устройство для подачи пены в скважину

Формула изобретения

Устройство для подачи пены в скважину, включающее бак для пенообразующей жидкости, соединенный через трубопровод с обратным клапаном с дозировочным устройством, соединенным трубопроводами с компрессором и осушающим шлангом с насадкой, пульт управления и контрольно-измерительные приборы компрессорной установки и прибор контроля уровня пенообразующей жидкости в дозировочном устройстве, отличающееся тем, что дозировочное устройство выполнено в виде емкости с вертикально расположенными трубками, закрепленными в пластине, которая вмонтирована в боковые стенки емкости, между нижними концами трубок и дном емкости образован зазор, верхние концы трубок закрыты сеткой и расположены в зоне максимальной скорости воздушного потока, поступающего из компрессора в осушающий шланг через емкость, компрессор дополнительным трубопроводом с вентилем соединен с емкостью ниже пластины с трубками, а датчик прибора контроля уровня пенообразующей жидкости установлен под пластиной в емкости дозирующего устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно, к открытой разработке месторождений полезных ископаемых и может быть использовано для удаления воды и шлама из скважин перед размещением в них зарядных взрывных веществ.

Известны устройства для подачи пены в скважину с целью осушения ее от воды и удаления шлама, включающие смесительные устройство с трубопроводами для подвода сжатого воздуха, пенообразующей жидкости и подачи пены в скважину, компрессор, дозировочный насос для подачи пенообразующей жидкости, воздухосборник, емкость для пенообразующей жидкости [1,2]

Однако, эти устройства сложны в конструктивном исполнении и не достаточно эффективны в работе.

Известна осушающая машина 1МО, которая также служит для осушения обводненных скважин смесью сжатого воздуха с пенообразующей жидкостью [3] которая взята за прототип.

Машина 1МО включает бак для пенообразующей жидкости, соединенный через обратный клапан с дозировочным устройством. Пенообразующая жидкость самотеком поступает в дозировочное устройство, где смешивается с потоком сжатого воздуха. Из дозатора смесь по осушающему шлангу подается на дно скважины. Проходя через насадку, она образует на дне скважины пеновоздушную подушку, которая под действием новых порций воздуха поднимается вверх и выталкивает воду и шлам из скважины. Шланг опускают и поднимают с помощью барабана с приводом.

Механизм по осушению управляется при помощи специального пульта, расположенного в кабине оператора. Здесь же находятся и контрольно-измерительные приборы компрессорной установки и прибор контроля уровня раствора поверхностно-активных веществ (ПАВ) в баке.

Однако, несмотря на высокую эффективность и малый объем затрат энергии при осушении сильно обводненных скважин, машина 1МО не обеспечивает достаточную степень осушения (до 3 м) обводненных скважин, отсутствует контроль за расходом ПАВ в дозировочном устройстве, пена образуется низкой кратности, что приводит к перерасходу ПАВ.

Техническая задача изобретения направления на снижение расхода ПАВ повышения качества пены и расширение функциональных возможностей за счет использования устройства как на сильно обводненных, так и мало обводненных скважинах.

Задача решается тем, что устройство для подачи пены в скважину включает бак для пенообразующей жидкости, соединенный через обратный клапан с дозировочным устройством, которое соединено трубопроводами с компрессором и осушающим шлангом с насадкой. Дозировочное устройство выполнено в виде емкости с вертикально расположенными трубками, закрепленными в пластине, которая вмонтирована в стенки емкости так, что между нижними концами трубок и дном емкости образуется зазор, а верхние концы трубок, закрытые сетками, располагаются в зоне максимальной скорости воздушного потока, поступающего из компрессора в осушающей шланг через емкость.

Трубопровод с обратным клапаном соединяет бак для пенообразующей жидкости с нижней частью емкости дозировочного устройства. Кроме того, дозировочное устройство дополнительной трубой с регулировочным вентилем соединено с компрессором так, что воздух поступает в емкость ниже пластины с трубками, там же установлен датчик контроля уровня пенообразующей жидкости в емкость.

В заявленной совокупности отличительные признаки проявили новые свойства, заключающиеся в сокращении расхода пенообразующей жидкости за счет образования пены высокой кратности, так как подаваемый через дополнительную трубу с регулировочным вентилем сжатый воздух повышает в емкости дозировочного устройства, что изменяет скорость подъема смеси воздуха с пенообразующей жидкостью в магистраль по вертикальным трубам, на выходе закрытых сеткой.

Поток сжатого воздуха, проходящего над трубками, скрывает с сетки образующиеся пузырьки и подает их в осушающий шланг в виде эффективной смеси пенообразующей жидкости с воздухом.

За счет того, что пена образуется более высокой кратности и равномерной подачи, в течение заданного периода осушения снижается расход пенообразующей жидкости.

Наличие регулировочного вентиля на дополнительной трубе, соединяющей компрессор с емкостью дозировочного устройства, позволяет использовать изобретение для осушения как сильно обводненных скважин, так и мало обводненных. Изменение режима осушения скважины обеспечивается регулировочным вентилем, который изменяет скорость подачи пенообразующей жидкости в осушающий шланг.

Решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое устройство от прототипа, не обнаружено. Достижение такого эффекта не вытекает из известных в технической литературе решений и соответствует необходимому изобретательскому уровню.

На чертеже изображена схема устройства подачи пены в скважину.

Устройство подачи пены в скважину включает дозировочное устройство 1, соединенное трубопроводом 2 через обратный клапан 3 с баком 4 для пенообразующей жидкости, трубопроводом 5 через регулировочный вентиль 7 с компрессором ( на чертеже не показан ), трубопроводом 8 с осушающим шлангом - с насадкой ( на чертеже не показаны).

Дозировочное устройство 1 состоит из емкости 9, вертикально расположенных трубок 10, закрепленных в пластине 11, вмонтированной в емкость 9 так, что между нижними концами трубок 10 и дном емкости 9 образуется зазор, а верхние концы, закрытые сеткой 12, располагаются в зоне максимальной скорости воздушного потока, поступающего по трубопроводу 7 через емкость 9 и трубопровод 8 в осушающий шланг, датчика 13, установленного под пластиной 11. Дополнительный трубопровод 5 подает сжатый воздух от компрессора в емкость 9 под пластиной 11.

Устройство для подачи пены в скважину работает следующим образом.

Из бака 4 через обратный клапан 3 самотеком по трубопроводу 2 пенообразующая жидкость поступает в емкость 9 и заполняет ее до пластины 11. По сигналу от датчика 13 поступление жидкости прекращается.

Регулировочный вентиль 6 устанавливается в режиме, обеспечивающем необходимую продолжительность подачи пенообразующей жидкости через трубки 10 в зону пенообразования.

По трубопроводу 7 от компрессора подается сжатый воздух.

Сжатый воздух, подаваемый от компрессора по трубопроводу 7, смешивается в емкость с пенообразующей жидкостью. Пенообразующая жидкость с воздухом по трубкам 10 через сетки 12 поступает в основную зону пенообразования. Поток сжатого воздуха, поступающий из компрессора по трубопроводу 7, уносит пену в трубопровод 8 и далее в осушающий шланг и через специальную насадку поступает в скважину. В зависимости от столба воды в скважинах оператор изменяет режим пенообразующей жидкости с помощью регулировочного вентиля 6.

После удаления воды и шлама из скважины компрессор отключается. Количество оставшейся пенообразующей жидкости определяется датчиком 13 (и позволяет информацию о ее расходе, который, при необходимости, можно изменить с помощью регулировочного вентиля 6).

Равномерная подача пенообразующей жидкости и генерация устройством обильной пены высокой кратности позволяет значительно улучшить процесс формирования на дне пеновоздушной подушки, что приводит, в итоге, к более полному удалению воды и шлама из скважины при меньшем расходе пенообразующей жидкости (управляемом регулировочным вентилем 6).