发生化学反应形成含铀溶液向抽液钻孔运移，最终抽至地表进行提炼的采铀工艺。地浸钻孔是该工艺中关键的地下工程之一，成井工艺及钻孔质量对钻孔水量及溶浸液在矿层中的运移具有重要影响。我国地浸采铀技术经过二十余年的发展，已经成为我国铀资源开采的重要技术工艺，地浸钻孔一直采用的成井工艺是：裸孔返浆后在矿层安装过滤器，然后在非矿层下入PVC套管，最后在环空水泥注浆固井，钻进和成井施工一次性连续完成，这对于厚度较大且连续稳定的矿体是可行的，但当矿体呈多层不连续发育、空间变化复杂时，采用该成井工艺则往往会出现抽、注孔过滤器错层，导致不能形成有效抽注单元而严重影响浸出效果的问题。对于这种复杂矿体，有效的钻孔施工方案是首先对每个施工的钻孔安装盲管并全孔注浆固井；完成所有钻孔施工后根据采区矿体的空间分布详细特征，对所有钻孔的过滤器位置及长度进行统筹设计；然后采用井下套管切割工艺开启矿层，在开启位置安装内置过滤器完成成井。这样可以保证所有抽、注钻孔开启位置的协调，不至于发生错层。采用这样的钻孔施工工艺在我国地浸采铀矿山还没有先例，一些相关技术需要开展研究和突破，其中，可更换式内置过滤器就是一个关键技术环节。
发明内容
本发明的目的是解决地浸钻孔施工工艺中的成井以及后期的过滤器清洗更换问题，提供了一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器。
本发明是这样实现的：
一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器，包括导正头、上封砂止退胶筒、上调整管箍、下封砂止退胶筒、下调整管箍、连接管、上变径管箍、过滤管、过滤器环形骨架、下变径管箍、悬挂卡环、沉砂管和锚固头；
导正头整体为环形，横截面为阶梯型，上部的外径大于下部的外径，下端设置有外螺纹；上封砂止退胶筒整体为圆环形，外径由上至下逐渐减小；上封砂止退胶筒的套装在导正头的下部；上封砂止退胶筒的上端顶紧导正头上部的下端面，下端顶紧上调整管箍的上端；上调整管箍整体为圆环形，套装在导正头的下部；上调整管箍的下端顶紧下封砂止退胶筒的上端；下封砂止退胶筒整体为圆环形，外径由上至下逐渐减小；下封砂止退胶筒的套装在导正头的下部；下封砂止退胶筒的下端顶紧下调整管箍；上封砂止退胶筒和下封砂止退胶筒共同用于防止钻孔内的砂进入过滤器内部，同时对过滤器起固定作用；连接管整体为圆环形，上下两端均设置有外螺纹；连接管的上端顶紧导正头的下端；下调整管箍整体为圆环形，设置有内螺纹；下调整管箍通过内螺纹分别与导正头下端的外螺纹和连接管上端的螺纹连接，从而实现导正头和连接管的固定；上变径管箍整体为圆环形，上部的内径大于下部的内径，设置有内螺纹；过滤管整体为圆环形，上、下两端均设置有外螺纹；在过滤管的表面均布有多个通孔，用于进行液体交换；过滤管的上端顶紧连接管；上变径管箍的上部通过内螺纹与连接管的下端固定连接，下部通过内螺纹与过滤管的上端固定连接；过滤器环形骨架整体为圆环形，套装在过滤管的外表面上，用于过滤固体杂质；下变径管箍整体为圆环形，上部的内径小于下部的内径，设置有内螺纹；悬挂卡环的上端顶紧过滤管的下端，外端面顶紧下变径管箍的下部，下端顶紧沉砂管；悬挂卡环用于对接过滤器投送工具，方别过滤器进入钻孔；沉砂管整体为圆环形，上端设置有外螺纹，下端设置有内螺纹；下变径管箍的上部通过内螺纹与过滤管的下端固定连接，下部通过内螺纹与沉砂管的上端固定连接；锚固头整体为圆柱体形，下端为球形头，避免过滤器在钻孔内的投送过程中卡住；锚固头的上端设置有外螺纹，与沉砂管的下端固定连接；
如上所述的导正头的上端开有45度的倒角，方便在使用时安装生产作业的管线。
如上所述的在过滤管的表面均布的通孔直径为8-10mm。
如上所述的过滤器环形骨架为多个圆环沿过滤管轴向均匀分布，相邻两个圆环之间的间隙为0.2mm。
如上所述的锚固头中部开有环形凹槽，用于缠绕金属丝，增大表面的摩擦力，使得过滤器在钻孔内安装后更为稳固。
如上所述的导正头和锚固头均采用尼龙材料制成，上封砂止退胶筒和下封砂止退胶筒均采用橡胶材料制成，上调整管箍、下调整管箍、连接管、上变径管箍、过滤管、过滤器环形骨架、下变径管箍、悬挂卡环和沉砂管均采用PVC材料制成。
本发明的有益效果是：
本发明包括导正头、上封砂止退胶筒、上调整管箍、下封砂止退胶筒、下调整管箍、连接管、上变径管箍、过滤管、过滤器环形骨架、下变径管箍、悬挂卡环、沉砂管和锚固头。本发明具有方便更换的特点，当过滤器需要清洗或出现故障时，可以快速、方便地从钻孔中提出，进行清洗、修理或直接更换，使得地浸钻孔可以随时保持正常的工作状态。本发明已经应用于天山铀业公司的科研生产工作，极大地降低了地浸钻孔的故障率，方便了地浸采铀工作的开展。
附图说明
图1是本发明的一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器的主视图；
图2是本发明的一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器的主视剖视图；
图3是本发明的一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器的进入钻孔安装示意图。
其中，1.导正头，2.上封砂止退胶筒，3.上调整管箍，4.下封砂止退胶筒，5.下调整管箍，6.连接管，7.上变径管箍，8.过滤管，9.过滤器环形骨架，10.下变径管箍，11.悬挂卡环，12.沉砂管，13.锚固头，14.投送铁管，15.上卡环，16.下卡环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
如图1和图2所示，一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器，包括导正头1、上封砂止退胶筒2、上调整管箍3、下封砂止退胶筒4、下调整管箍5、连接管6、上变径管箍7、过滤管8、过滤器环形骨架9、下变径管箍10、悬挂卡环11、沉砂管12和锚固头13。
导正头1整体为环形，横截面为阶梯型，上部的外径大于下部的外径，导正头1的上端开有45度的倒角，方便在使用时安装生产作业的管线，下端设置有外螺纹。上封砂止退胶筒2整体为圆环形，外径由上至下逐渐减小。上封砂止退胶筒2的套装在导正头1的下部。上封砂止退胶筒2的上端顶紧导正头1上部的下端面，下端顶紧上调整管箍3的上端。上调整管箍3整体为圆环形，套装在导正头1的下部。上调整管箍3的下端顶紧下封砂止退胶筒4的上端。下封砂止退胶筒4整体为圆环形，外径由上至下逐渐减小。下封砂止退胶筒4的套装在导正头1的下部。下封砂止退胶筒4的下端顶紧下调整管箍5。上封砂止退胶筒2和下封砂止退胶筒4共同用于防止钻孔内的砂进入过滤器内部，同时对过滤器起固定作用。连接管6整体为圆环形，上下两端均设置有外螺纹。连接管6的上端顶紧导正头1的下端。下调整管箍5整体为圆环形，设置有内螺纹。下调整管箍5通过内螺纹分别与导正头1下端的外螺纹和连接管6上端的螺纹连接，从而实现导正头1和连接管6的固定。上变径管箍7整体为圆环形，上部的内径大于下部的内径，设置有内螺纹。过滤管8整体为圆环形，上、下两端均设置有外螺纹。在过滤管8的表面均布有多个通孔，直径为8-10mm，用于进行液体交换。过滤管8的上端顶紧连接管6。上变径管箍7的上部通过内螺纹与连接管6的下端固定连接，下部通过内螺纹与过滤管8的上端固定连接。过滤器环形骨架9整体为圆环形，套装在过滤管8的外表面上。过滤器环形骨架9为多个圆环沿过滤管8轴向均匀分布，相邻两个圆环之间的间隙为0.2mm，用于过滤固体杂质。下变径管箍10整体为圆环形，上部的内径小于下部的内径，设置有内螺纹。悬挂卡环11的上端顶紧过滤管8的下端，外端面顶紧下变径管箍10的下部，下端顶紧沉砂管12。悬挂卡环11用于对接过滤器投送工具，方别过滤器进入钻孔。沉砂管12整体为圆环形，上端设置有外螺纹，下端设置有内螺纹。下变径管箍10的上部通过内螺纹与过滤管8的下端固定连接，下部通过内螺纹与沉砂管12的上端固定连接。锚固头13整体为圆柱体形，下端为球形头，避免过滤器在钻孔内的投送过程中卡住。锚固头13中部开有环形凹槽，用于缠绕金属丝，增大表面的摩擦力，使得过滤器在钻孔内安装后更为稳固。锚固头13的上端设置有外螺纹，与沉砂管12的下端固定连接。
在本实施例中，导正头1和锚固头13均采用尼龙材料制成，上封砂止退胶筒2和下封砂止退胶筒4均采用橡胶材料制成，上调整管箍3、下调整管箍5、连接管6、上变径管箍7、过滤管8、过滤器环形骨架9、下变径管箍10、悬挂卡环11和沉砂管12均采用PVC材料制成。
本发明投入使用时，需进行如下操作：
一、过滤器各组件的连接
1.上封砂止退胶筒2和下封砂止退胶筒4均通过上调整管箍3和下调整管箍5卡装固定于导正头1；
2.过滤管8与导正头1通过两者之间的连接管6调整两者之间的间距，连接处以上变径管箍7连接；过滤管8长度根据所开启的矿层厚度确定；
3.过滤器环形骨架9固定于过滤管8上，根据过滤管8长度确定安装的过滤器环形骨架9中圆环的数量；
4.沉砂管12位于过滤管8下部，通过下变径管箍10与过滤管8相连接。沉砂管12和过滤管8连接处安装悬挂卡环11，用于过滤器的在钻孔内的安装；
5.锚固头13位于最底部，直接通过丝扣与沉砂管12相连接，在锚固头13凹陷环位置缠上一定数量的金属丝，通过其与套管内壁的作用力实现过滤器进入钻孔后的锚固。
二、过滤器的入井安装
过滤器的入井安装方法如图3所示。
1.采用投送铁管14悬挂过滤器进入钻孔安装，以位于过滤管8和沉砂管12之间的悬挂卡环11为悬挂点；
2.进入钻孔前，首先组装沉砂管12以上的所有组件，穿入安装有上卡环15的投送铁管14，从投送铁管14下部套入悬挂卡环11，然后安装下卡环16，上卡环15和下卡环16将悬挂卡环11卡紧；再将沉砂管12旋入下变径管箍10与过滤管8连接，至将悬挂卡环11卡紧于两者之间为止；
3.采用钻机通过一定数量的铁管依次连接，将过滤器送至设计深度；
4.过滤器定位后，轻微释放钻机卷扬机钢丝绳，靠投送铁管14自重蹬碎悬挂卡环11，投送铁管14与过滤器分离，依次将铁管提出，完成过滤器入井安装。
5.上封砂止退胶筒2、下封砂止退胶筒4和底部的锚固头13共同将整个过滤器固定于井中，上封砂止退胶筒2、下封砂止退胶筒4和过滤器环形骨架9共同形成阻砂的过水环空。
三、过滤器的更换
过滤器需要更换或清洗时，可采用摩擦式钢丝捞矛打捞器将其提升至地表。打捞器通过内置过滤器的导正头1伸至过滤管8内，打捞器上的钢丝毛刺锚入过滤管8内壁孔洞和缝隙，同时利用过滤管8内沉砂增加摩擦力，将过滤器锚紧以提升至地表。
Claims (6)
1.一种地浸采铀钻孔可更换式过滤器，其特征在于：它包括导正头(1)、上封砂止退胶筒(2)、上调整管箍(3)、下封砂止退胶筒(4)、下调整管箍(5)、连接管(6)、上变径管箍(7)、过滤管(8)、过滤器环形骨架(9)、下变径管箍(10)、悬挂卡环(11)、沉砂管(12)和锚固头(13)；
导正头(1)整体为环形，横截面为阶梯型，上部的外径大于下部的外径，下端设置有外螺纹；上封砂止退胶筒(2)整体为圆环形，外径由上至下逐渐减小；上封砂止退胶筒(2)的套装在导正头(1)的下部；上封砂止退胶筒(2)的上端顶紧导正头(1)上部的下端面，下端顶紧上调整管箍(3)的上端；上调整管箍(3)整体为圆环形，套装在导正头(1)的下部；上调整管箍(3)的下端顶紧下封砂止退胶筒(4)的上端；下封砂止退胶筒(4)整体为圆环形，外径由上至下逐渐减小；下封砂止退胶筒(4)的套装在导正头(1)的下部；下封砂止退胶筒(4)的下端顶紧下调整管箍(5)；上封砂止退胶筒(2)和下封砂止退胶筒(4)共同用于防止钻孔内的砂进入过滤器内部，同时对过滤器起固定作用；连接管(6)整体为圆环形，上下两端均设置有外螺纹；连接管(6)的上端顶紧导正头(1)的下端；下调整管箍(5)整体为圆环形，设置有内螺纹；下调整管箍(5)通过内螺纹分别与导正头(1)下端的外螺纹和连接管(6)上端的螺纹连接，从而实现导正头(1)和连接管(6)的固定；上变径管箍(7)整体为圆环形，上部的内径大于下部的内径，设置有内螺纹；过滤管(8)整体为圆环形，上、下两端均设置有外螺纹；在过滤管(8)的表面均布有多个通孔，用于进行液体交换；过滤管(8)的上端顶紧连接管(6)；上变径管箍(7)的上部通过内螺纹与连接管(6)的下端固定连接，下部通过内螺纹与过滤管(8)的上端固定连接；过滤器环形骨架(9)整体为圆环形，套装在过滤管(8)的外表面上，用于过滤固体杂质；下变径管箍(10)整体为圆环形，上部的内径 小于下部的内径，设置有内螺纹；悬挂卡环(11)的上端顶紧过滤管(8)的下端，外端面顶紧下变径管箍(10)的下部，下端顶紧沉砂管(12)；悬挂卡环(11)用于对接过滤器投送工具，方别过滤器进入钻孔；沉砂管(12)整体为圆环形，上端设置有外螺纹，下端设置有内螺纹；下变径管箍(10)的上部通过内螺纹与过滤管(8)的下端固定连接，下部通过内螺纹与沉砂管(12)的上端固定连接；锚固头(13)整体为圆柱体形，下端为球形头，避免过滤器在钻孔内的投送过程中卡住；锚固头(13)的上端设置有外螺纹，与沉砂管(12)的下端固定连接。
2.根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔可更换式过滤器，其特征在于：所述的导正头(1)的上端开有45度的倒角，方便在使用时安装生产作业的管线。
3.根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔可更换式过滤器，其特征在于：所述的在过滤管(8)的表面均布的通孔直径为8-10mm。
4.根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔可更换式过滤器，其特征在于：所述的过滤器环形骨架(9)为多个圆环沿过滤管(8)轴向均匀分布，相邻两个圆环之间的间隙为0.2mm。
5.根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔可更换式过滤器，其特征在于：所述的锚固头(13)中部开有环形凹槽，用于缠绕金属丝，增大表面的摩擦力，使得过滤器在钻孔内安装后更为稳固。
6.根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔可更换式过滤器，其特征在于：所述的导正头(1)和锚固头(13)均采用尼龙材料制成，上封砂止退胶筒(2)和下封砂止退胶筒(4)均采用橡胶材料制成，上调整管箍(3)、下调整管箍(5)、连接管(6)、上变径管箍(7)、过滤管(8)、过滤器环形骨架(9)、下变径管箍(10)、悬挂卡环(11)和沉砂管(12)均采用PVC材料制成。
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