устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых

Формула изобретения

Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее высоконапорный став с каналами для подачи энергетической воды и подъема пульпы, гидромониторные насадки, гидроэлеватор и всасывающую камеру, отличающееся тем, что всасывающая камера снабжена окнами всаса, выполненными в виде продольных щелей, на перемычках между щелями установлены заостренные штыри, а на нижнем торце става по продольной оси установлена дополнительная насадка гидромонитора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к оборудованию для скважиной гидродобычи полезных ископаемых, а также к пульповсасывающим устройствам.

Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее пульповый став с подъемным средством и всасывающей камерой, выполненной в виде расположенных одна в другой перфорированных обечаек, установленных с возможностью перемещения внутренней обечайки относительно внешней вдоль ее продольной оси, которое снабжено специальным дополнительным устройством для подачи сжатого воздуха, обеспечивающим автоматическую очистку отверстий всасывающей камеры [1].

Недостатками известного устройства являются сложность изготовления и эксплуатации всасывающей камеры, возможность его применения только для земснарядов с эрлифтным подъемом пульпы.

Для земснарядов с гидроэлеваторным подъемом пульпы, как самых распространенных и оптимальных при скважинной гидродобыче, указанное устройство практически неприемлемо по условиям компоновки конструктивных узлов. Кроме всего, дополнительно требуется источник сжатого воздуха - компрессор.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее высоконапорный став с каналами для подачи энергетической воды и подъема пульпы, мониторную насадку, гидроэлеватор и всасывающую камеру с наружной решеткой, которая выполнена в виде соосно расположенных внешней и внутренней пружин с левосторонней и правосторонней навивками, смонтированных с возможностью перемещения вдоль их продольной оси, при этом одни концы пружины жестко закреплены на гидроэлеваторе, а другие - соединены между собой [2].

Недостатком известного устройства является то, что для очистки всасывающей камеры от неотработанных крупных кусков породы необходимо приводить в колебательное движение весь став в вертикальном направлении и иметь соответствующую установку для этого, иметь прочную опору на дне забоя для обеспечения сжатия пружин, образующих окна решетки всасывающей камеры. В случае слабосвязанных подстилающих пород работа данного устройства малоэффективна.

Цель изобретения - повышение эффективности работы гидродобычного оборудования путем обеспечения беспрепятственного притока частиц полезного ископаемого в приемную камеру выдачного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем высоконапорный став с каналами для подачи энергетической воды и подъема пульпы, мониторные насадки и всасывающую камеру, всасывающая камера снабжена окнами всаса, выполненными в виде продольных щелей на поверхности става, между щелями установлены на резьбе заостренные штыри, а на нижнем торце става по продольной оси дополнительно установлена насадка гидромонитора.

Заявленное техническое решение отличается от известного тем, что окна всаса выполнены в виде продольных щелей, расположенных на поверхности става, а между ними расположены на резьбе заостренные штыри, кроме того на нижнем торце става установлена дополнительно насадка гидромонитора. За счет кинетической энергии движущейся пульпы в районе всаса происходит частичное размельчение крупной фракции полезных ископаемых остриями штырей. Крупные и прочные куски породы в случае залипания на штырях не препятствуют процессу всасывания мелких и средних частиц. Хрупкие крупные куски породы при боковом скользящем подтекании пульпы к окнам всаса затормаживаются штырями и крошатся на более мелкие или выпадают в осадок. Негабаритные куски породы, выпавшие в осадок, разбиваются напорной струей воды нижней торцовой насадки гидромонитора.

Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает непрерывный процесс добычи вплоть до полной отработки камеры.

Сравнение заявляемого решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна".

В обнаруженной информации отсутствуют также сведения о техническом результате, который достигается при использовании отличительных признаков заявляемого устройства, что отвечает требованию "изобретательского уровня".

Заявляемое изобретение соответствует требованию "промышленной применимости", так как соблюдается вся совокупность условий, необходимых для оценки этого критерия, а именно:

1. заявляемое устройство предназначено для использования в промышленности с целью гидродобычи полезных ископаемых;

2. для заявляемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте, принятой к рассмотрению формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке конструкции всасывающего устройства и способа его работы;

3. заявляемое устройство обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно: повышения эффективности работы гидродобычного оборудования за счет предотвращения залипания крупных фракций полезного ископаемого на входных окнах всаса и соответственно закупоривания всасывающих щелей.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - вид A на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2.

Устройство состоит из высоконапорного става 1 с каналом 2 для подачи энергетической воды и пульпоподъемным ставом 3 для подъема и выдачи пульпы, гидромонитора с насадками 4, 9 для разрушения пласта полезного ископаемого, гидравлически связанного с каналом 2. Камера 5 смешения гидроэлеватора посредством насадки 6 гидравлически связана с водоподающим каналом 2 и пульпоподъемным ставом 3. Всасывающая камера 7 гидравлически связана с пульпоподъемным ставом 3 через камеру 5 смешения. Всасывающая камера 7 снабжена окнами всаса, выполненными в виде продольных щелей на поверхности става 1, а между щелями - установленными на резьбе заостренными штырями 8.

Устройство работает следующим образом.

В пробуренной и обсаженной скважине размещают гидродобычное устройство. При подаче энергетической воды по каналу 2 производится размыв продуктивного пласта насадками 4, 9 гидромонитора. Образовавшаяся в процессе размыва пульпа вместе с негабаритными кусками полезного ископаемого и крупнообломочными породами поступают самотеком в зону всасывания к камере 7, выполненной в виде продольных щелей, в промежутках между которыми установлены на резьбе заостренные штыри 8. Мелкая и средняя пульпа с крупностью частиц в пределах расчетного сечения за счет создаваемого разрежения насадкой 6 попадает во всасывающую камеру 7, в камеру 5 смешения и по каналу 2 выдается на поверхность. Крупные негабаритные куски полезного ископаемого за счет кинетической энергии движущейся пульпы ударяются о заостренные штыри 8, происходит частичное размельчение крупной фракции остриями штырей. Крупные и прочные куски породы в случае залипания на штырях не препятствуют процессу всасывания мелких и средних частиц. Хрупкие крупные куски породы при боковом скользящем подтекании пульпы к окнам затормаживаются штырями и крошатся на более мелкие или выпадают в осадок. Негабаритные куски породы, выпавшие в осадок, разбиваются напорной струей воды нижней торцевой насадки 9 гидромонитора.

Предлагаемое устройство обеспечивает:

повышение эффективности скважинной гидродобычи полезных ископаемых, имеющих различную кусковатость в процессе гидроразмыва за счет предотвращения закупоривания кусками породы отверстий всасывающей камеры и дробления негабаритных кусков, выпавших в осадок, струей гидромонитора;

сокращение времени простоя оборудования;

непрерывный процесс добычи вплоть до полной отработки камеры, повышение КПД гидродобычи;

отличается простотой конструкции всаса и надежностью его работы;

нет необходимости в источнике сжатого воздуха - компрессоре, обеспечивает снижение энергозатрат при добыче.