УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЛАБОСВЯЗНЫХ ПОРОД ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ

Полезная модель относится к горному делу и геологии и может быть использована при скважинной гидродобыче полезных ископаемых, геологической разведке и апробировании продуктивных пластов слабосвязных пород.
Известно устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых (Авторское свидетельство СССР №1654578, МПК Е21С 45/00, 1981). Недостатком этого изобретения является большая трудоемкость работ, так как для правильной работы устройства необходимо пробурить как минимум 2 скважины (эксплуатационные и вспомогательные).
Наиболее близким по совокупности признаков и достигаемому результату является устройство для извлечения слабосвязных пород полезных ископаемых из подземных формаций. (Авторское свидетельство СССР №1682574, кл. Е21С 45/00, 1985) Недостатком изобретения является то, что гидромониторные насадки не имеют возможности вращения, понижая тем самым производительность и качество размыва. Приемные окна расположены горизонтально и крупные куски породы скапливаются на них, что тоже уменьшает производительность и требует извлечения устройства из скважины для прочистки.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности извлечения полезных ископаемых из подземных формаций.
Это достигается тем, что устройство для извлечения слабосвязных пород полезных ископаемых из подземных формаций, содержащее обсадную трубу, колонну труб с пульпоприемными отверстиями, породосборник, гидромониторные насадки, установленные попарно противоположно
направленными, пакер, установленный у нижнего торца обсадной трубы, с проходящим через него воздухопроводом, регулятор уровня жидкости, установленный на колонне труб с возможностью осевого перемещения, при этом, породосборник выполнен в виде усеченного конуса с большим основанием в верхней части, на котором установлен колосниковый грохот, с расположенным над ним отбойным козырьком, с внешним диаметром равным диаметру скважины, и внутренним диаметром меньшим или равным диаметру большого основания породосборника, а гидромониторные насадки выполнены с возможностью вращения.
Размыв грунта производят симметричными противоположно расположенными, вращающимися одной или несколькими парами горизонтальных высоконапорных жидкостных струй в направлении сверху вниз с периодическим или постоянным изменением глубины горизонта струи, с формированием в конечном итоге в направлении каждой струи вертикальных щелей выемочных камер.
В начале размыва по заполнении жидкостью нижней части скважины примерно до уровня подошвы продуктивного пласта в загерметизированную часть скважины нагнетают сжатый воздух, создавая в зоне размыва воздушную подушку повышенного давления. Жидкость размывающих струй после удара о забой образующейся щели вместе с отбитыми (размытыми) частицами грунта в виде пульпы стекает в породосборник.
Давление сжатого воздуха, поддерживаемого работой компрессора на поверхности, передается пульпе и вытесняет ее на поверхность по внутреннему каналу колонны труб.
Выполнение породосборника в виде усеченного конуса с большим основанием в верхней части обеспечивает равномерное поступление пульпы в приемные отверстия и препятствует образованию «мертвой зоны» из осевшего грунта в нижней части породосборника. Наклонные стенки породосборника дополнительно обеспечивает скатывание частиц грунта к
приемным отверстиям, что в целом повышает эффективность работы устройства. Наличие козырька обеспечивает направленное движение пульпы от забоя к колосниковому грохоту, причем последний обеспечивает выделение крупных фракций грунта и направляет их сброс на дно скважины. Таким образом устраняется возможность закупорки приемных отверстий устройства.
На фиг 1. изображено устройство, размещенное в скважине. На фиг.2 вид А фиг.1.
В скважину 1 помещают устройство состоящее из обсадной трубы 2, опущенную до продуктивного пласта 3, колонны труб 4 с пульпоприемными отверстиями 5 в ее нижней части, пакера 6, установленного у нижнего торца обсадной трубы 2, с проходящим через него воздухопроводом 7, вращающихся гидромониторных насадок 8 попарно противоположно направленных, встроенных в колонну труб 4, породосборника 9, представляющего собой конус с расположенным над ним колосниковым грохотом 10. В верхней части породосборника 9 расположены опорные элементы 11, на которых установлен козырек 12, На колонне труб 4 расположен регулятор уровня жидкости 13, с возможностью осевого перемещения. Устройство работает следующим образом.
В скважину 1, с размещенной в ней обсадной трубой 2 на участке налегающих пород и вскрывающую с перебуром продуктивный пласт, опускают устройство и располагают его таким образом, чтобы гидромониторные насадки 8 находились на уровне верхней границы формации.
Между колонной труб 4 устройства и нижним торцом обсадной трубы 2 устанавливают пакер 6, предпочтительно пневматический, герметизируют межтрубное пространство и заливают его водой. Затем включают гидромониторные вращающиеся насадки 8 и начинают размыв грунта в области продуктивного пласта 3. Гидромониторные насадки 8 вращаются за
счет того, что струи жидкости направлены под углом в горизонтальной плоскости. Пульпа поступает в породосборник 9, стекая по козырьку 12, установленному на опорных элементах 11 фильтруется через колосниковый грохот 10, при этом крупные куски породы скатываются по козырьку и падают на дно скважины 1. При заполнении породосборника 9 пульпой в забой 14 подают сжатый воздух через воздухопровод 7, проведенный через пакер 6, сообщающийся с компрессором и создают в забое 14 воздушную подушку повышенного давления. Под действием давления воздуха пульпа в нижней части колонны труб 4, из породосборника 9 через приемные отверстия 5 начинает подниматься по внутреннему каналу колонны труб 4 на поверхность.
Поскольку объемы жидкости, подаваемой через насадки 8 и вытесняемой через колонну труб 4 сбалансированы, уровень жидкости в камере должен быть стабилен. Если по каким-либо причинам приток жидкости превысит ее вытеснение, то уровень жидкости в скважине начнет подниматься и регулятор уровня жидкости 13 перекроет насадки.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в возможности эффективной гидродобычи полезных ископаемых за счет увеличения радиуса размыва. Повышение производительности устройства обеспечивается за счет колосникового грохота, препятствующего попаданию крупных фракций грунта в приемные отверстия, а также рациональной формы породосбрника.