СКВАЖИННЫЙ ГИДРОДОБЫЧНОЙ АГРЕГАТ
BOREHOLE INSTALLATION FOR HYDRAULIC EXCAVATING

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидродобыче полезных ископаемых. Изобретение может найти применение в строительном деле при сооружении через скважины подземных хранилищ для жидких и газообразных продуктов.
Известен скважинный гидромониторный агрегат, содержащий: центральную пульпоподъемную колонну, жестко соединенную с проточной частью гидроэлеватора, хвостовик, выполненный в виде колонны труб, установленной концентрично пульпоподъемной колонне и жестко соединенной с ней, с расположением верхнего торца хвостовика над проточной частью гидроэлеватора, внешнюю напорную колонну, установленную концентрично колонне хвостовика с возможностью вращения и осевого перемещения относительно последней, гидроэлеваторная насадка, сообщенная с полостью напорной колонны через полость хвостовика и гидромониторный насадок, сообщенный с полостью напорной колонны, внутренняя поверхность напорной колонны у ее нижнего торца выполнена с выступом со скошенной верхней кромкой, а верхний торец хвостовика снабжен кольцевой воронкообразной манжетой, установленной с возможностью постоянного взаимодействия с внешней поверхностью напорной колонны, а внутренней поверхностью - с поверхностью пульповыдачной колонны в интервале выступа напорной колонны (см. авторское свидетельство СССР №1382959, Мкл. 4 E21C 45/00 1988 г.).
Производительность агрегата определяется процентным содержанием рудного материала в пульпе, перемещаемого по эрлифту. Чем активнее головка рабочего органа воздействует на пласт, тем интенсивнее происходит перемешивание измельченной массы нерудного материала с водно-воздушной массой. В известном агрегате рабочий орган хвостовика не обеспечивает интенсивного взбалтывания мелкой фракции добываемого материала. В результате этого процент содержания последнего в пульпе низкий, а это ведет к снижению производительности агрегата.
Указанный недостаток частично устраняется в скважинном гидродобычном агрегате (см. патент на изобретение №2169839, 7 Е21С 45/00, 2000 г.).
Известный агрегат по совокупности существенных признаков является наиболее близким устройством к заявляемому изобретению и принят нами за прототип.
Известный скважинный гидродобычной агрегат содержит высоконапорный став с жестко соединенными насадками гидромонитора и гидроэлеватора, с жестко соединенной всасывающей камерой, установленной на нижнем конце става с окнами в виде продольных щелей, центральную пульпоподъемную колонну, установленную внутри става с возможностью осевого перемещения относительно последнего, внутренняя полость которой соединяется с внутренней полостью высоконапорного става через насадок гидроэлеватора, упомянутый насадок снабжен заостренными штырями, а на нижнем торце става по продольной оси установлена дополнительная насадка гидромонитора с жиклерами для выхода рабочей жидкости.
Недостатком использования известного агрегата является низкая производительность в силу того, что добычной материал недостаточно интенсивно перемешивается и не измельчается, так как без перемещения насадки струя высверливает в породе глубокое отверстие, в результате чего процент содержания в пульпе измельченного добычного материала снижается, что ведет к снижению производительности. Для интенсификации измельчения и смещения добычного материала в известном устройстве необходимо задействовать подъемно-транспортное устройство, что также снижает производительность и увеличивает расход энергоресурсов.
Технической задачей изобретения является повышение производительности агрегата путем ускорения измельчения добычного материала и увеличения содержания последнего в пульпе.
Технический результат - повышение производительности и эффективности скважинного гидродобычного агрегата.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном скважинном гидродобычном агрегате, включающем высоконапорный став, центральную пульпоподъемную колонну, установленную внутри высоконапорного става, внутренняя полость которой соединена с внутренней полостью высоконапорного става через насадок гидроэлеватора. В нижней части высоконапорного става установлена насадка гидромонитора с жиклерами, к которой жестко присоединена дополнительная насадка с всасывающей камерой, имеющей пульпозаборные окна. Насадка гидромонитора соединена с высоконапорным ставом с возможностью вращения относительно ее продольной оси и снабжена жиклерами, загнутыми противоположно направлению вращения, а всасывающая камера снабжена пульпозаборниками с окнами, расположенными радиально к всасывающей камере и направленными в сторону вращения гидромонитора.
Заявленное техническое решение отличается от известного тем, что насадка установлена с возможностью вращения относительно ее продольной оси, жиклеры загнуты в горизонтальной плоскости в направлении противоположно вращению гидромонитора. Вращение гидромонитора интенсифицирует процесс измельчения и взбалтывание добычного материала, в результате чего процент содержания его увеличивается в нагнетаемой пульпе. Расположение окон пульпозаборника радиально к всасывающей камере позволяет интенсифицировать процесс забора и нагнетания пульпы, что в конечном счете повышает производительность агрегата.
Проведенный заявителем анализ, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризуемый признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
В обнаруженной информации отсутствуют также сведения о техническом результате, который достигается при использовании отличительных признаков заявляемого устройства, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен скважинный гидродобычной агрегат, общий вид; на фиг.2 - вид А-А, на фиг.3 - вид В-В.
Скважинный гидродобычной агрегат состоит из насосной станции 1, высоконапорного става 2, компрессорной станции 3. В нижней части высоконапорного става 3 установлен гидромонитор с насадкой 4 и имеет возможность вращения на подшипнике 5 с уплотнителями 6. Для обеспечения вращения гидромонитора насадка 4 снабжена жиклерами 7 с хвостовиками, загнутыми противоположно направлению вращения гидромонитора.
К насадке 4 жестко укреплена дополнительная насадка 8 с всасывающей камерой 9, имеющей пульпозаборники 10, с окнами 11. Внутри высоконапорного става 2 смонтирована пульпоподъемная колонна 12.
Скважинный гидродобычной агрегат работает следующим образом. Размещают агрегат в добычную скважину, устанавливают в крайнее нижнее положение. Включают насосную станцию 1, компрессорную станцию 3 и плавно пускают напорную жидкость во внутреннюю полость высоконапорного става 2. Вода с большой скоростью выходит из жиклеров с хвостовиками 7, загнутых по направлению касательной к ставу, создавая реактивную силу. Эта сила раскручивает насадку 4 вместе с дополнительной насадкой 8 благодаря чему интенсивность пульпообразования возрастает. Пульпа под давлением попадает во всасывающую камеру 9 с пульпозаборниками 10, причем окна 11, расположенные радиально к всасывающей камере, направленные в сторону вращения гидромонитора, способствуют насыщению пульпы добычным материалом и, как следствие, позволяют повысить производительность добычи.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что заявленное устройство обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно повышение производительности за счет интенсификации процесса пульпообразования и увеличения процентного содержания добываемого материала в пульпе.
Предлагаемый скважинный гидродобычной агрегат обеспечивает:
- повышение производительности агрегата;
- экономию энергоресурсов на единицу добычного материала;
- уменьшение себестоимости продукции.