RU127814U1

RU127814U1 - INSTALLATION FOR HYDRAULIC MINING OF MINERAL FOSSILS

Info

Publication number: RU127814U1
Application number: RU2012150002/03U
Authority: RU
Inventors: Валентин Леонидович Гудзюк; Петр Аркадьевич Шомов
Original assignee: ООО Научно-технический центр (НТЦ) "Промышленная энергетика"
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2013-05-10

Abstract

Установка для гидродобычи полезных ископаемых с импульсным средством воздействия на руду, включающая насос подачи воды в скважину, компрессор, трубопроводы с арматурой, отличающаяся тем, что снабжена первым быстродействующим отсечным клапаном, установленным на трубопроводе подачи воды в скважину после насоса, аккумулирующей емкостью с сифоном и вторым быстродействующим отсечным клапаном в отводном трубопроводе, при этом аккумулирующая емкость соединена с компрессором, подающим воздух в скважину.Installation for hydraulic mining with a pulsed means of influencing the ore, including a pump for supplying water to the well, a compressor, pipelines with valves, characterized in that it is equipped with a first quick shut-off valve installed on the pipeline for supplying water to the well after the pump, an accumulating tank with a siphon and the second high-speed shut-off valve in the outlet pipe, while the storage tank is connected to a compressor that supplies air to the well.

Description

Полезная модель относится к скважинной добыче твердых полезных ископаемых, в частности к импульсным средствам воздействия на руду и регулирования ее поступления к гидродобычному снаряду. Может быть использована при скважинной гидродобыче затопленных россыпных полезных ископаемых.The utility model relates to borehole mining of solid minerals, in particular to pulsed means of influencing ore and regulating its receipt by a hydro-mining projectile. It can be used in borehole hydraulic mining of flooded alluvial minerals.

Широко известны устройства для скважинной гидродобычи полезных ископаемых содержащие высоконапорный насос, компрессор, трубопроводы, подающие воду и воздух в качестве рабочих агентов разрушения и пульпоподъемную трубу для выдачи полезного ископаемого на поверхность. («Скважинный гидромонитор», Авторское свидетельство СССР №829955, Е21С 45/00, 1981 г.; «Устройство для скважинной гидродобычи», Авторское свидетельство СССР №1101553, Е21С 45/00, 1984 г.; «Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых», Авторское свидетельство СССР №1229346, Е21С 45/00, 1986 г.; «Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых», Авторское свидетельство СССР №1479649, Е21С 45/00, 1989 г.). Производительность указанных устройств определяется процентным содержанием рудного материала в пульпе, перемещаемой по эрлифту. Чем активнее рабочий орган нижнего оголовка воздействует на пласт, тем интенсивнее измельчение, перемешивание с водой массы рудного материала и вынос его из скважины.Widely known are devices for downhole hydraulic mining of minerals containing a high-pressure pump, compressor, pipelines supplying water and air as fracture working agents, and a slurry pipe for delivering minerals to the surface. (“Downhole hydraulic monitor”, USSR Author's Certificate No. 829955, Е21С 45/00, 1981; “Device for downhole hydraulic production”, USSR Author's Certificate No. 1101553, Е21С 45/00, 1984; “Device for downhole mineral mining ", USSR Author's Certificate No. 1229346, Е21С 45/00, 1986;" Device for borehole hydraulic mining of minerals, "USSR Author's Certificate No. 1479649, Е21С 45/00, 1989). The performance of these devices is determined by the percentage of ore material in the pulp moving along the airlift. The more actively the working body of the lower head acts on the formation, the more intensive is the grinding, mixing with the water of the mass of ore material and its removal from the well.

Основная причина низкой эффективности указанных устройств заключается в том, что струя воды, подаваемая в затопленное пространство через сопла гидромонитора, теряет кинетическую энергию на малом расстоянии от сопла. Через некоторое время, по мере расширения зоны выработки, энергия струи воды для размыва рудного пласта становится недостаточной. Кроме того, расширение зоны выработки неизбежно снижает турбулизацию смеси воды и породы в зоне разработки пласта. В результате локального и ограниченного воздействия струи гидромонитора, производительность скважины после начала ее эксплуатации быстро снижается и становится не рентабельной не по причине отсутствия руды, а из-за несовершенства устройства по ее добычи.The main reason for the low efficiency of these devices is that the jet of water supplied to the flooded space through the nozzles of the hydraulic monitor loses kinetic energy at a small distance from the nozzle. After some time, as the development zone expands, the energy of the water jet to erode the ore formation becomes insufficient. In addition, the expansion of the production zone inevitably reduces the turbulization of the water-rock mixture in the formation development zone. As a result of local and limited exposure to the jet of a hydraulic monitor, the productivity of a well after its start of operation quickly decreases and becomes not profitable not because of the lack of ore, but because of the imperfection of the device for its extraction.

Известно устройство, в котором для повышения концентрации руды в пульпе используется гидропневмоимпульсная подача воды и воздуха в скважину - «Клапан рабочего насадка гидродобычного снаряда» (Патент РФ №2003804, МПК Е21С 45/00, 1993 г.) включающий корпус насадка с упругим седлом под сбрасываемый упругий элемент, полость упругого элемента заполнена двумя средами - жидкостью и газом. В этом устройстве, для создания в потоке воды и воздуха пульсаций расхода и давления имеется шаровой клапан из упругого материала, периодически опускаемый в скважину.A device is known in which to increase the concentration of ore in the pulp, a hydropneumopulse supply of water and air to the well is used - “Valve for the working nozzle of a hydraulic production shell” (RF Patent No. 2003804, IPC E21C 45/00, 1993) including a nozzle body with an elastic saddle under discharged elastic element, the cavity of the elastic element is filled with two media - liquid and gas. In this device, to create pulsations of flow and pressure in the flow of water and air, there is a ball valve made of elastic material, periodically lowered into the well.

Недостатками этого устройства является необходимость бурения специальной нагнетательной скважины, низкая надежность работы клапана, необходимость производства и расхода упругих шаров.The disadvantages of this device are the need to drill a special injection well, the low reliability of the valve, the need for production and consumption of elastic balls.

Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, (Арене В.Ж. и др. Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых. - М.: Недра, 1980, с.16-17), принятое за прототип включающее высоконапорный насос подачи воды в скважину, компрессор, трубопроводы с арматурой для подачи воды и воздуха в качестве рабочих агентов разрушения и выдачи полезного ископаемого на поверхность.A device for downhole hydraulic mining of minerals (Arena V.Zh. et al. Borehole hydraulic mining of solid minerals. - M .: Nedra, 1980, p.16-17), adopted for the prototype includes a high-pressure pump for supplying water to the well, compressor pipelines with fittings for supplying water and air as working agents for the destruction and delivery of minerals to the surface.

Недостатком указанного устройства является ограниченная возможность выработки пласта, обусловленная относительно малым радиусом разработки пласта вокруг скважины и снижение в результате этого концентрации руды в пульпе.The disadvantage of this device is the limited ability to produce the formation, due to the relatively small radius of the development of the formation around the well and a decrease in the concentration of ore in the pulp.

Техническим результатом, является создание установки для обеспечения пневмогидроимпульсов в затопленной призабойной зоне скважины, обеспечивающей повышение концентрации рудного материала в пульпе.The technical result is the creation of an installation for providing pneumohydropulses in the flooded bottomhole zone of the well, which provides an increase in the concentration of ore material in the pulp.

Технический результат достигается тем, что установка для гидродобычи полезных ископаемых с импульсным средством воздействия на руду, включающая насос подачи воды в скважину, компрессор, трубопроводы с арматурой, снабжена первым быстродействующим отсечным клапаном, установленным на трубопроводе подачи воды в скважину после насоса, аккумулирующей емкостью с сифоном и вторым быстродействующим отсечным клапаном в отводном трубопроводе, при этом аккумулирующая емкость соединена с компрессором, подающим воздух в скважину.The technical result is achieved by the fact that the installation for hydraulic mining with a pulsed means of influencing the ore, including a pump for supplying water to the well, a compressor, pipelines with valves, is equipped with a first quick shut-off valve installed on the pipeline for supplying water to the well after the pump with an accumulating tank with a siphon and a second high-speed shut-off valve in the outlet pipe, while the storage tank is connected to a compressor supplying air to the well.

Установка для гидродобычи полезных ископаемых представлена на чертеже, и включает насос 1, первый быстродействующий отсечной клапан 2, установленный на трубопроводе 3, аккумулирующую воду емкость 4, с сифоном 5, соединенную с насосом 1 по трубопроводу бис трубопроводом 3, через второй быстродействующий отсечной клапан 7. Аккумулирующая емкость 4 по трубопроводу 8 соединена с трубопроводом 9, подающем в скважину воздух от компрессора 10.The installation for hydraulic mining of minerals is shown in the drawing, and includes a pump 1, a first quick shut-off valve 2 installed on the pipeline 3, a water storage tank 4, with a siphon 5, connected to the pump 1 through the bis pipeline 3, through the second high-speed shut-off valve 7 The storage tank 4 through the pipe 8 is connected to the pipe 9, which supplies air to the well from the compressor 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении подачи воды в скважину насосом 1, первый быстродействующий отсечной клапан 2 открыт. После подачи в скважину воздуха устанавливается режим выхода пульпы на поверхность. При снижении содержания полезного ископаемого в пульпе, отсекают первый быстродействующий отсечной клапан 2 и одновременно открывают второй быстродействующий отсечной клапан 7. Столб воды в ставе скважины, увлекая за собой воду из аккумулирующей воду емкости 4, под действием силы тяжести падает в скважину, создавая скачкообразный импульс давления в призабойной зоне. Когда запас воды в аккумулирующей воду емкости 4 сработан (поток воды через сифон 5 прервался) в трубопроводе 3 образуется воздушная пробка, одновременно открывают первый быстродействующий отсечной клапан 2, а второй быстродействующий отсечной клапан 7 закрывают. Аккумулирующая емкость 4 наполняется насосом 1 по трубопроводу 6. После наполнения ее выше сифона 5, процесс с отсечкой насоса первым быстродействующим отсечным клапаном 2 и одновременным открытием второго быстродействующего отсечного клапана 7 повторяют для необходимого воздействия импульсов давления и расхода поступающей в скважину воды. Сифон 5, в сочетании с первым и вторым быстродействующими отсечными клапанами 2 и 7 играет роль дозатора объема воды, сбрасываемой в скважину для незатухающих импульсов расхода и давления воды сбрасываемой в скважину. Подача воды в скважину порциями с воздушными пробками обеспечивает «снарядный» режим движения падающего потока, при котором давление воздуха и скорость воды нарастают, а на выходе из скважины в пласт имеет место явление «пневмогидро тарана», воздействующего на призабойную зону высокоскоростными водяными и воздушными пробками высокого давления.When you turn on the water supply to the well with pump 1, the first high-speed shut-off valve 2 is open. After supplying air to the well, the mode of pulp exit to the surface is established. With a decrease in the mineral content in the pulp, the first high-speed shut-off valve 2 is cut off and at the same time the second high-speed shut-off valve is opened 7. The column of water in the well, entraining water from the water-accumulating tank 4, falls under the influence of gravity into the well, creating an abrupt pulse pressure in the bottomhole zone. When the water supply in the water storage tank 4 is depleted (the water flow through the siphon 5 is interrupted), an air plug forms in the pipe 3, at the same time, the first high-speed shut-off valve 2 is opened, and the second high-speed shut-off valve 7 is closed. The storage tank 4 is filled with pump 1 through line 6. After filling it above the siphon 5, the process with shutting off the pump with the first high-speed shut-off valve 2 and simultaneously opening the second high-speed shut-off valve 7 is repeated for the necessary action of pressure pulses and the flow rate of water entering the well. Siphon 5, in combination with the first and second high-speed shut-off valves 2 and 7, plays the role of a dispenser for the volume of water discharged into the well for undamped flow pulses and pressure of the water discharged into the well. The water supply to the well in portions with air jams provides a "shell" mode of motion of the falling stream, in which the air pressure and water velocity increase, and at the exit from the well into the formation there is a phenomenon of "pneumohydro ram", acting on the bottom-hole zone with high-speed water and air jams high pressure.

Режимом работы быстродействующих электромагнитных клапанов можно управлять с помощью компьютерной программы, чтобы автоматизировать режим максимального эффекта по амплитуде и частоте гидропневмоимпульсов.The operation mode of high-speed electromagnetic valves can be controlled using a computer program to automate the maximum effect mode in terms of the amplitude and frequency of hydropneumatic pulses.

Claims

Installation for hydraulic mining with a pulsed means of influencing the ore, including a pump for supplying water to the well, a compressor, pipelines with valves, characterized in that it is equipped with a first quick shut-off valve installed on the pipeline for supplying water to the well after the pump, an accumulating tank with a siphon and the second high-speed shut-off valve in the outlet pipe, while the storage tank is connected to a compressor that supplies air to the well.