Рабочий насадок гидродобычного снаряда
Использование: скважинная гидродобыча полезных ископаемых. Сущность изобретения: рабочий насадок включает корпус с осевым и радиальным каналами с посадочными седлами для сбрасываемых центрального и дополнительного шаровых клапанов, Центральный шаровой клапан выполнен из деформируемого материала. дополнительно имеет сменную цилиндрическую вставку с центральным каналом с двухслойными стенками - внутренней из жесткого материала и наружной из деформируемого. В сменной вставке м. б. выполнено радиальное отверстие. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к скважинной гидродобыче полезных ископаемых с разрушением посредством гидромониторных насадок и может быть использовано в горном деле. Цель изобретения повышение эффективности разрушения пород за счет импульсного воздействия. На фиг.1 изображен рабочий насадок в разрезе; на фиг.2 то же, при установке сменной вставки; на фиг.3 вариант выполнения сменной вставки; на фиг.4 сечение А-А на фиг.1. Рабочий насадок гидродобычного снаряда содержит корпус 1 с осевым каналом 2, опорным седлом 3 для установки сбрасываемого центрального шарового клапана 4 и радиальным каналом 5, в котором установлено сопло 6. Насадок снабжен дополнительным шаровым клапаном 7 для перекрытия сопла 6 радиального канала и посадочным седлом 8 для его установки. Шаровой клапан 4 выполнен из деформируемого материала. Опорное седло 3 клапана снабжено сменной вставкой 9 из деформируемого материала, шаровой клапан 4 в этом случае выполнен из недеформируемого материала. Посадочное седло 8 выполнено в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями посредством цилиндрической части. Такое выполнение необходимо для создания закручивающегося центробежного потока и удержания клапана 7 у сопла 6. Сменная вставка 9 седла клапана выполнена цилиндрической формы с посадочным пояском 10 и двухслойными стенками из двух частей внутренней 11 из жесткого материала и наружной 12 из деформируемого материала, при этом вставка снабжена центральным каналом 13 с выходным осевым каналом 14. Сменная вставка может быть снабжена радиальным каналом 15. Верхняя часть корпуса 1 снабжена резьбой 16 для соединения рабочего насадка с гидродобычным снарядом (на чертеже не показан). Устройство работает следующим образом. При необходимости разрушения полезного ископаемого только в одном интервале скважины без подачи гидродобычного снаряда вниз, в пробуренную скважину опускается гидродобычной снаряд с рабочим насадком, в котором установлен клапан 4. С поверхности по каналу 2 подается жидкость для размыва породы, которая выходит в скважину через сопло 6. Разрушенная порода по затрубному пространству поднимается на поверхность. В случае уменьшения поступления руды к гидродобычному снаряду через осевой канал 2 забрасывается шаровой клапан 7, который потоком агента и за счет перепада давлений в канале 2 и в забойной зоне прижимается к посадочному седлу 8 и перекрывает сопло 6. Если шар 7 сразу не прижался к седлу, то для его направления на посадочное седло можно повернуть весь гидродобычной снаряд. В связи с тем, что шаровые клапаны 4 и 7 перекрывают поступление жидкости в скважину, давление внутри осевого канала 2 поднимается до проектного давления, величина которого определяется техническими возможностями насосно-компрессорного оборудования, прочностными характеристиками подающих труб, а также корпуса 1. По ориентировочным расчетам давление будет в 2-3 раза больше, чем давление, под действием которого шаровой клапан 4 будет деформирован и вытолкнут в скважину. При выталкивании клапана 4 в скважину произойдет импульсное воздействие жидкости под большим давлением на горную породу забоя и стенки скважины. Вырвавшаяся из насадка жидкости сначала сожмет породу, а затем разрушит ее После выталкивания клапана 4 основной поток, устремившийся в скважину, захватит шаровой клапан 7 и вынесет его в скважину. Затем в канал 2 отпускают шаровой клапан 4 и процесс гидродобычи восстанавливается. При необходимости в процессе добычи производить перемещение снаряда по скважине вверх или вниз опорное седло 3 снабжают сменной вставкой 9 из деформируемого материала цилиндрической формы с посадочным пояском 10, выполненной из двух частей внутренней 11 из жесткого материала и наружной 12 из деформируемого материала. Жидкость поступает в скважину по центральному каналу 13 и через выходной осевой канал 14, а также через сопло 6. Порода в этом случае разрушается и под снарядом, выносится на поверхность и появляется возможность перемещаться снаряд по скважине. В случае снижения гидродобычи в канал 2 сбрасывается последовательно клапан 4 и затем клапан 7, перекрывающие выход в скважину. Давление в насадке повышается, под действием которого клапан 4 начинает перемещаться, сдавливая при этом сменную вставку 9. Поток, вытолкнув клапан со вставкой, вырывается в скважину, сжимает породу и разрушает ее. Одним из вариантов гидродобычи при необходимости перемещения снаряда и воздействии на руду, слагающую как стенки, так и забой, является выполнение в сменной вставке 9 не только осевых каналов, но и радиального 15, заменяющего сопло 6, т.е. сопло 6 может быть в этом случае заглушено, а жидкость будет подаваться в скважину через вставку 9, длина которой должна быть выполнена большей, чем длина опорного седла 2. Радиальный канал 15 может быть наклонным по отношению к горизонту, направлен вверх или вниз. В случае снижения гидродобычи процесс воздействия на руду будет происходит как описано выше. Преимуществом описываемого рабочего насадка является возможность создания мощного разрушающего воздействия на породу за счет аккумулирования энергии.
Формула изобретения
1. РАБОЧИЙ НАСАДОК ГИДРОДОБЫЧНОГО СНАРЯДА, включающий корпус с осевым каналом и опорным седлом для установки сбрасываемого элемента, сбрасываемый центральный шаровой клапан и радиальный канал с соплом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения пород за счет импульсного воздействия, он снабжен дополнительным сбрасываемым шаровым клапаном для перекрытия сопла радиального канала и выполнен с посадочным седлом для его установки, при этом центральный сбрасываемый шаровой клапан выполнен из деформируемого материала. 2. Насадок по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен сменной цилиндрической вставкой, установленной в осевом канале и выполненной с центральным каналом с двухслойными стенками - внутренней из жесткого материала и наружной из деформируемого материала. 3. Насадок по п.2, отличающийся тем, что сменная вставка выполнена с радиальным отверстием.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
