RU2272106C1

RU2272106C1 - Slurry pipeline for hydraulic mining tool

Info

Publication number: RU2272106C1
Application number: RU2004135795/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Игоревич Бабичев (RU); Николай Игоревич Бабичев; Александр Евгеньевич Дворовенко (RU); Александр Евгеньевич Дворовенко; Александр Юрьевич Фильчуков (RU); Александр Юрьевич Фильчуков
Original assignee: Николай Игоревич Бабичев; Александр Евгеньевич Дворовенко; Александр Юрьевич Фильчуков
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-03-20

Abstract

FIELD: mining industry, particularly for pulp elevation and transportation during mineral development, water pool bottom cleaning of bottom sediment, for channel dredging, for well drilling and underground cavities forming with the use of hydraulic technology.

SUBSTANCE: slurry pipeline comprises line for pulp conveyance provided with inlet pipe and jet pump and water line connected to the jet pump. The jet pump is made as hydraulic elevator. Line for pulp transportation is provided with at least one water separator made as at least three tail pipes connected one to another by water accumulation chamber. Sludge pump inlet is connected to water accumulation chamber outlet, sludge pump outlet is linked to line for pulp conveyance through coupling. The water accumulation chamber is arranged downstream from tail pipes. Jet pump may comprise water-resistant insert arranged in mixing chamber.

EFFECT: increased depth of pulp lifting and pulp conveyance range.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано для подъема и транспортирования пульпы при разработке месторождений полезных ископаемых, очистке дна водоемов от донных отложений и при дноуглубительных работах, а также при бурении скважин и создании подземных полостей различного назначения методами скважинной гидротехнологии.The invention relates to the mining industry and can be used for lifting and transporting pulp during the development of mineral deposits, cleaning the bottom of reservoirs from bottom sediments and during dredging, as well as when drilling wells and creating underground cavities for various purposes using borehole hydraulic technology.

Известен пульповод гидродобычного снаряда, содержащий трубопровод для транспортирования пульпы со всасывающим патрубком и струйным насосом, выполненным в виде гидроэлеватора центрального типа, и трубопровод для подачи напорной воды, соединенный со струйным насосом. Для увеличения глубины разработки трубопровод для транспортирования пульпы снабжен дополнительным струйным насосом, выполненным в виде эрлифта (Патент RU № 2113591, МПК Кл. Е 21 С 45/00, опубл.1998).Known pulp conduit for a hydraulic mining projectile containing a pipeline for transporting pulp with a suction pipe and a jet pump, made in the form of a hydraulic elevator of the central type, and a pipeline for supplying pressure water connected to the jet pump. To increase the depth of development, the pipeline for transporting pulp is equipped with an additional jet pump, made in the form of airlift (Patent RU No. 2113591, IPC Cl. E 21 C 45/00, publ. 1998).

Недостатком данного устройства является необходимость подвода дополнительного источника энергии (сжатого воздуха) для питания эрлифта.The disadvantage of this device is the need to supply an additional energy source (compressed air) to power the airlift.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пульповод гидродобычного снаряда, включающий трубопровод для транспортирования пульпы со встроенным в него, по меньшей мере, одним струйным насосом для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии (Патент RU № 2139392, МПК 6 Кл. E 02 F 3/90, опубл.1999).The closest in technical essence and the achieved result is a pulp conduit of a hydraulic mining projectile, including a pipeline for transporting pulp with at least one jet pump built into it for communicating additional energy to the pulp stream (Patent RU No. 2139392, IPC 6 Cl. E 02 F 3 / 90, publ. 1999).

Недостатком данного устройства является наличие двух параллельных трубопроводов.The disadvantage of this device is the presence of two parallel pipelines.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в повышении эффективности работы скважинных гидродобычных агрегатов.The problem to which this invention is directed, is to increase the efficiency of downhole hydraulic units.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении глубины подъема пульпы и/или дальности ее транспортирования.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the depth of the pulp and / or its transportation distance.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном пульповоде гидродобычного снаряда, включающем трубопровод для транспортирования пульпы со встроенным в него, по меньшей мере, одним струйным насосом для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии, согласно изобретению, трубопровод для транспортирования пульпы снабжен, по меньшей мере, одним водоотделителем, выполненным в виде, по меньшей мере, трех отводящих патрубков, соединенных между собой коллектором, к выходу которого подключен всасывающий патрубок грязевого насоса, а нагнетательный патрубок последнего посредством муфты, размещенной за отводящими патрубками по ходу движения потока пульпы перед камерой смешения струйного насоса, соединен с трубопроводом для транспортирования пульпы, при этом струйный насос выполнен в виде кольцевого гидроэлеватора.The specified technical result is achieved by the fact that in the known slurry conduit for a hydraulic mining projectile, including a pipeline for conveying pulp with at least one jet pump integrated therein for communicating additional energy to the pulp stream, according to the invention, the pipeline for conveying pulp is provided with at least one water separator, made in the form of at least three outlet pipes, interconnected by a collector, to the outlet of which a suction pipe of mud suck, and discharge pipe by coupling the latter placed over the transfer tube in the course of the pulp flow prior to mixing chamber of the jet pump is connected to a line for conveying the pulp, wherein the jet pump is configured as an annular hydraulic elevator.

В заявленную совокупность включены все существенные признаки, характеризующие изобретение и обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The claimed combination includes all the essential features characterizing the invention and providing a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

Основной отличительной особенностью данного изобретения является то, что, для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии, используется жидкая фаза самого потока пульпы.The main distinguishing feature of this invention is that, to impart additional energy to the pulp stream, the liquid phase of the pulp stream itself is used.

В частных случаях изобретение характеризуется тем, что камера смешения струйного насоса снабжена износостойкой вставкой, что способствует уменьшению износа пульповода.In particular cases, the invention is characterized in that the mixing chamber of the jet pump is equipped with a wear-resistant insert, which helps to reduce the wear of the slurry line.

Пульповод гидродобычного снаряда поясняется чертежом, на котором представлен общий вид его первого участка, который включает грунтоприемник скважинного гидродобычного снаряда.Pulp conduit of a hydraulic mining projectile is illustrated by a drawing, which shows a general view of its first section, which includes a soil receiver of a downhole hydraulic mining projectile.

Пульповод гидродобычного снаряда состоит из трубопровода 1 для транспортирования пульпы со встроенным в него, по меньшей мере, одним струйным насосом для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии. Питание струйного насоса осуществляется за счет отделения из потока пульпы части жидкой фазы и ее подачи посредством грязевого насоса в струйный насос в качестве рабочего тела.The pulp conduit of a hydraulic mining projectile consists of a pipeline 1 for transporting pulp with at least one jet pump built into it to communicate additional energy to the pulp stream. The jet pump is powered by separating part of the liquid phase from the pulp stream and feeding it through the mud pump to the jet pump as a working fluid.

Для этого в определенном месте трубопровода 1 выполнены окна 2, к которым присоединены отводящие патрубки 3 водоотделителя. Наиболее предпочтительной формой соединения патрубков 3 водоотделителя с трубопроводом 1 является сварка. Патрубков 3 водоотделителя должно быть, по меньшей мере, три. При этом поперечное сечение каждого следующего по ходу движения пульпы патрубка меньше поперечного сечения предыдущего. Таких водоотделителей по длине трубопровода 1 может быть несколько, в зависимости от его длины. Патрубки 3 каждого водоотделителя соединены между собой коллектором 4.To do this, in a certain place of the pipeline 1, windows 2 are made, to which the outlet pipes 3 of the water separator are connected. The most preferred form of connection of the nozzles 3 of the water separator with the pipe 1 is welding. Pipes 3 water separator should be at least three. In this case, the cross section of each pipe following the movement of the pulp is less than the cross section of the previous one. There can be several such water separators along the length of pipeline 1, depending on its length. The nozzles 3 of each water separator are interconnected by a collector 4.

Коллектор 4 может быть выполнен в виде отрезка трубы, заглушенного с одного торца. К выходу коллектора 4 подключен всасывающий патрубок 5 грязевого насоса 6, представляющего собой центробежный насос с приводом от электродвигателя. Питание к электродвигателю может быть подано по кабелю (на чертеже не показан), проложенному вдоль трубопровода 1.The collector 4 can be made in the form of a pipe segment, muffled from one end. The collector 4 is connected to the suction pipe 5 of the mud pump 6, which is a centrifugal pump driven by an electric motor. Power to the electric motor can be supplied by cable (not shown in the drawing) laid along the pipeline 1.

Производительность грязевого насоса 6, суммарная площадь сечения патрубков 3 водоотделителя и другие гидравлические параметры устройства подбираются исходя из условия обеспечения неразрывности потоков жидкости в пульповоде.The performance of the mud pump 6, the total cross-sectional area of the pipes 3 of the water separator and other hydraulic parameters of the device are selected based on the conditions for ensuring the continuity of fluid flows in the slurry conduit.

Нагнетательный патрубок 7 грязевого насоса 6 посредством муфты 8, охватывающей трубопровод 1 для транспортирования пульпы, соединен с последним. Муфта 8 размещена за отводящими патрубками 3 по ходу движения потока пульпы перед струйным насосом 9. Наиболее предпочтительно выполнение струйного насоса 9 в виде кольцевого гидроэлеватора, в котором эжектирующий поток напорной воды формируется в кольцевом зазоре 10 перед камерой смешения 11.The discharge pipe 7 of the mud pump 6 through the coupling 8, covering the pipe 1 for transporting the pulp, is connected to the latter. The sleeve 8 is located behind the discharge pipes 3 in the direction of flow of the pulp in front of the jet pump 9. Most preferably, the jet pump 9 is in the form of an annular hydraulic elevator, in which an ejected flow of pressure water is formed in the annular gap 10 in front of the mixing chamber 11.

Камера смешения 11 струйного насоса 9 может иметь износостойкие вставки 12. Каждая из износостойких вставок может быть выполнена в виде колец (шайб) из износостойкого материала. В зависимости от крупности и прочности транспортируемых минеральных частиц, в качестве износостойкого материала могут быть использованы: износостойкая резина, микропористый электрокорунд, износостойкая (аустенитная) сталь, износостойкий чугун.The mixing chamber 11 of the jet pump 9 may have wear-resistant inserts 12. Each of the wear-resistant inserts can be made in the form of rings (washers) of wear-resistant material. Depending on the size and strength of the transported mineral particles, the following can be used as wear-resistant material: wear-resistant rubber, microporous electrocorundum, wear-resistant (austenitic) steel, wear-resistant cast iron.

Возможно также использование износостойких покрытий, наносимых на внутреннюю поверхность колец, выполненных из не износостойких материалов. Длина вставки должна обеспечивать защиту участка трубопровода 1 для транспортирования пульпы, подверженного наиболее сильному износу, которым является камера смешения 11, вследствие высоких скоростей движения материала на этом участке.It is also possible to use wear-resistant coatings applied to the inner surface of rings made of non-wear-resistant materials. The length of the insert should provide protection for the pipeline section 1 for transporting the pulp subjected to the most severe wear, which is the mixing chamber 11, due to the high speeds of the material in this section.

Пульповод гидродобычного снаряда работает следующим образом. При прохождении пульпы по трубопроводу 1 происходит некоторое расслоение пульпы на жидкую и твердую фазы. Часть жидкой фазы пульпы попадает в патрубки 3 водоотделителя, заполняет коллектор 4, где происходит дополнительное разделение ее твердой и жидкой фаз. Далее осветленная вода с помощью грязевого насоса 6 через муфту 8 нагнетается в кольцевой зазор 10 струйного насоса 6 и далее попадает в его камеру смешения 11.Pulp conduit hydro-mining shell works as follows. When passing the pulp through the pipeline 1, there is some stratification of the pulp into liquid and solid phases. Part of the liquid phase of the pulp enters the nozzles 3 of the water separator, fills the collector 4, where there is an additional separation of its solid and liquid phases. Next, the clarified water using a mud pump 6 through the clutch 8 is pumped into the annular gap 10 of the jet pump 6 and then falls into its mixing chamber 11.

Вследствие эжекционного эффекта пульпа засасывается в камеру смешения 11 и, получив дополнительную энергию, перемещается дальше по трубопроводу 1.Due to the ejection effect, the pulp is sucked into the mixing chamber 11 and, having received additional energy, moves further along the pipeline 1.

Claims

1. Pulp conduit of a hydraulic mining projectile, including a pipeline for transporting pulp with at least one jet pump integrated therein for communicating additional energy to the pulp stream, characterized in that the pipeline for transporting pulp is provided with at least one water separator made in the form at least three outlet pipes connected to each other by a collector, to the outlet of which a suction pipe of the mud pump is connected, and the discharge pipe of the latter by means of a coupling displacements of the transfer tube in the course of the pulp flow prior to mixing chamber of the jet pump is connected to a line for conveying the pulp, wherein the jet pump is configured as an annular hydraulic elevator.

2. Pulp conduit of a hydraulic mining projectile according to claim 1, characterized in that the mixing chamber of the jet pump is equipped with a wear-resistant insert.