Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых

Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающее высоконапорный водоподающий став, поворотный ствол гидромонитора с насадкой, механизм вывода его в рабочее положение, выполненный в виде колена с гидромонитором и шарнира, гидравлически связанного со ста вом и коленом, причем продольная ось стволатидромонитора смещена относительно оси вращения щарнира, а также гидроэлеватор, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности гидродобычи за счет механического разрущения породы в процессе гидроразмыва, поворотный ствол гидромонитора снабжен механическим породоразрушающим органом, выполненным в виде роторной турбины, расположенной с возможностью вращения на внешней поверхности поворотного ствола гидромонитора, в корпусе которой выполнены промывочные отверстия , направленные в поперечном сечении в виде сегнерова колеса, причем внешняя поверхность турбины армирована перодоразрущающими зубками, а на внешней поверхности колена установлена муфта, гидравлически связанная с внутренней полоi стью поворотного ствола гидромонитора. 2. Устройство по п. 1, .отличающееся (Л тем, что оно снабжено приводом механического породоразрушающего органа, выполненным в виде лопаток роторной турбины. со О1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН...Я0„„1095014 А < у F 21 С 45/00

%у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3563750/22-03 (22) 04.02.83 (46) 30.05.84. Бюл. № 20 (72) Г. Ю. Абрамов, Н. Г. Малухин, Н. Н. Чесноков и В. А. Балаев (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени геолого-разведочный институт и м. С. Ордж он и кидзе (53) 622. 232. 5 (088. 8) (56) 1. Патент США № 3591457, кл. 299 — 5, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 829955, кл. Е 21 С 45/00, 1979. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВА ЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ, включающее высоконапорный водоподающий став, поворотный ствол гидромонитора с насадкой, механизм вывода его в рабочее положение, выполненный в виде колена с гидромонитором и шарнира, гидравлически связанного со ставом и коленом, причем продольная ось ствола гидромонитора смещена относительно оси вращения шарнира, а также гидроэлеватор, отличающееся тем, что, с целью повышения. эффективности гидродобычи за счет механического разрушения породы в процессе гидроразмыва, поворотный ствол гидромонитора снабжен механическим породоразрушаюшим органом, выполненным в виде роторной турбины, расположенной с возможностью вращения на внешней поверхности поворотного ствола гидромонитора, в корпусе которой выполнены промывочные отверстия, направленные в поперечном сечении в виде сегнерова колеса, причем внешняя поверхность турбины армирована породоразрушающими зубками, а на внешней поверхности колена установлена муфта, гидравлически связанная с внутренней поло- а стью поворотного ствола гидромонитора. Е

2. Устройство по п. 1, . отличающееся тем, что оно снабжено приводом механиче- MФ ского породоразрушаюшего органа, выполненным в виде лопаток роторной турбины.

1095014

Изобретение относится к горному делу и предназначено для скважинной гидродобычи полезных ископаемых.

Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее высоконапорный водоподводящий став, жестко встроенный в став гидромонитор с насадкой и выдачное устройство (!).

Недостаток этого устройства заключается в том, что ди а метр водоподводя гцего става ограничивает длину гладкоствольной !О части гидромонитора, из-за чего снижаются динамические характеристики струи.

Известно также устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее высоконапорный водоподводящий став, поворотный ствол гидромонитора с насадкой, механизм вывода его в рабочее положение, выполненный в виде колена с гидромонитором и шарнира, гидравлически связанного со ставом и коленом. причем продольная ось ствола гидромонитора смещена относительно оси вращения шарнира, а также гидроэлеватор (2).

Однако для обеспечения вывода поворотного гидромонитора в скважине в рабочее горизонтальное положение необходимо предварительно провести дополнительную операцию — механическое расширение скважины в зоне предстоящей работы гидромонитора. Это снижает эффективность скважинной гидродобычи.

Цель изобретения — — повышение эффек- ЗО тивности гидродобычи за счет механического разрушения породы в процессе гидроразмыва.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включаюгцем высоконапорный водоподающий став, поворотный ствол гидромонитора с насадкой, механизм вывода его H рабочее положение, выполненный в виде колена с гидромонитором и шарнира, гидравлически связанного со стволом и коленом, причем продольная ось ствола гидромонитора смещена относительно оси вращения шарнира, а также гидроэлеватор, поворотный ствол гидромони тора снабжен механическим породоразрушаюшим органом, выполненным в виде ро4$ торной турбины, расположеннои с возможностью вращения Hà внешней поверхности поворотного ствола гидромонитора, в корпусе которой выполнены промывочные отверстия, направленные в поперечном сечении в виде сегнерова колеса, причем внешняя поверхность турбины армирована породоразрушающими зубками, а на внешней поверхности колена установлена муфта, гидравлически связанная с внутренней полостью поворотного ствола гидромонитора.

Устройство также снабжено приводом механического породоразрушаюгцего органа, выполненным в виде лопаток роторной турбины.

На фиг. изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — — схема работы устройства в скважи не.

Устройство состоит из высоконапорного водоподводящего става 1, ствола гидромонитора 2 с насадкой 3, механизма вывода его в рабочее положение, выполненного в виде колена 4, гидравлически связанного со стволом гидромонитора 2, и шарнира 5, гидравлически связанного со ставом 1 и коленом 4, причем продольная ось ствола гидромонитора 2 смещена относительно оси вращения шарнира 5. На поверхности ствола гидромонитора 2 на подшипниках 6 расположен с возможностью осевого вращения механический рабочий орган 7, выполненный в виде роторной турбины, в корпусе которой имеются промывочные отверстия 8, расположенные в поперечном сечении в виде сегнеровп колеса. Внешняя поверхность механического породоразрушающего рабочего органа 7 армирована твердосплавными породоразрушающими зубками 9, расположенными по винтовой линии. На внешней поверхности колена 4 установлена муфта

10, гидравлически связанная с внутренней полостью 11 ствола гидромонитора 2 посредством отверстий 12, которые расположены по образующей колена 4, а также с приводом механического рабочего органа 7, выполненным в виде лопаток 13 роторной турбины. Причем отверстия 12 имеют наклон в сторону лопаток 13 привода механического рабочего органа 7. В нижней части высоконапорного водоподводящего става 1 находится выдачное устройство— гидроэлеватор 14.

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускают в скважину, подают на гидромонитор 2 энергетическую вод, и приводят в плавное вращение вокруг продольной оси водоподводящий став 1.

11оток энергетической воды из водоподводящего става 1 через шарнир 5 попадает в колено 4 ствола гидромонитора 2, где раздваивается. При этом основная часть потока устремляется по внутренней полости

ll к насадке 3 и, преобразуясь в гидромониторную струю, осуществляет гидроразрушение горных пород, слагающих стенки скважины. Другая часть потока через отверстия 12, расположенные по образующей колена 4, на поверхности которого установлена муфта 10, направляется к лопаткам

l3 привода механического рабочего органа

7 за счет того, что отверстия 12 имеют наклон в сторону лопаток 13, а также с помощью муфты 10, и приводит его во вращение. Далее рабочая вода через отверстия 8, расположенные в корпусе механического рабочего органа 7, изливается наружу, увеличивая момент вращения механического породоразрушающего органа. Струи промывочной жидкости, истекающие из отверстий

12 в корпусе механического рабочего органа

1095014

Фиг. 3

Составитель Д. Шпак

Редактор Н. Яцола Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

3a к а з 3574/22 гараж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7, содействуют его вращению, так как расположены в поперечном сечении в виде сегнерова колеса. Продольная ось ствола гидромонитора 2 смещена относительно оси вращения шарнира 5 и образует плечо, кото5 рое в сочетании с реактивной силои струи энергетической воды, вытекающей из насадки 3, образует крутящий момент, стремящийся развернуть ствол гидромонитора

2, чем обеспечивается необходимое усилие и контакт породоразрушающих зубков 9 с 40 породами, слагающими стенки скважины.

Вращение става 1 вокруг продольной оси обеспечивает разрушение продуктивного пласта в прилегающей к рабочему органу зоне.

Таким образом, после спуска предлага- 15 емого устройства в скважину и подачи на гидромонитор 2 энергетической воды начинаются одновременно процессы механического расширения скважины и гидравлической добычи полезного ископаемого. При этом часть пород, слагающих продуктивную зону, разрушается механическим рабочим органом 7, а другая — гидромониторной струей. Разрушенные горные породы, смешиваясь с водой, образуют пульпу, которая выдается на поверхность с помощью гидроэл е в а тор а 14.

Таким образом, устройство обеспечивает совмещение во времени процессов расширения скважины и гидроразмыва пород, что сокращает количество спуско-подъемных операций и повышает эффективность скважинной гидродобычи полезных ископаемых.