RU2000437C1 - Способ скважинной добычи твердых полезных ископаемых и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к скважинной добыче твердых полезных ископаемых, конкретно к добыче их в сложных горногеологических услови х чередовани  тонких пластов твердых полезных ископаемых и более м гкой породы. Сущность способа: опережающую скважину проход т гидромониторной струей в покрывающих породах продуктивного пласта, обнажа  его поверхность , монтируют расширитель после подъема колонны труб и сн ти  гидромонитора, внедр ют расширитель после подъема колонны труб и сн ти  гидромонитора, внедр ют расширитель в породы продуктивного сло  на забое скважины, затем выбуривают их обратным ходом рабочего органа. Устройство дл  осуществлени  этого способа включает две коаксиально расположенные колонны труб, внутренн   из которых предназначена дл  выдачи на поверхность продуктов добычи, а кольцевое пространство между трубами - дл  подачи рабочей жидкости . Рабочий орган выполнен сменным в виде гидромонитора. Дополнительно устройство снабжено расширителем который выполнен в виде корпуса с шарнирно установленными на нем режущими лопаст ми и полого штока, размещенного в корпусе. 4 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к скважинной добыче твердых полезных ископаемых, конкретно дл  добычи их в сложных горногеологических услови х, представл ющих чередующиес  тонкие пласты твердых полезных ископаемых и породы более м гкой, чем полезное ископаемое (например, сланец - глина).

Известен способ скважинной добычи полезных ископаемых и устройство дл  его осуществлени . Способ включает бурение скважин, монтаж технологического оборудовани , размыв-полезного ископаемого и выдачу его в виде гидросмеси на поверхность , причем дл  увеличени  объема добычи из одной скважины размыв и выдачу полезного ископаемого ведут до провала покрывающих пород в выработанное пространство ниже кровли пласта и обнажени  горизонта полезного ископаемого, после чего осуществл ют дополнительный размыв полезного ископаемого.

Однако применить указанный способ и устройство дл  его осуществлени  в сложных горногеологических услови х невозможно , потому что вместе с полезным ископаемым в виде гидропульпы одновременно поднимаетс  и пуста  порода, что приводит к необходимости достаточно

ю о о о

со VI

о

сложного и дорогого процесса отделени  ископаемого от породы.

Известны способ и устройство дл  бурени  опережающей (направл ющей) скважины по подземному аркообразному участку между двум  наземными точками с последующим разбуриванием ее обратным ходом инструмента большего диаметра.

Применение данного способа и устройства дл  его реализации дл  добычи твердых полезных ископаемых в указанных услови х практически невозможно, т.к. дл  монтажа расширител  и бурени  обратным ходом необходим выход наружу опережающей скважины. При этом эффективность добычи очень низка  из-за необходимости двойного прохождени  пустых пород как опережающей скважиной, так и расширителем. Кроме того, способ и устройство предназначены дл  прохождени  пикообразных скважин с входом и выходом инструмента на поверхность земли, т.е. проход инструмента по продуктивному пласту минимален и выход добытого ископаемого мал, а затраты велики.

Известно устройство дл  добычи полезных ископаемых через скважины, включающее две коаксиально расположенные трубы, внутренн   из которых предназначена дл  выдачи на поверхность продуктов добычи, а кольцевое пространство между трубами - дл  подачи промывочной жидкости , приспособление дл  бурени  в виде гидромонитора, разделительные перегородки , установленные в кольцевом сечении между трубами.

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что оно предназначено только дл  добычи более м гких полезных ископаемых из пластов , наход щихс  среди пластов пород более твердых классов. Кроме того, добыча полезного ископаемого ведетс  из относительно небольшого участка продуктивного пласта.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей.

Указанна  цель достигаетс  тем, что опережающую скважину проход т гидромониторной струей в покрывающих породах продуктивного пласта, обнажа  его поверхность , монтируют расширитель после подъема и сн ти  гидромонитора, опускают на забой в скважину расширитель, внедр ют его в породы продуктивного пласта, выбуривают их обратным ходом рабочего органа.

Указанна  цель изобретени  достигаетс  тем, что в устройстве, включающем две коаксиально расположенные колонны труб, внутренн   из которых предназначена дл  выдачи на поверхность продуктов добычи, а кольцевое пространство между трубами - дл  подачи рабочей жидкости рабочий орган необходим дл  разрушени  пород и выполнен в виде гидромонитора, привод управлени  положением рабочего органа, направл ющие, установленные в кольцевом

пространстве между трубами, рабочий орган выполнен сменным, а устройство дополнительно снабжено рабочим органом - расширителем, который выполнен в виде корпуса с шарнирно установленными на

нем режущими лопаст ми и полого штока, размещенного в корпусе и контактирующего с режущими лопаст ми, причем корпус и полый шток выполнены с возможностью соединений их соответственно с наружной и

5 внутренней трубами, при этом последн   подпружинена относительно наружной.

Проведенный патентный поиск показал , что в насто щее врем  не известен способ добычи твердых полезных ископаемых

0 дл  условий, представл ющих чередующиес  тонкие пласты твердых полезных ископаемых и породы более м гкой, чем полезное ископаемое.

Использование разности твердостей

5 граничащих пород (полезное ископаемое и порода), выполнение гидромониторной струей опережающей скважины в приграничном с пластом полезного ископаемого районе породы позвол ет выполнить дан0 ную скважину таким образом, что она повтор ет все искривлени  продуктивного сло . Это позвол ет обратным ходом рабочего органа расширител  разбуривать продуктивный слой полезного ископаемого, превращать

5 его в гидропульпу с последующим кодьемом на поверхность.

Выполнение рабочего органа сменным и снабжение устройства дополнительным рабочим органом - расширителем, режущие

0 лопасти которого за счет сжати  пружины привода складываютс  и по габариту не выход т за диаметр колонны труб, вводимой в опережающую скважину, обеспечивает возможность введени  рабочего органа - рас5 ширител  в скважину, забурку твердого продуктивного сло  и разбуривание его обратным ходом рабочего органа - расширител .

На фиг.1 изображена схема устройства с разрезом месторождени  полезных иско0 лаемых; на фиг.2 - расширитель с колонной труб; на фиг.З - разрез А-А на фиг,2; на фиг.4 - разрез по узлам подачи рабочей жидкости и приема выбуренного полезного ископаемого .

5Устройство дл  скважинной добычи

твердых полезных ископаемых состоит из бурового станка 1 с вертлюгом-вращателем 2 и бурового инструмента 3 состо щего из двух коаксиально расположенных колонн труб - наружной 4 и внутренней 5. кажда 

из которых собрана из одиночных труб, соедин емых между собой: наружна  на резьбах 6. а внутренн   - на посадочных по сках 7 с уплотнени ми 8. В кольцевом пространстве между трубами установлены направл ющие 9 дл  относительного перемещени  труб между собой. К подземному концу бурового инструмента на резьбе 6 крепитс  рабочий орган - гидромонитор (не показан) или рабочий орган -расширитель 10, включающий корпус 11, на котором нэ шарнирах 12 в пазах 13 установлены режущие лопасти 14 с пазом 15. Режущие лопасти 14 контактируют по пазу 15 с полым штоком 16. Последний соединен с внутренней колонной труб 5, а между полым штоком 16 и корпусом 11 установлена пружина 17. К второму концу (надземному) бурового инструмента крепитс  вертлюг-вращатель 2 с узлом 18 подачи рабочей жидкости, узлом 19 приема выбурен- ного продукта и приводом 20 сжати  пружины 17. Корпус 11 снабжен отверсти ми 21 дл  выхода жидкости к забою. Скважина 22 оборудована обсадной трубой 23 с уплотнением колонны 24. Месторождение полезных ископаемых состоит из чередующихс  тонких пластов твердого полезного ископаемого 25 и м гкой породы 26.

Устройство работает следующим образом .

Вначале коаксиальна  колонна труб снабжаетс  гидромонитором, Гидромонитором наклонно выполн ют опережающую скважину 22 на сравнительно небольшую глубину (10-15 м) и устанавливают обсадную трубу 23 с узлом уплотнени  колонны 24. Затем скважину 22 довод т до пласта твердого полезного ископаемого и далее двигаютс  вдоль его поверхности (из-за разности твердостей пород скважина проходит в при- граничном районе, четко повтор   профиль твердого пласта). Затем колонну поднимают , гидромонитор замен ют на расширитель 10. В скважину 22 ввод т расширитель 10с инструментом 3, предварительно вклю- чив привод 20 сжати  пружины 17. Расширитель 10 с инструментом 3 довод т до забо  скважины 22. Включают вертлюг-вра- щатель2, выключают привод 20сжати  пружин 17 и через узел 18 подают в межтрубное пространство рабочую жидкость. Режущие лопасти 14 расширител  10 начинают разбуривать пласт полезного ископаемого 25. Как только произойдет забуривание, включают обратный ход инструмента 3. Выбуренный

продукт с промывочной жидкостью попад - ет во внутреннюю трубу, поднимаетс  на поверхность и через узел 19 приема попадает в бункер 27 добываемого продукта.

Предлагаемый способ скважинной добычи полезных ископаемых и устройство дл  его реализации позвол в разрабатывать месторождени  твердых полезных ископаемых в сложных горногеологических услови х, где неэффективно применение традиционных способов добычи, таких как шахтный, вскрышной с последующим разрушением и выемкой полезного продукта гидромонитором или другими какими-либо средствами.

Claims (2)

1.Способ скважинной добычи твердых полезных ископаемых, включающий проходку опережающей скважины, монтаж рабочего органа в виде расширител  дл  выбуривани  пород, извлечение выбуренных пород в виде гидросмеси на поверхность , отличающийс  тем, что опережающую скважину проход т гидромониторной струной в покрывающих породах продуктивного пласта, обнажа  его поверхность , монтируют расширитель после подь- ема колонны труб и сн ти  гидромонитора, опускают на забой в скважину расширитель, внедр ют его в породы продуктивного пласта , выбуривают их обратным ходом рабочего органа.

2.Устройство дл  скважинной добычи твердых полезных ископаемых, включающее две коаксиально расположенные колонны труб, внутренн   из котЪрых предназначена дл  выдачи на поверхность продуктов добычи , а кольцевое пространство между трубами - дл  подачи рабочей жидкости, рабочий орган дл  разрушени  пород в виде гидромонитора , привод управлени  положением рабочего органа, направл ющие, установленные в кольцевом пространстве между трубами, отличающеес  тем. что оно снабжено рабочим органом-расширителем, который выполнен в виде корпуса с шарнир- но установленными на нем режущими лопаст ми и полого штока, размещенного в корпусе и контактирующего с режущими лопаст ми , причем корпус и полый шток выполнены с возможностью соединений их соответственно с наружной и внутренней трубами, при этом последн   подпружинена относительно наружной, а рабочий орган выполнен сменным.

}

«ъ

Ј

32/6