Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых

 

Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых включает глубинный гидроприводной насос диафрагменного типа и диафрагменный гидравлический преобразователь с верхними и нижними клапанами и гидравлическими каналами, закрепленные в откачной и закачной скважинах . Верхний клапан преобразователя выполнен из нормально закрытого основного и нормально открытого дополнительного клапанов, установленных с возможностью сообщения надпакерного пространства скважины с межпакерным. Клапаны снабжены эластичными муфтами, натянутыми на энергетический трубопровод и соединенными с рабочими органами клапанов. В верхнем клапане выполнены изолированные друг от друга первая и вторая полости , сообщенные с энергетическим трубопроводом. Первая полость сообщена с надпакерным и межпакерным пространствами . Эластичная муфта основного клапана размещена во второй полости. В нижней части преобразователя выполнена нижняя полость. В полости размещен нижний клапан преобразователя, который снабжен запорным органом 2 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 В 43/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.

Е! t ) ();

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4328412/03 (22) 19.11.8 (46) 07,07.92. Бюл. М 25 (75) К.В. Федотов (53) 622.234.4 (088.8) (56) Маминов В.А, Добыча урана методом подземного выщелачивания. М.: Атомиздат, 1980, с. 117 — 118.

Авторское свидетельство СССР

% 1636563, 05.03.87. (54) YCTAHOBKA ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых включает глубинный гидроприводной насос диафрагменного типа и диафрагменный гидравлический преобразователь с верхними и нижними клапанами и гидравлическими каналами, закрепленные в откачной и закачной скважиИзобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых способом подземного выщелачивания.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности в работе установки.

На фиг.1 изображена технологическая схема установки с продольным разрезом закачной .и откачной скважин; на фиг,2— узел компенсатора гидравлического канала, сообщающего полости верхнего клапана и запорного органа нижнего клапана закачной скважины.

Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых состоит из закачной 1 и откачной 2 скважин, пробуренных в

„... Ж ÄÄ 1745905 А1 нах. Верхний клапан преобразователя выполнен из нормально закрытого основного и нормально открытого дополнительного клапанов, установленных с возможностью сообщения надпакерного пространства скважины с межпакерным. Клапаны снабжены эластичными муфтами, натянутыми на энергетический трубопровод и соединенными с рабочими органами клапанов.

В верхнем клапане выполнены изолированные друг от друга первая и вторая полости, сообщенные с энергетическим трубопроводом. Первая полость сообщена с надпакерным и межпакерным пространствами. Эластичная муфта основного клапана размещена во второй полости. В нижней части преобразователя выполнена нижняя полость. B полости размещен нижний клапан преобразователя, который снабжен запорным органом. 2 ил. продуктивный пласт 3. К оголовкам скважин подсоединены трубопроводы технологического 4 и продуктивного 5 растворов. В откачной скважине 2 посредством (Л гидравлических пакеров 6, 7 закреплен глу- О бинный гидроприводной насос 8 диафраг- (. .) менного типа, а в закачной скважине 1 { Я посредством гидравлических пакеров 9, l0 закреплены гидравлические преобразователи 11, которые соединены между собой энергетическим трубопроводом 12 с за° пава% движками 13-15.

Рабочие органы глубинного гидроприводного насоса 8 и гидравлического преобразователя 11 выполнены аналогично в виде эластичных диафрагм 16, 17. натянутых на перфорированные участки энергетического трубопровода 12, причем эластичная диаф1745905

15 рагма 16 гидравлического преобразователя

11 установлена с меньшим натяжением, чем диафрагма 17 глубинного гидроприводного насоса 8, Призабойные. подпакерные и затрубные надпакерные и межпакерные пространства скважин сообщены, посредством выполненных в энергетическом трубопроводе 12 каналов 18, 19 с клапанами 20 — 22 в закачной скважине 1 и каналов 23, 24 с клапанами 25, 26 в откачной скважине 2, Верхний клапан, сообщающий надпакерное 27 и межпакерное 28 затрубные пространства закачной скважины 1, включает нормально закрытый основной клапан 20 и нормально открытый дополнительный клапа1 71, апорные органы которых закреплены на эластичных муфтах 29, 30, натянутых на энергетический трубопровод 12, выполненный с возможностью сообщения надпэкерного пространства с межпакерным. В верхнем клапане выполнены взаимоизолированные первая 33 и вторая 32 полости, сообщенные с энергетическим трубопроводом 12 посредством отверстий 31, выполненных в нем. При этом эластичная муфта

29 основного клапана 20 размещена в полости 32, которая сообщена гидравлическим каналом 34 с подпакерным пространством

35 и отверстием с надпакерным пространством, В нижней части преобразователя выполнена нижняя полость, в которой размещен нижний клапан 22, сообщающий межпакерное затрубное 28 и подпакерное призабойное 35 пространства закачной скважины 1 и включа ощий запорный орган, выполненный в виде стакана 36, установленного на полом сердечнике 37 с возможностью продольного перемещения и подпружиненного относительно его пружиной 38. Внутренняя полость 39 стакана 36 изолирована от полости 40 нижнего клапана и сообщена с полостью 33 верхнего комплексного клапана посредством гидравлического канала 41. Гидравлический канал 41 снабжен компенсатором 42, размещенным внутри энергетического трубопровода 12 и выполненным в виде эластичной муфты 43, натянутой на оребренный или гофрированный патрубок 44 с отверстиями 45.

Установка работает следующим образом.

В исходном положении затрубные пространства скважин заполнены технологическим раствором. Надувные гидравлические пакеры 6, 7. 9 и 10 приведены в рабочее состояние, т.е. разобщают призабойные пространства от затрубных. Энергетиче20

55 ский трубопровод 12 заполнен водой, предпочтительно деаэрированной с полимерными добавками, снижающими вязкость.

Эластичные диафрагмы 16, 17 гидравлического преобразователя 11 и глубинного гидроприводного насоса 8 находятся в сжатом состоянии, Эластичные муфты.29, 30 верхнего комплексного клапана также находятся в сжатом состоянии и, следовательно, пилотный клапан 21 открыт, а основной клапан 20 закрыт, Нижний клапан 22 при этом закрыт, эластичная муфта 43 компенсатора

42 находится в свободном состоянии.

Запуск установки осуществляется следующим образом.

Открываются задвижки 13, 14 и в глубинный гидроприводной насос 8 при закрытой задвижке 15 подается энергетическая жидкость под давлением, необходимым для расширения его эластичной диафрагмы 17, При достижении предельного расширения эластичной диафрагмы 17 задержка 14 закрывается. Затем открывается задвижка 15 и энергетическая жидкость подается в гидравлический преобразователь 11 поддавлением, меньшим давления, необходимого для расширения эластичной диафрагмы 17 глубинного гидроприводного насоса 8. Под действием пускового давления энергетической жидкости расширяется эластичная муфта 30 пилотного клапана 21, и он закрывается. При этом давление в гидравлическом канале 41 падает и под действием пружины 38 открывается нижний клапан 22.

После этого задвижка 13 закрывается, Затем открывается задвижка 14 и осуществляется рабочий цикл.

Эластичная диафрагма 17 глубинного гидроприводного насоса 8 начинает сжиматься, повышая давление в энергетическом трубопроводе 12 и в гидравлическом преобразователе 11, В результате начинает расширяться эластичная диафрагма 16, которая через каналы 19 и открытый нижний клапан 22 вытесняет технологический раствор из затрубного пространства 28 в призабойное пространство 35 и продуктивный пласт 3. Одновременно с вытеснением технологического раствора из закачной скважины 1 в продуктивный пласт 3 в откачной скважине 2 возвратом эластичной диафрагмы 17 в исходное положение производится всасывание продуктивного раствора в межтрубное пространство — рабочую полость глубинного гидроприводного насоса 8 через каналы 23 и клапан 25.

После посадки эластичной диафрагмы

17 на поверхность энергетического трубопровода 12 при возврате ее в исходное положение цикл всасывания продуктивного

1745905 раствора заканчивается, и давление в энергетическом трубопроводе 12 снижается.

При снижении давления в энергетическом трубопроводе 12 эластичная муфта 30 возвращается в исходное положение и пилотный клапан 21 открывается. Давление жидкости в гидравлическом канале 41 возрастает и нижний клапан 22 закрывается, заканчивая цикл вытеснения в закачной скважине 2, При открытом пилотном клапане 21 суммарное действие давления технологического раствора, поступающего через каналы 18 в межпакерное пространство 28 закачной скважины 1, и упругих сил растянутой эластичной диафрагмы 16 гидравлического преобразователя 11 резко повышает давление в энергетическом трубопроводе 12, под действием которого эластичная диафрагма

17 глубинного насоса 8 начинает расширяться, преодолевая противодавление в межпакерном пространстве откачной скважины 2. Для этого давление технологического раствора, подаваемого по трубопроводу 4 в затрубное пространство

28 закачной скважины 1, подбирается большим, чем давление в затрубном пространстве откачной скважины 2. В результате резкого повышения давления в энергетическом трубопроводе 12 расширяются эластичные диафрагмы 29, 30, открывая основной клапан 20 и закрывая дополнительный клапан 21. Таким образом, начинается цикл вытеснения продуктивного раствора из межпакерного пространства откачной скважины 2 в надпакерное через каналы 24 и клапан 26 и далее через трубопровод 5 из скважины и заполнение межпакерного пространства 28 закачной скважины 1 технологическим раствором.

Этот цикл завершится после того, как эластичная диафрагма 16 гидравлического преобразователя 11 полностью сожмется и вернется в свое исходное положение, а эластичная диафрагма 17 глубинного гидроприводного насоса 8 при этом достигнет своего предельного расширения. После чего давление в энергетическом трубопроводе

12 резко снизится на величину давления в затрубном пространстве 28 закачной скважины 1. В результате снижения давления в энергетическом трубопроводе 12 основной клапан 20 верхнего комплексного клапана закроется и снизится давление в гидравлическом канале 41 вследствие увеличения его объема за счет освобождения эластичной муфты 43 компенсатора 42, которая ранее при повышенном давлении в энергетическом трубопроводе 12 была прижата к оребренному патрубку 44. Снижение давления в гидравлическом канале 41 в свою очередь позволит пружине 38 открыть нижний клапан 22.

Далее, начиная с одновременного вытеснения технологического раствора из затрубного пространства 28 закачной скважины 1 в продуктивный пласт 3 и всасывания продуктивного раствора в затрубное пространство откачной скважины 2, цикл работы установки повторится.

10 лический преобразователь с верхним и нижним клапанами и гидравлическими каналами, закрепленный посредством гидравлических пакеров в закачной скважине и соединенный с гидроприводным насосом энергетическим трубопроводом с задвижками, о тл и ч а ю ща я с я тем. что, с целью

25 упрощения конструкции и повышения надежности в работе, верхний клапан преобразователя выполнен из нормально

30 закрытого основного и нормально открытого дополнительного клапанов, установленных с возможностью сообщения надпакерного пространства скважины с

35 межпакерным и снабженных эластичными муфтами, натянутыми на энергетический трубопровод и соединенными с рабочими органами клапанов, в верхнем клапане выполнены изолированные друг от друга первая и вторая полости, сообщенные с

40 энергетическим трубопроводом, при этом первая полость сообщена с надпакерным и межпакерным пространствами, эластичная муфта основного клапана размещена во второй полости, в нижней части преобразова45 теля выполнена нижняя полость, в которой размещен нижний клапан преобразователя, при этом последний снабжен запорным органом, выполненным в виде подпружиненного стакана, установленного на полом

50 сердечнике с возможностью перемещения относительно его, причем полость стакана изолирована от нижней полости и сообщена с первой полостью верхнего клапана посредством дополнительного гидравлического канала с компенсатором, выполненным из. оребренного или гофрированного патрубка с отверстиями и натянутой на него эластичной муфтой и размещенным внутри энергетическаго трубопровода, Формула изобретения

Установка для подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающая закачную и откачную скважины, пробуренные

15 в продуктивный пласт, глубинный гидроприводной насос диафрагменного типа с верхним и нижним клапанами и гидравлическими каналами, закрепленный посредством гидравлических пакеров в от20 качной скважине, диафрагменный гидрав1745905

1745905

Составитель Б.Репоров

Техред М.Моргентал

Корректор О.Кравцова

Редактор В.Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2372 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5