RU2301337C1 - Device for well hydro-extraction of solid mineral resources - Google Patents
Device for well hydro-extraction of solid mineral resources Download PDFInfo
- Publication number
- RU2301337C1 RU2301337C1 RU2006102408/03A RU2006102408A RU2301337C1 RU 2301337 C1 RU2301337 C1 RU 2301337C1 RU 2006102408/03 A RU2006102408/03 A RU 2006102408/03A RU 2006102408 A RU2006102408 A RU 2006102408A RU 2301337 C1 RU2301337 C1 RU 2301337C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydro
- pipe string
- well
- telescopic
- telescopic tail
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидравлической добычи полезных ископаемых, а именно к конструкциям снарядов для скважинной гидродобычи (СГД) твердых полезных ископаемых, и может найти применение для извлечения твердых материалов из подземных формаций через скважины.The invention relates to the field of hydraulic mining, in particular to the design of shells for downhole hydraulic mining (SRS) of solid minerals, and may find application for the extraction of solid materials from underground formations through wells.
К настоящему времени разработано значительное количество различных конструкций снарядов для СГД твердых полезных ископаемых (см., например, А.С. СССР №№ 374453, 602685, 662717, 739240, 762339, 819345, 825966, 899967, 964150, 1002585, 1065601, 1113549, 1265341, 1427071, 1461947, 1489139, 1553686, 1608346, 1620631, 1700249 и др.).To date, a significant number of different designs of shells for SRS of solid minerals have been developed (see, for example, AS USSR No. 374453, 602685, 662717, 739240, 762339, 819345, 825966, 899967, 964150, 1002585, 1065601, 1113549 , 1265341, 1427071, 1461947, 1489139, 1553686, 1608346, 1620631, 1700249, etc.).
Несмотря на существенные отличия в конструкциях снарядов по вышеуказанным авторским свидетедьством, все они включают следующие основные узлы: колонну водоподающих труб, гидромониторное устройство, пульповыдачной гидроэлеватор и пульповыдачную колонну. Многообразие конструкций снарядов объясняется различным в конструктивном выполнении вышеупомянутых основных узлов, а также включением в состав снарядов новых узлов и конструктивных элементов. Эти технические усовершенствования направлены на ускорение процесса размыва пласта полезного ископаемого, повышение эффективности выноса пульпы из выемочной камеры, увеличение глубины разработки залежи полезного ископаемого, образование выемочной камеры с требуемыми размерами и формой и т.д., и т.п. В конечном итоге все это приводит к повышению технико-экономических показателей СГД полезных ископаемых.Despite the significant differences in the design of the shells according to the above author’s evidence, all of them include the following main components: a column of water supply pipes, a hydraulic monitor, pulp delivery elevator and pulp delivery column. The variety of designs of the shells is explained by various in the structural implementation of the aforementioned basic units, as well as the inclusion of new units and structural elements in the composition of the shells. These technical improvements are aimed at accelerating the process of erosion of the mineral layer, increasing the efficiency of the removal of pulp from the extraction chamber, increasing the depth of development of the mineral deposit, the formation of the extraction chamber with the required size and shape, etc., etc. Ultimately, all this leads to an increase in the technical and economic indicators of SRS of minerals.
В то же время многие конструкции снарядов для СГД имеют существенные недостатки, что и является причиной их постоянного совершенствования. При этом следует принимать во внимание и горно-геологические условия залегания пласта полезного ископаемого, а также физико-механические свойства полезного ископаемого и вмещающих горных пород, что также существенно влияет на конструкцию снарядов для СГД.At the same time, many designs of shells for SRS have significant drawbacks, which is the reason for their continuous improvement. In this case, the geological and geological conditions of the occurrence of the mineral layer, as well as the physical and mechanical properties of the mineral and the host rocks, which also significantly affects the design of shells for SRS, should be taken into account.
Анализ существующих конструкций снарядов для СГД показал, что по технической сущности наиболее близким аналогом предложенного изобретения является «Устройство для извлечения материала из подземных формаций через скважины» по А.С. № 1113549 (МПК Е 21 С 45/00, Б.И. № 34 - 1984 г.). Это устройство и принято за прототип заявляемого изобретения.Analysis of the existing designs of shells for SRS showed that, by technical nature, the closest analogue of the proposed invention is "Device for extracting material from underground formations through wells" according to A.S. No. 1113549 (IPC E 21 C 45/00, B.I. No. 34 - 1984). This device is taken as a prototype of the claimed invention.
Устройство по А.С.№ 1113549 включает сообщенную с источником напорной воды внешнюю колонну труб с пульпоприемными окнами, гидромонитор с насадкой, пульповыдачной гидроэлеватор и центральную пульповыдачную колонну труб. Внешняя колонна труб выполнена с продольными щелевидными отверстиями и снабжена телескопическим хвостовиком, который установлен с возможностью вращения относительно внешней колонны и жестко соединен с центральной пульповыдачной колонной, смонтированной подвижно относительно внешней колонны. При этом продольные щелевидные отверстия расположены в интервале вертикального хода гидромонитора.The device according to A.S. No. 1113549 includes an external pipe string connected to a source of pressure water with pulp-receiving windows, a hydraulic monitor with a nozzle, a pulp-dispensing hydraulic elevator and a central pulp-dispensing pipe string. The external pipe string is made with longitudinal slit-like openings and is equipped with a telescopic shank which is mounted for rotation relative to the external pipe and is rigidly connected to a central pulp delivery pipe mounted movably relative to the external pipe. In this case, the longitudinal slit-shaped holes are located in the interval of the vertical stroke of the hydraulic monitor.
Недостаток прототипа состоит в малой эффективности СГД.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of SRS.
Поставлена задача: повысить эффективность СГД за счет усовершенствования технологических операций по проходке скважины и отработке продуктивного пласта.The task was set: to increase the effectiveness of SRS due to the improvement of technological operations for well sinking and development of a productive formation.
Поставленная задача решена следующим образом. В соответствии с прототипом снаряд для СГД полезных ископаемых включает концентрически установленные внешнюю колонну труб, телескопический хвостовик и центральную пульповыдачную колонну труб. Нижний конец внешней колонны снабжен упорным кольцом. Телескопический хвостовик в верхней части снабжен сальниковыми уплотнениями, а в нижней части - породоразрушающим инструментом. Телескопический хвостовик имеет пульпоприемные окна и разделительную камеру с отверстиями для сообщения с приемной камерой гидроэлеваторного устройства и призабойным участком скважины. При этом в телескопическом хвостовике выполнены каналы для подачи рабочей жидкости, промывочное отверстие и размещены гидромониторное устройство с насадками для бокового размыва горной породы и гидроэлеваторное устройство, состоящее из гидроэлеваторной насадки, приемной камеры, смесителя и диффузора, сочлененного с центральной пульповыдачной колонной труб.The problem is solved as follows. In accordance with the prototype, a projectile for SRS of minerals includes a concentrically mounted external pipe string, a telescopic shank and a central pulp delivery pipe string. The lower end of the outer column is provided with a thrust ring. The telescopic shank in the upper part is equipped with stuffing box seals, and in the lower part - with a rock cutting tool. The telescopic shank has slurry receiving windows and a separation chamber with holes for communication with the receiving chamber of the hydraulic elevator device and the bottom hole section of the well. At the same time, in the telescopic shank there are channels for supplying working fluid, a flushing hole, and a hydro-monitor device with nozzles for lateral erosion of the rock and a hydro-elevator device consisting of a hydro-elevator nozzle, a receiving chamber, a mixer and a diffuser articulated with a central pulp-delivery pipe string are placed.
Согласно изобретению между телескопическим хвостовиком и центральной пульповыдачной колонной труб концентрически установлена гидроэлеваторная колонна труб, нижний конец которой жестко закреплен в телескопическом хвостовике и сообщен с его каналами для подачи рабочей жидкости, при этом нижний конец хвостовика оснащен буровым долотом.According to the invention, between the telescopic shank and the central pulp delivery pipe string, a hydro-elevator pipe string is concentrically mounted, the lower end of which is rigidly fixed in the telescopic shaft and communicated with its channels for supplying working fluid, while the lower end of the shank is equipped with a drill bit.
Далее сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены конструкция и схемы работы снаряда для выполнения различных технологических операций при СГД:Further, the invention is illustrated by drawings, which depict the design and operation schemes of the projectile for performing various technological operations during SRS:
- на фиг.1 - конструкция снаряда;- figure 1 - design of the projectile;
- на фиг.2 - схема работы снаряда при бурении скважины;- figure 2 is a diagram of the operation of the projectile while drilling the well;
- на фиг.3 - схема работы снаряда при отработке продуктивного пласта без бокового размыва горной породы;- figure 3 is a diagram of the operation of the projectile during the development of the reservoir without lateral erosion of the rock;
- на фиг.4 - схема работы снаряда при посадке внешней колонны труб;- figure 4 is a diagram of the operation of the projectile when landing an external pipe string;
- на фиг.5 - схема работы снаряда при бурении скважины с одновременной обсадкой;- figure 5 is a diagram of the operation of the projectile while drilling a well with simultaneous casing;
- на фиг.6 - схема работы снаряда при отработке продуктивного пласта с боковым размывом горной породы;- Fig.6 is a diagram of the operation of the projectile during the development of the reservoir with lateral erosion of the rock;
- на фиг.7 - схема работы снаряда при боковом размыве горной породы.- Fig.7 is a diagram of the operation of the projectile with lateral erosion of the rock.
Предлагаемый снаряд состоит из следующих основных элементов (фиг.1):The proposed projectile consists of the following basic elements (figure 1):
1) внешняя колонна труб 1, нижний конец которой снабжен упорным кольцом 2.1) the
2) центральная пульповыдачная колонна труб 3;2) the central pulp
3) гидроэлеваторная колонна труб 4, нижний конец которой жестко закреплен в телескопическом хвостовике.3) a hydraulic
4) телескопический хвостовик содержит:4) the telescopic shank contains:
- сальниковые уплотнения 5;-
- гидромониторное устройство с насадками 6;- hydraulic monitor device with
- пульпоприемные окна 7;- slurry receiving
- гидроэлеваторное устройство, состоящее из гидроэлеваторной насадки 8, приемной камеры 9, смесителя 10 и диффузора 11;- hydro-elevator device, consisting of a hydro-
- промывочное отверстие 12;- flushing
- разделительную камеру 13 с отверстиями для сообщения с приемной камерой гидроэлеваторного устройства и призабойным участком скважины;- a
- каналы для подачи рабочей жидкости 14;- channels for supplying a working
5) буровое долото 15, жестко соединенное с хвостовиком.5) a
Данный снаряд может работать в трех режимах.This projectile can work in three modes.
В первом режиме обеспечивается автономная работа гидроэлеваторного устройства. При этом рабочая жидкость подается по внешней колонне труб 4 на гидроэлеваторное устройство и забой скважины через каналы 14, разделительную камеру 13 и промывочное отверстие 12 (фиг.2, 3).In the first mode, autonomous operation of the hydraulic elevator device is ensured. When this working fluid is supplied through an
В данном режиме возможно осуществлять две технологические операции:In this mode, it is possible to carry out two technological operations:
1. Бурение скважины 16 на длину свободного хода телескопического хвостовика, ограниченного нижним сальниковым уплотнением (фиг.2). При этом вращается гидроэлеваторная колонна труб 4, которая передает вращение жестко связанному с ней телескопическому хвостовику. Телескопический хвостовик в свою очередь передает вращение буровому долоту 15, тем самым происходит разрушение горной породы на забое скважины. Разрушенная порода транспортируется к пульпоприемным окнам 7 посредством восходящего потока жидкости. Далее, за счет эжекции, создаваемой струей жидкости, сформированной в гидроэлеваторной насадке 8, разрушенная порода поступает в приемную камеру 9 и через смеситель 10 и диффузор 11 по центральной пульповыдачной колонне труб 3 на поверхность.1. Drilling of a
2. Отработка продуктивного пласта 16 без бокового размыва горной породы (фиг.3). Это возможно осуществлять, например, при добыче полезного ископаемого, склонного к плывунообразованию; при двухскважинной схеме добычи - когда одна скважина работает для размыва горных пород, а другая для подъема на поверхность пульпы (при такой схеме добычи в данном режиме предлагаемый снаряд может работать для подъема пульпы). При этом разрушенная порода в виде пульпы поступает на поверхность так же, как и при бурении скважины (движение гидросмеси от размытого целика до пульпоприемных окон показано стрелкой А на фиг.3).2. The development of the
Во втором режиме обеспечивается работа как гидроэлеваторного, так и гидромониторного устройств. При этом рабочая жидкость поступает в двух направлениях (фиг.4, 5, 6):In the second mode, the operation of both hydro-elevator and hydro-monitor devices is ensured. In this case, the working fluid flows in two directions (Figs. 4, 5, 6):
а) по гидроэлеваторной колонне труб 4 на гидроэлеваторное устройство и забой скважины через каналы 14, разделительную камеру 13 и промывочное отверстие 12;a) along the hydraulic
б) по внешней колонне труб 1 на гидромониторное устройство 6; при этом происходит боковой размыв горной породы гидромониторными струями, которые показаны стрелкой Б на фиг.4, 5, 6.b) along the
В данном режиме возможно осуществлять три технологические операции:In this mode, it is possible to carry out three technological operations:
1. Посадка внешней колонны труб 1 (выполняет функцию обсадной колонны) посредством расширения стенки скважины 16 после бурения на длину свободного хода телескопического хвостовика, ограниченного нижним сальниковым уплотнением 5 (фиг.4).1. Landing of the outer pipe string 1 (performs the function of a casing string) by expanding the
2. Бурение скважины 16 с одновременной обсадкой при проходки в неустойчивых породах (фиг.5).2. Drilling a well 16 with simultaneous casing during sinking in unstable rocks (Fig. 5).
3. Отработка продуктивного пласта с образованием выемочной камеры 17 (фиг.6).3. The development of the reservoir with the formation of the excavation chamber 17 (Fig.6).
Во втором режиме разрушенная порода в виде пульпы поступает на поверхность так же, как и в первом режиме.In the second mode, the destroyed rock in the form of pulp enters the surface in the same way as in the first mode.
В третьем режиме обеспечивается автономная работа гидромонитрного устройства. При этом рабочая жидкость поступает только по внешней колонне труб 1 на насадки 6 (фиг.7). Следовательно, происходит боковой размыв горной породы гидромониторными струями жидкости (гидромониторные струи показаны стрелкой Б на фиг.7).In the third mode, autonomous operation of the hydromonitor device is provided. In this case, the working fluid flows only through the
Данный режим можно использовать при двухскважинной схеме добычи - когда одна скважина работает для размыва горных пород, а другая для подъема на поверхность пульпы (при такой схеме добычи в данном режиме предлагаемый снаряд может работать для бокового размыва горных пород).This mode can be used with a two-well production scheme - when one well works for erosion of rocks and the other for lifting to the surface of the pulp (with this production scheme in this mode, the proposed projectile can work for lateral erosion of rocks).
Технический результат: повышение эффективности СГД за счет усовершенствования технологических операций по проходке скважины и отработке продуктивного пласта.Technical result: increasing the efficiency of the SRS due to the improvement of technological operations for drilling a well and developing a productive formation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006102408/03A RU2301337C1 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Device for well hydro-extraction of solid mineral resources |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006102408/03A RU2301337C1 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Device for well hydro-extraction of solid mineral resources |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2301337C1 true RU2301337C1 (en) | 2007-06-20 |
Family
ID=38314374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006102408/03A RU2301337C1 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Device for well hydro-extraction of solid mineral resources |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2301337C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018054041A1 (en) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 中国矿业大学 | Pulse jet flow and mechanical shock joint rock-breaking mechanism |
-
2006
- 2006-01-26 RU RU2006102408/03A patent/RU2301337C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018054041A1 (en) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 中国矿业大学 | Pulse jet flow and mechanical shock joint rock-breaking mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9995126B1 (en) | Low-frequency pulsing sonic and hydraulic mining system | |
RU2601881C1 (en) | Method of layer multiple hydraulic fracturing in inclined borehole | |
RU2667240C1 (en) | Method for multiple hydraulic fracturing of formation in horizontal shaft of well | |
US9995127B1 (en) | Low-frequency pulsing sonic and hydraulic mining method | |
RU2525398C2 (en) | Hydraulic bore mining of minerals | |
RU166522U1 (en) | DRILLING DRILL FOR DRILLING WITH SIMULTANEOUS CASE | |
RU2301337C1 (en) | Device for well hydro-extraction of solid mineral resources | |
RU156405U1 (en) | LOW DRILL POSITION ASSEMBLY WITH JET PUMP | |
RU2302526C1 (en) | Apparatus for hydraulic surface-borehole mineral mining | |
RU2302527C1 (en) | Method for surface-borehole mineral mining | |
RU89610U1 (en) | APPARATUS FOR WELL HYDRAULIC PRODUCTION OF USEFUL FOSSIL | |
US4420187A (en) | Stationary drill string rotary hydraulic mining tool and method of hydraulic mining | |
RU2307937C1 (en) | Method for well hydro-extraction of mineral resources and device for realization of the method | |
RU79942U1 (en) | DEVICE FOR WELL HYDRAULIC PRODUCTION OF USEFUL FOSSIL | |
RU2435925C1 (en) | Procedure for construction of horizontal drain hole in unstable moveable rock and drilling assembly for its implementation | |
RU2256796C1 (en) | Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method | |
RU2365755C1 (en) | Device for hydraulic borin-and-reaming of minerals | |
RU2694982C1 (en) | Blade bit | |
RU78525U1 (en) | COMBINED TYPE WELL HYDRAULIC PRODUCT UNIT | |
RU71377U1 (en) | DEVICE FOR WELL HYDRAULIC PRODUCTION OF USEFUL FOSSIL | |
RU2635928C1 (en) | Method for hydraulic borehole mining | |
RU85196U1 (en) | APPARATUS FOR WELL HYDRAULIC PRODUCTION OF USEFUL FOSSIL | |
RU2459922C1 (en) | Method for well construction | |
RU1838574C (en) | Well separator-aerator of gas-liquid mixture | |
SU1157239A1 (en) | Hydraulic monitor unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080127 |