Геологический аспект "сланцевой революции"

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Клочко С.А., Серов С.А., Салоп Д.Л. Способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого. Патент РФ N2180699
http://www.freepatent.ru/patents/2180699

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке продуктивных пластов, содержащих нефть и/или газ. Другой областью использования может быть добыча воды из водоносных пластов. Принципиально возможно использование и при разработке месторождений твердых полезных ископаемых подземным выщелачиванием.
Известен способ вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, в котором устанавливают и цементируют в пробуренной скважине колонну обсадных труб, производят ее перфорацию и в призабойной зоне пласта образуют зону с повышенной проницаемостью для текучего полезного ископаемого, являющуюся одновременно и коллектором. Указанную зону создают путем разрушения пород продуктивного пласта высоконапорным потоком жидкости с абразивом (см. авт. свид. SU 1629500 А1, МПК Кл. 6 Е 21 В 43/114, опубл. 23.02.1991).
Недостатком данного способа является невысокая производительность работ по вскрытию продуктивного пласта и невозможность создания зоны с повышенной проницаемостью с заданными параметрами.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого, включающий установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны, формирование в продуктивном пласте вокруг скважины технологической полости путем разрушения и выноса пород продуктивного пласта высоконапорной струей жидкости с абразивом, подаваемыми через струеформирующие насадки скважинного гидромонитора, отделение абразива от пульпы для его повторного использования в скважине и подъем части разрушенных пород продуктивного пласта на поверхность в потоке пульпы, поддержание в устойчивом состоянии стенок и кровли сформированной технологической полости за счет ее заполнения смесью разрушенных пород продуктивного пласта и абразива (см. патент RU 2123579 С1, МПК, кл. 6 Е 21 В 43/114, опубл. 20.12.98, бюл. 35).
Недостатком данного способа является необходимость монтажа отдельного трубопровода для подачи абразива к струеформирующим насадкам гидромонитора, что увеличивает время на спускоподъемные операции и снижает производительность работ по вскрытию продуктивного пласта.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности вскрытия продуктивных пластов текучих полезных ископаемых.
Технический результат состоит в повышении производительности работ по вскрытию продуктивного пласта текучего полезного ископаемого.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого, включающем установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны, формирование в продуктивном пласте вокруг скважины технологической полости путем разрушения и выноса пород продуктивного пласта высоконапорной струей жидкости с абразивом, подаваемыми через струеформирующие насадки скважинного гидромонитора, отделение абразива от пульпы для его повторного использования в скважине и подъем части разрушенных пород продуктивного пласта на поверхность в потоке пульпы, поддержание в устойчивом состоянии стенок и кровли сформированной технологической полости за счет ее заполнения смесью разрушенных пород продуктивного пласта и абразива, согласно изобретению перед спуском скважинного гидромонитора его корпус и призабойную зону скважины заполняют абразивом, который к струеформирующим насадкам подают в потоке пульпы, эжектируемом высоконапорной струей жидкости, технологическую полость формируют участками с оставлением между ними целиков последовательно сверху вниз от кровли продуктивного пласта к его почве, а отделение абразива от пульпы для его повторного использования осуществляют над открытым сверху корпусом скважинного гидромонитора в зоне снижения скорости потока пульпы.
В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается объем правовой охраны.
В частных случаях использования изобретение характеризуется следующей совокупностью признаков.
Загрузку новых порций абразива осуществляют в устье скважины после остановки процесса разрушения пород продуктивного пласта.
Способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема вскрытия (вертикальный разрез), на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9806/223316543.c/0_15c5c5_5f7be72_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/6710/223316543.c/0_15c5c6_4d1dbe32_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9169/223316543.c/0_15c5c4_c29c62ca_orig

Способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого осуществляется следующим образом.
Призабойную зону 1 пробуренной до проектной отметки 2 и обсаженной колонной обсадных труб 3 скважины 4 заполняют абразивом. После чего в скважину 4 опускают скважинный гидромонитор 5, корпус которого также заполняют абразивом. Конструктивно скважинный гидромонитор 5 должен быть выполнен по меньшей мере с одной боковой струеформирующей насадкой 6 для прорезания окон в колонне обсадных труб 3 и разрушения пород продуктивного пласта 7 и одной забойной струеформирующей насадкой 8 для создания восходящего потока пульпы с абразивом в призабойной зоне 1 скважины 4 ниже уровня боковой струеформирующей насадки 6. Кроме того, боковые струеформирующие насадки 6 должны иметь приспособление 9 для эжектирования абразива.
Скважинным гидромонитором 5 производят вскрытие продуктивного пласта 7 и создают технологическую полость 10, которую используют в качестве приемной емкости для поступающего из продуктивного пласта 7 текучего полезного ископаемого. Для этого через забойную струеформирующую насадку 8 подают высоконапорный поток жидкости, которым производят размыв и перевод в пульпу абразива, находящегося в призабойной зоне 1 скважины 4. Через боковую струеформирующую насадку 6 подают высоконапорный поток жидкости.
Жидкость к насадкам 6 и 8 подают по колонне высоконапорных труб 11 с поверхности. Высоконапорный поток, подаваемый через боковую струеформирующую насадку 6, эжектирует абразив, находящийся в призабойной зоне 1 скважины 4. Подхваченный высоконапорным потоком жидкости абразив контактирует со стенкой осадной трубы, в результате чего в ней, а затем и в цементном кольце, удерживающем колонну обсадных труб 3, прорезается вертикальная щель 12 длиной, равной высоте участка. Первоначально щель 12 прорезают на участке 13 формирования технологической полости у кровли 14 продуктивного пласта 7. Затем на участке 13 производят гидроразрушение пород продуктивного пласта 7.
Гидроразрушение на участке 13 может производиться в направлении как сверху вниз, так и снизу вверх по высоте участка 13. В последнем случае по мере увеличения объема выработанного пространства вследствие уменьшения скорости потока пульпы происходит частичное осаждение ее твердой фракции в выработанном пространстве. Твердая фракция пульпы содержит абразив и частицы разрушенных пород продуктивного пласта 7.
Мелкая глинистая фракция разрушенных пород продуктивного пласта 7, абразив, а также песчаная фракция разрушенных пород, не осевшие в выработанном пространстве сформированного участка 13 технологической полости, потоком жидкости поднимаются по кольцевому пространству 15 между колонной обсадных труб 3 и корпусом скважинного гидромонитора 5. В месте сочленения колонны высоконапорных труб 11 с корпусом скважинного гидромонитора 5 кольцевой зазор резко увеличивается и скорость потока падает.
Поскольку абразив имеет большую гидравлическую крупность по сравнению с остальными фракциями пульпы, уменьшенной скорости потока становится недостаточно для его подъема на поверхность и он под действием собственного веса опускается в открытый сверху корпус скважинного гидромонитора 5, откуда эжектируется высоконапорным потоком и повторно используется в процессе гидроразрушения.
После того как через прорезанную в обсадной колонне и цементном кольце щель 12 будет сформирована часть участка технологической полости, скважинный гидромонитор 5 поворачивают на некоторый угол и аналогично прорезают щель и производят формирование следующей части данного участка технологической полости. В дальнейшем операции по прорезанию щели и гидроразрушению пород продуктивного пласта повторяют до формирования вокруг скважины верхнего участка технологической полости. Указанная полость имеет в поперечном сечении вид многолучевой звезды.
Затем скважинный гидромонитор 5 опускают для формирования следующего участка технологической полости. При этом между указанными участками оставляют целик 16 из пород продуктивного пласта 7. В этой последовательности цикл повторяют до формирования технологической полости заданного объема.
По мере израсходования абразива вследствие его осаждения в формируемой технологической полости для загрузки новых порций процесс разрушения пород продуктивного пласта 7 останавливают и в устье скважины засыпают очередную порцию абразива. Абразив под действием собственного веса опускается на забой скважины 4, заполняя призабойную зону 1 и частично корпус 6 скважинного гидромонитора 5. После подачи напорной жидкости к забойным 8 и боковым 6 струеформирующим насадкам абразив эжектируется высоконапорным потоком жидкости через боковые струеформирующие насадки 6 и процесс разрушения пород продуктивного пласта возобновляется.
Достоинством такой схемы является то, что нет необходимости извлекать из скважины добычное оборудование, что особенно актуально при вскрытии продуктивных пластов на больших глубинах.
В случае, когда гидроразрушение пород продуктивного пласта 7 на участке производится в направлении сверху вниз, осаждение абразива и песчаной фракции разрушенных пород не происходит. В этом случае заполнение сформированной технологической полости для поддержания в устойчивом состоянии ее кровли и стенок производят после формирования участка технологической полости путем подачи высоконапорной струи с абразивом в верхнюю часть сформированного участка технологической полости. Расход абразива при такой семе будет несколько выше, чем при осуществлении гидроразрушения в направлении снизу вверх. По указанной схеме может производиться дозаполнение выработанного пространства, сформированного и заполненного при гидроразрушении в направлении снизу вверх.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого, включающий установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны, формирование в продуктивном пласте вокруг скважины технологической полости путем разрушения и выноса пород продуктивного пласта высоконапорной струей жидкости с абразивом, подаваемыми через струеформирующие насадки скважинного гидромонитора, отделение абразива от пульпы для его повторного использования в скважине и подъем части разрушенных пород продуктивного пласта на поверхность в потоке пульпы, поддержание в устойчивом состоянии стенок и кровли сформированной технологической полости за счет ее заполнения смесью разрушенных пород продуктивного пласта и абразива, отличающийся тем, что перед спуском скважинного гидромонитора его корпус и призабойную зону скважины заполняют абразивом, который к струе-формирующим насадкам подают в потоке пульпы, эжектируемом высоконапорной струей жидкости, технологическую полость формируют участками с оставлением между ними целиков последовательно сверху вниз от кровли продуктивного пласта к его почве, а отделение абразива от пульпы для его повторного использования осуществляют над открытым сверху корпусом скважинного гидромонитора в зоне снижения скорости потока пульпы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что загрузку новых порций абразива осуществляют в устье скважины после остановки процесса разрушения пород продуктивного пласта.

Реферат. Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке продуктивных пластов, содержащих нефть и/или газ. Обеспечивает повышение производительности работ по вскрытию продуктивного пласта текучего полезного ископаемого. Сущность изобретения: по способу устанавливают и цементируют в пробуренной скважине обсадную колонну. Перфорируют обсадную колонну. Формируют в продуктивном пласте вокруг скважины технологическую полость. Это осуществляют путем разрушения и выноса пород продуктивного пласта высоконапорной струей жидкости с абразивом, подаваемыми через струеформирующие насадки скважинного гидромонитора. При этом абразив отделяют от пульпы для его повторного использования в скважине. Поднимают часть разрушенных пород продуктивного пласта на поверхность в потоке пульпы. Поддерживают в устойчивом состоянии стенки и кровлю сформированной технологической полости за счет ее заполнения смесью разрушенных пород продуктивного пласта и абразива. В соответствии с изобретением перед спуском скважинного гидромонитора его корпус и призабойную зону скважины заполняют абразивом. Его подают к струеформирующим насадкам в потоке пульпы, эжектируемом высоконапорной струей жидкости. Технологическую полость формируют участками с оставлением между ними целиков последовательно сверху вниз от кровли продуктивного пласта к его почве. Отделение абразива от пульпы для его повторного использования осуществляют над открытым сверху корпусом скважинного гидромонитора в зоне снижения скорости потока пульпы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Классы МПК: E21B43/114..перфораторы с использованием струи направленного действия, например струйные (гидромониторные) долота 
Автор(ы): Бабичев Н.И., Клочко С.А., Серов С.А., Салоп Д.Л.
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич, Клочко Сергей Анатольевич, Серов Сергей Анатольевич, Салоп Дмитрий Львович
Адрес для переписки:   107076, Москва, Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И.Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 13.06.2001
начало действия патента: 13.06.2001
публикация патента: 20.03.2002

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Николаев А.Н., Виллегас Ф., Виллегас К., Палицкий Э.И., Фролов И.С. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых. Патент РФ N2101506
http://www.freepatent.ru/patents/2101506

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых геотехнологическими методами.
Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, в котором производят вскрытие продуктивного пласта добычными скважинами, устанавливают в них добычное оборудование и ведут выемку полезного ископаемого камерами с транспортировкой пульпы на поверхность и с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями [1]

Недостатком данного способа являются значительные затраты на закладку выработанного пространства камер и как следствие удорожание всего способа в целом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивной залежи добычными скважинами по схеме гексагональных ячеек, монтаж добычного оборудования, размыв и выемку полезного ископаемого скважинными гидромониторными агрегатами с формированием добычных камер [2]

Недостатком данного способа являются значительные потери полезного ископаемого в междукамерных целиках.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение разработки залежи полезного ископаемого, в том числе и добычи воды, методами геотехнологии.
Техническим результатом, получаемым при реализации изобретения, является повышение устойчивости кровли добычных камер при минимальных потерях полезного ископаемого, оставляемого в целиках.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем вскрытие продуктивной залежи добычными скважинами по схеме гексагональных ячеек, монтаж добычного оборудования, размыв и выемку полезного ископаемого скважинными гидромониторными агрегатами с формированием добычных камер, размыв и выемку полезного ископаемого в каждой гексагональной ячейке начинают с формирования центральной добычной камеры, выработанное пространство которой закладывают твердеющей смесью, затем на поверхности над заложенной камерой устанавливают неподвижную опору, за границей гексагональной ячейки размещают передвижную опору, на указанных опорах монтируют рабочую платформу, с которой ведут размыв и выемку полезного ископаемого с формированием периферийных добычных камер, выработанное пространство которых заполняют обрушившимися вмещающими породами, а образующуюся воронку обрушения заполняют сыпучей закладкой.
В указанную совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения поставленного технического результата.
Возможность осуществления способа поясняется следующим примером его выполнения. Разведанную залежь полезного ископаемого вскрывают добычными скважинами с поверхности по схеме гексагональных ячеек с центральной скважиной. Бурение скважин в зависимости от физико-механических свойств вмещающих пород и продуктивной залежи осуществляют либо посредством гидромониторного размыва, либо посредством механического разрушения любым известным методом. Пробуренные скважины в пределах мощности покрывающих пород обсаживают колоннами обсадных труб.
Выемку полезного ископаемого из продуктивной залежи в каждой гексагональной ячейке начинают с центральной скважины, для чего в ней устанавливают скважинный добычной гидромониторный агрегат, которым ведут круговой размыв полезного ископаемого и подъем образованной пульпы на поверхность с формированием центральной добычной камеры.
Размыв и выемку полезного ископаемого могут производить как в затопленном, так и в осушенном забое в зависимости от устойчивости разрабатываемого массива. В том случае когда в разработку вовлекают полезное ископаемое, которое трудно поддается размыву струей гидромонитора, его предварительно рыхлят посредством буровзрывных работ или иными методами.
После окончания выемки полезного ископаемого и формирования центральной добычной камеры ее выработанное пространство закладывают твердеющей смесью и на поверхности над заложенной камерой устанавливают неподвижную опору, используя массив твердеющей закладки в качестве ее фундамента. Конструктивно неподвижная опора может быть выполнена самым различным образом, наиболее простым из которых является неподвижно установленная ось.
За границей гексагональной ячейки размещают подвижную опору, которая может быть конструктивно выполнена на гусеничном, пневмоколесном или рельсовом ходу. Возможно также выполнение указанной опоры в виде переносного аутригера с опорной поверхностью, достаточной для выполнения работ на данном типе грунтов.
На указанных опорах монтируют рабочую платформу, которая имеет, таким образом, возможность перемещаться вокруг неподвижной опоры. Со смонтированной рабочей платформы в дальнейшем ведут выемку полезного ископаемого и формируют периферийные добычные камеры в каждой гексагональной ячейке. Технологический процесс выемки и формирования камер в этом случае аналогичен процессу выемки и формирования центральной камеры.
Выработанное пространство каждой из периферийных добычных камер в гексагональной ячейке заполняют обрушившимися вмещающими породами, а образовавшуюся воронку обрушения заполняют сыпучей закладкой с восстановлением земной поверхности. Инициирование обрушения в случае наличия устойчивых пропластков в кровле добычной камеры производят с помощью буровзрывных работ или струей гидромониторного агрегата, разрушая указанные пропластки.
В том случае когда верхний слой грунта на отрабатываемом участке является плодородным и в дальнейшем после окончания разработки месторождения или его части поверхность предполагается использовать в сельскохозяйственном обороте перед бурением добычных скважин снимают плодородный слой, производят его складирование на специально выделенном полигоне и наносят вновь уже на восстановленную поверхность.
Разработка месторождения данным способом может вестись одновременно в одной или нескольких гексагональных ячейках с соблюдением очередности, обеспечивающей максимальную полноту выемки и безопасность работ. В том случае когда по условию обеспечения максимальной интенсивности отработки каждой гексагональной ячейки необходимо одновременное формирование нескольких периферийных камер, возможен монтаж на одной неподвижной опоре нескольких рабочих платформ, каждая из которых должна иметь свою подвижную опору. Выемка полезного ископаемого с формированием периферийных камер должна здесь производиться через одну камеру.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивной залежи добычными скважинами по схеме гексагональных ячеек, монтаж добычного оборудования, размыв и выемку полезного ископаемого скважинными гидромониторными агрегатами с формированием добычных камер, отличающийся тем, что размыв и выемку полезного ископаемого в каждой гексагональной ячейке начинают с формирования центральной добычной камеры, выработанное пространство которой закладывают твердеющей смесью, затем на поверхности над заложенной камерой устанавливают неподвижную опору, за границей гексагональной ячейки размещают передвижную опору, на указанных опорах монтируют рабочую платформу, с которой ведут размыв и выемку полезного ископаемого с формированием периферийных добычных камер, выработанное пространство которых заполняют обрушившимися вмещающими породами, а образующуюся воронку обрушения заполняют сыпучей закладкой.

Реферат. Сущность изобретения: cпособ скважинной гидродобычи полезных ископаемых включает вскрытие продуктивной залежи добычными скважинами по схеме гексагональных ячеек, монтаж добычного оборудования, размыв и выемку полезного ископаемого скважинными гидромониторными агрегатами с формированием добычных камер, при этом размыв и выемку полезного ископаемого в каждой гексагональной ячейке начинают с формирования центральной добычной камеры, выработанное пространство которой закладывают твердеющей смесью, затем на поверхности над заложенной камерой устанавливают неподвижную опору. За границей гексагональной ячейки размещают передвижную опору. На указанных опорах монтируют рабочую платформу, с которой ведут размыв и выемку полезного ископаемого с формированием периферийных добычных камер, выработанное пространство которых заполняют обрушившимися вмещающими породами, а образующуюся воронку обрушения заполняют сыпучей закладкой.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игорьевич[RU], Николаев Александр Николаевич[RU], Виллегас Фернандо[CO], Виллегас Каталина[CO], Палицкий Эдуард Исаакович[RU], Фролов Игорь Сергеевич[RU]
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич[RU], Николаев Александр Николаевич[RU], Виллегас Фернандо[CO], Виллегас Каталина[CO], Палицкий Эдуард Исаакович[RU], Фролов Игорь Сергеевич[RU]
Приоритеты:
подача заявки: 29.10.1996
публикация патента: 10.01.1998

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Клочко С.А. Устройство для очистки частиц минерального сырья от поверхностных примесей. Патент РФ N2190477
http://www.freepatent.ru/patents/2190477

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к технике обогащения минерального сырья, а именно к аппаратам для очистки минерального сырья от поверхностных примесей, в частности к удалению пленок окислов железа с поверхности зерен кварцевого песка, используемого в стекольной промышленности, удалению корок глинистых минералов с поверхности ильменита, удалению кимберлитовой породы с поверхности кристаллов алмазов, и может быть использовано в горной, химической, металлургической и других отраслях промышленности.
Известны устройства для обогащения и очистки минерального сырья от поверхностных примесей или конгломератов за счет дезинтеграции-оттирки материала о стенки разделяющей камеры центробежной силой, создаваемой импеллерами в последовательно расположенных блоках (а.с. СССР 1535629, кл. В 03 В 5/02, опубл. 15.01.90), или за счет ударного и ультразвукового воздействия на материал в барабанной мойке (а. с. СССР 1811899, кл. В 03 В 5/00, опубл. 30.04.93).
Известна также технологическая линия для очистки частиц минерального сырья от поверхностных примесей, включающая дезинтегратор, устройство ультразвуковой очистки и гидроциклон для разделения пульпы (А.И.Шульгин и др. Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых. /Под ред. B.C.Ямщикова. М.: Недра, 1987, с. 90-93).
Недостатком этих устройств является их высокая энергоемкость и сложность конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является цилиндро-конический гидроциклон, имеющий встроенный в приемное приспособление струйный насос (инжектор), в котором осуществляется дезинтеграция разделяемого зернистого материала, т.е. разрушение и оттирка наименее прочных поверхностных примесей, а также имеющий камеру дополнительной отмывки-доочистки материала (а.с. СССР 751441, кл. В 04 С 5/08, В 03 В 5/34, опубл. 30.07.80).
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая эффективность очистки сырья от поверхностных примесей.
Технический результат состоит в повышении эффективности очистки сырья от поверхностных примесей при упрощении конструкции устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для очистки частиц минерального сырья от поверхностных примесей, включающем гидроциклон, приемное приспособление, камеру очистки в виде камеры смешения струйного насоса, встроенного в приемное приспособление, для тангенциального ввода сырья в цилиндрическую часть гидроциклона, камеру доочистки, согласно изобретению камера доочистки выполнена в виде кольцевой камеры, соединенной патрубком тангенциального ввода с камерой смешения, размещена в цилиндрической части гидроциклона и образована кольцевой перегородкой, отделяющей цилиндрическую часть гидроциклона от его конической части, и патрубком, расположенным концентрично сливному патрубку гидроциклона.
В данную совокупность включены признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата.
Устройство для очистки частиц минерального сырья от поверхностных примесей поясняется чертежом, на котором представлена его схема.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9806/223316543.c/0_15c5cf_94e5ceca_orig

Устройство состоит из приемного приспособления 1, в придонную часть которого встроен струйный насос, содержащий струйную насадку 2 для подачи рабочего агента, эжекционный зазор 3 и камеру смешения 4, являющуюся камерой очистки. Камера доочистки 5 расположена в цилиндрической части 6 гидроциклона 7 и образована кольцевой перегородкой 8, отделяющей цилиндрическую часть 6 гидроциклона 7 от его конической части 9, наружной стенкой 10 цилиндрической части 6 гидроциклона 7 и патрубком 11, расположенным концентрично сливному патрубку 12 гидроциклона 7. Высота патрубка 11 должна обеспечивать необходимое для качественной доочистки частиц минерального сырья время нахождения их в кольцевой камере.
Для создания вращающегося потока пульпы камера доочистки имеет тангенциальный ввод, выполненный в виде патрубка 13, соединенного с выходным патрубком камеры смешения 4. Патрубок 13 тангенциального ввода расположен непосредственно над кольцевой перегородкой 8. Коническая часть 9 гидроциклона 7 снабжена также и песковым патрубком 14 для вывода очищенных от примесей частиц минерального сырья.
Устройство работает следующим образом. Приготовленную пульпу подают в приемное приспособление 1. В случае, если добыча минерального сырья ведется системами разработки с использованием средств гидромеханизации, например с гидромониторным размывом полезного ископаемого в добычном забое, то в приемное приспособление 1 может подаваться пульпа, полученная в результате размыва. В струйный насос подают под давлением рабочий агент - воздух или воду, который, выходя из струйной насадки 2 с большой скоростью, проходит в камеру смешения и всасывает (эжектирует) пульпу из приемного приспособления 1 через эжекционный зазор 3.
В камере смешения 4 в кавитационном режиме происходит первичное разрушение примесей за счет гидродинамического воздействия струи на частицы минерального сырья, соударения минеральных частиц и взаимного трения (оттирки) и их отделение от минеральных частиц. Далее пульпа за счет энергии, сообщенной струйным насосом, поступает для последующей обработки и окончательного разрушения поверхностных примесей в камеру доочистки 5.
В камере доочистки 5 образующийся кольцевой турбулентный поток вызывает трение (оттирку) частиц друг о друга и о стенки кольцевой камеры, что приводит к окончательному разрушению поверхностных примесей. Далее вращающийся поток пульпы по кольцевому зазору между сливным патрубком 12 и патрубком 11 поступает в коническую часть гидроциклона 7, где происходит разделение пульпы на частицы минерального сырья, очищенные от поверхностных примесей, которые выводятся из гидроциклона 7 через песковый патрубок 14, и примеси, которые выводятся из гидроциклона через сливной патрубок 12.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для очистки частиц минерального сырья от поверхностных примесей, включающее гидроциклон, приемное приспособление, камеру очистки в виде камеры смешения струйного насоса, встроенного в приемное приспособление, для тангенциального ввода сырья в цилиндрическую часть гидроциклона, камеру доочистки, отличающееся тем, что камера доочистки выполнена в виде кольцевой камеры, соединенной патрубком тангенциального ввода с камерой смешения, размещена в цилиндрической части гидроциклона и образована кольцевой перегородкой, отделяющей цилиндрическую часть гидроциклона от его конической части, и патрубком, расположенным концентрично сливному патрубку гидроциклона.

Реферат. Изобретение может использоваться в горной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для обогащения сырья и его очистки от поверхностных примесей. Устройство содержит гидроциклон, приемное приспособление, камеру очистки в виде камеры смешения струйного насоса, встроенного в приемное приспособление, для тангенциального ввода сырья в цилиндрическую часть гидроциклона, камеру доочистки. Камера доочистки выполнена в виде кольцевой камеры, соединенной патрубком тангенциального ввода с камерой смешения, размещена в цилиндрической части гидроциклона и образована кольцевой перегородкой, отделяющей цилиндрическую часть гидроциклона от его конической части, и патрубком, расположенным концентрично сливному патрубку гидроциклона. Изобретение повышает эффективность очистки и разделения минерального сырья при упрощении конструкции. 1 ил.

Классы МПК:
B03B5/00 Промывка гранулированных, порошкообразных или кусковых материалов; мокрое разделение
B04C5/00 Устройства, в которых осевое направление вихревого потока изменяется на противоположное
Автор(ы): Бабичев Н.И., Клочко С.А.
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич, Клочко Сергей Анатольевич
Адрес для переписки: 107076, Москва, Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И. Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 18.09.2001
начало действия патента: 18.09.2001
публикация патента: 10.10.2002

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Дмитриев В.А., Бабичев Н.И., Искужин С.М., Абрамов Г.Ю., Симич Р. Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых. Патент РФ N2032074
http://www.freepatent.ru/patents/2032074

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидродобыче твердых скальных полезных ископаемых, залегающих в сложных горно-геологических условиях.
Известен способ добычи полезных ископаемых, включающий бурение центральной и периферийной скважин, размещение в периферийных скважинах зарядов взрывчатого вещества и их взрывание, установку в центральной скважине гидродобычного агрегата и размыв взорванной горной массы с ее гидроподъемом на поверхность [1].
К недостаткам данного способа следует отнести сложности с зачисткой днища камеры, что вызывает повышение потери руды.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающий бурение основной (добычной) скважины и вокруг нее по предлагаемой границе добычной камеры вспомогательных скважин, размещение в них зарядов взрывчатого вещества, взрывание зарядов с образованием камеры дробленого полезного ископаемого с днищем конусообразной формы вершиной вниз, спуск и установку в добычную скважину гидродобычного оборудования, подачу в камеру технологической жидкости и извлечение на поверхность в виде пульпы отбитого полезного ископаемого [2].
Однако при таком способе процесс дробления рудной массы при формировании камеры является неуправляемым, т. е. воздействие энергии взрыва на горную массу происходит нерационально, не вся энергия расходуется на дробление в пределах камеры, часть ее уходит на трещинообразование за границами камеры, т. е. в пределах камеры энергии недостаточно для доведения куска руды до кондиционного (меньше проходного сечения гидродобычного агрегата) размера. Это приводит к необходимости повторного взрывания (дробления) некондиционных кусков, т. е. к дополнительному расходу взрывчатого вещества и следовательно повышенным затратам.
Кроме того при формировании камеры с конусообразным, но пологим днищем происходят потери дробленого полезного ископаемого на почве камеры, так как из-за недостаточного наклона днища и шероховатости его поверхности часть кусков задерживается при перемещении к добычной скважине.
Цель изобретения - повышение эффективности способа путем снижения потерь дробленого полезного ископаемого на почве камеры и расхода взрывчатого вещества, улучшение качества (увеличение степени) ее дробления за счет обеспечения большей локализации энергии взрыва зарядов в пределах добычной камеры.
Цель достигается тем, что в способе разработки твердых полезных ископаемых методом скважинной гидродобычи, включающем бурение основной (добычной) и по предлагаемой границе добычной камеры вспомогательных скважин, размещение в них зарядов взрывчатого вещества, формирование добычной камеры с днищем конусообразной формы вершиной вниз с дроблением полезного ископаемого, взрыванием этих зарядов, спуск и установку в добычную скважину гидродобычного оборудования, подачу в камеру технологической жидкости и извлечение на поверхность в виде пульпы отбитого полезного ископаемого, смежные вспомогательные скважины по предлагаемой границе добычной камеры располагают друг от друга на расстоянии, меньшем диаметра зоны интенсивной трещиноватости каждой вспомогательной скважины, одновременным взрыванием зарядов во вспомогательных скважинах формируют замкнутый искусственный экран в виде кольцевой зоны интенсивной трещиноватости, внутри которого последующим короткозамедленным взрыванием заряда взрывчатого вещества в основной скважине и осуществляют дробление полезного ископаемого, повышая величину его дробления отражением части волн сжатия и растяжения от искусственного экрана и повторным их наложением на уже раздробленную руду, при этом угол конусности днища камеры устанавливают превышающим угол естественного откоса дробленого полезного ископаемого, а количество вспомогательных скважин устанавливают из соотношения


http://img-fotki.yandex.ru/get/9820/223316543.c/0_15c5e5_71f95516_orig

Цель достигается и тем, что в случае отработки месторождения полезных ископаемых с большим удельным весом в качестве технологической пульпообразующей жидкости используют тяжелые суспензии.
Благодаря тому, что вспомогательные скважины по предлагаемой границе камеры располагают друг от друга на расстоянии, меньшем диаметра зоны интенсивной трещиноватости каждой скважины, при взрыве зарядов во вспомогательных скважинах указанные зоны перекрывают друг друга и образуют как бы замкнутый экран в виде кольцевой зоны интенсивной трещиноватости. Когда затем c замедлением взрывают заряд в основной скважине, часть взрывной волны сжатия и растяжения почти полностью отражаясь от этого экрана, возвращается обратно внутрь камеры и, повторно воздействуя на уже раздробленную руду, дополнительно дробит ее. Это обеспечивает качественное дробление руды при низком расходе взрывчатого вещества, а также общее снижение затрат на осуществление способа. Расчетное количество вспомогательных скважин позволяет исходя из заданного коэффициента разрыхления регулировать величину куска из условия его прохождения по пульповыдачной колонне.
Благодаря тому, что угол конусности днища камеры устанавливают превышающим угол естественного откоса дробленого полезного ископаемого, при отработке рудного массива дробленая рудная масса не задерживается на шероховатостях днища (действует принцип воронки выпуска) и под действием гравитационных сил перемещается к выдачному окну грузоподъемного оборудования. Это обеспечивает снижение потерь полезного ископаемого на днище камеры.
Благодаря применению в качестве пульпообразующей технологической жидкости тяжелых суспензий при обработке месторождений полезных ископаемых с большим удельным весом частицы последних не оседают в пульпе и не теряются при извлечении, повышается способность пульпы транспортировать тяжелые куски руды.
На фиг. 1 изображена схема залегания рудного пласта и схема бурения основной (добычной) и вспомогательной скважин; на фиг. 2 - схема образования кольцевой зоны (замкнутого искусственного экрана) интенсивной трещиноватости на предлагаемой границе камеры; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2 (схема локализации энергии взрыва зарядов в пределах добычной камеры); на фиг. 4 - схема образования добычной камеры с дробленой рудной массой; на фиг. 5 - схема извлечения дробленой рудой массы на поверхность с помощью скважинного гидродобычного оборудования.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9812/223316543.c/0_15c5df_960a8540_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/6729/223316543.c/0_15c5e0_ff4dbd09_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9931/223316543.c/0_15c5e1_56bf227d_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/6729/223316543.c/0_15c5e2_4de62c03_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9820/223316543.c/0_15c5e3_12a5a8d3_orig

Способ осуществляют следующим образом.
С поверхности месторождения бурят основную (добычную) скважину 1 с заглублением ее забоя 2 ниже почвы продуктивного горизонта 3. Вокруг добычной скважины 1 по предполагаемой границе добычной камеры бурят вспомогательные скважины 4 с расположением их забоем 5 выше забоя 2 добычной скважины 1.
При этом смежные вспомогательные скважины располагаются друг от друга на расстоянии L, меньшем диаметра D4 и зоны 6 интенсивной трещиноватости вокруг каждой вспомогательной 4 скважины. Забои 5 скважин 4 располагают выше забоя 2 основной (добычной) скважины 1 таким образом, чтобы угол между линией, соединяющей забои 2 и 5, превышал угол естественного откоса дробленого с заданным коэффициентом полезного ископаемого. Заряжают добычную 1 и вспомогательные 4 скважины зарядами взрывчатого вещества такой массы, связанной с диаметром этих скважин, чтобы после взрыва вокруг каждой из них образовались зоны 6 интенсивной трещиноватости, диаметры D4 которых превышали бы расстояние L между смежными вспомогательными скважинами 4.
Одновременным взрывом зарядов во всех вспомогательных скважинах 4 формируют вокруг каждой из них зону 6 интенсивной трещиноватости рудной массы. Поскольку диаметр Dи каждой такой зоны 6 больше расстояния L между смежными вспомогательными скважинами 4, то после взрыва эти зоны смежных скважин перекрывают друг друга, в результате чего образуется как бы замкнутый искусственный экран в виде кольцевой зоны интенсивной трещиноватости по предлагаемой границе добычной камеры.
С замедлением взрывают заряды в добычной скважине 1. Благодаря тому, что по предлагаемой границе добычной камеры уже сформирован искусственный экран в виде кольцевой зоны интенсивной трещиноватости, энергия взрыва заряда в добычной скважине локализуется внутри нее за счет отражения от этого экрана части волн напряжения и наложения их на уже раздробленную руду, что повышает эффективное использование энергии взрыва и улучшает качество дробления массива.
Взрывание полезного ископаемого происходит в зажатой среде, где важнейшим параметром управления энергией взрыва является акустическая жесткость среды, примыкающей к внешнему контуру разрушения. Степень ее отличия от акустической жесткости основного массива определяет параметры отраженных волн, влияющих на эффективность дробящего действия взрыва. Повышенное отражение энергии волн напряжения достигается на основе создания в разрушаемом массиве искусственного экрана с акустической жесткостью, отличающейся от акустической жесткости разрушаемой среды. Это достигается первоначальным одновременным взрыванием зарядов во вспомогательных скважинах 4, в результате чего образуется замкнутая зона дробленого полезного ископаемого, обладающая акустической жесткостью, отличной от акустической жесткости основного массива, заключенного в замкнутой границе искусственного экрана.
При отсутствии искусственного экрана в виде кольцевой замкнутой зоны интенсивной трещиноватости при взрывании зарядов в скважинах энергии взрыва расходуется на дробление массива не только в границах камеры, но и за ее пределами, так как вся рудная среда (внутри и вне камеры) имеет одинаковую акустическую жесткость и волны напряжений свободно проходят за границы камеры.
Так как граница зоны искусственного экрана является замкнутой, то вся энергия отраженных волн сжатия и напряжений аккумулируется внутри этого экрана и расходуется на дополнительное дробление массива в границах этого экрана.
Затем по дробленой рудной массе повторно разбуривают скважину 1 до первоначального расположения забоя 2 и обсаживают скважину 1 колонной обсадных труб 8 с размещением башмака обсадной колонны, в котором расположено пульпоприемное отверстие 9 в нижней части скважины 1 (фиг. 4). Также повторно по дробленой руде разбуривают вспомогательные скважины 4 до первоначальных глубин расположения их забоем 5 и обсаживают колоннами обсадных труб до кровли раздробленного массива полезных ископаемых.
Оборудуют скважину 1 эрлифтной установкой 10.
Затем в одну из вспомогательных скважин 4 подают технологическую пульпообразующую жидкость и доводят уровень жидкости до устья 11 всех остальных вспомогательных скважин 4. Затем в добычную скважину 1 подают сжатый воздух и выдают в виде пульпы на поверхность. Производительность подъема пульпы устанавливают равной расходу жидкости, которую подают в одну из вспомогательных скважин 4, поддерживая уровень жидкости на устье остальных вспомогательных скважин 4. Такой режим эpлифтной установки обеспечивает максимальную производительность извлечения пульпы.
Забои 2 и 5 соответственно добычной 1 и вспомогательных 4 скважин располагают таким образом, что угол Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых, патент № 2032074 между линией, соединяющей забои 2 и 5 основной 1 и вспомогательных 4 скважин, горизонтально превышает угол естественного откоса раздробленного массива 12 руды. При осуществлении взрывных работ такое расположение забоев добычной 1 и вспомогательных 4 скважин обеспечивает конфигурацию нижней границы (днища 13) дробленого массива 12 взрывом заряда в добычной скважине 1 наклонно по отношению к горизонтали.
В процессе подъема забор пульпы с раздробленной массой полезного ископаемого (массивом 12) происходит из нижней части добычной камеры, где расположено пульпоприемное отверстие 9. В процессе подъема пульпы перемещение раздробленной руды к пульпоприемному отверстию происходит за счет сил тяжести по принципу образования воронки выпуска. Формирование днища с уклоном в сторону пульпоприемного отверстия 9, большим угла естественного откоса раздробленной руды Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых, патент № 2032074 , обеспечивает условие для наиболее полного перемещения раздробленной руды по наклонному днищу 13 к пульпоприемному отверстию 9.
Массу заряда взрывчатого вещества в добычной скважине 1 связывают с ее диаметром и устанавливают из условия интенсивного дробления полезного ископаемого в замкнутой границе 7 на расстоянии R, равное величине расстояния между добычной 1 и вспомогательными скважинами 4.
Количество вспомогательных скважин 4 устанавливают из соотношения


http://img-fotki.yandex.ru/get/9740/223316543.d/0_15c5e7_7ed9f6f_orig

Это соотношение выводится из условия того, что после бурения вспомогательных скважин 4 и основной скважины 1 в центре камеры объем взорванной массы составит


http://img-fotki.yandex.ru/get/9740/223316543.d/0_15c5e8_6b081bfe_orig

Такое соотношение между количеством вспомогательных скважин и коэффициентом разрыхления обеспечивает возможность управления процессом формирования кондиционного куска дробленого полезного ископаемого в зависимости от его физико-механических свойств и трещиноватости. Если полезное ископаемое трещиноватое и хрупкое, то для его дробления до кондиционного куска требуется низкая энергия взрыва, необходимая только на разупрочнение массива по уже имеющейся системе трещин и на дробление каждой отдельности массива.
Если полезное ископаемое монолитно и менее хрупко, то в соответствии с требуемым коэффициентом разрыхления Кр (который определяется либо в лабораторных, либо в полупромышленных условиях) количество вспомогательных скважин 4 увеличивается до создания необходимого свободного компенсационного пространства, которое отвечает необходимой степени дробления массива полезного ископаемого.
При этом удельный расход ВВ, необходимый для дробления полезного ископаемого до кондиционного куска, рассчитывают исходя из количества вспомогательных скважин N, которые бурят внутри контура блока.
Подъем раздробленной руды кондиционного размера осуществляют эрлифтом. Для его эффективной работы, которая зависит от соотношений глубин подъема пульпы на поверхность и уровня жидкости, во вспомогательные скважины 4 подают жидкую фазу в объеме, равном откачивающему объему жидкости из блока, и поддерживают ее на уровне поверхности. Такой режим позволяет максимально эффективно использовать эрлифт.
В случае, когда раздробленное полезное ископаемое обладает большим удельным весом, в качестве жидкой фазы используют тяжелые суспензии, например смесь воды с магнетитом, что существенно улучшает гидротранспортирование дробленого полезного ископаемого эрлифтом.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий бурение основной и по меньшей мере на границе добычной камеры вспомогательных скважин, размещение в скважинах зарядов взрывчатого вещества, формирование добычной камеры с днищем конусообразной формы вершиной вниз взрыванием зарядов, установку в основной скважине гидродобычного оборудования, подачу в камеру технологической жидкости и извлечение на поверхность в виде пульпы дробленого полезного ископаемого, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа путем снижения потерь полезного ископаемого и расхода взрывчатого вещества, улучшения качества ее дробления за счет обеспечения локализации энергии взрыва зарядов в пределах добычной камеры, смежные вспомогательные скважины бурят одну от другой на расстоянии, меньшем диаметра зоны интенсивной трещиноватости от взрывания зарядов в каждой из них, причем взрывание зарядов во вспомогательных скважинах осуществляют, одновременно формируя искусственный экран в виде кольцевой зоны интенсивной трещиноватости, после чего производят короткозамедленно взрывание зарядов в основной скважине с дроблением полезного ископаемого и формированием днища камеры с углом конусности, превышающим угол естественного откоса дробленого полезного ископаемого, при этом вспомогательные скважины бурят в количестве, определяемом из соотношения


http://img-fotki.yandex.ru/get/9931/223316543.d/0_15c5ea_14ce4168_orig

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при разработке месторождений полезных ископаемых с большим удельным весом в качестве технологической жидкости используют тяжелые суспензии.

Реферат. Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидродобыче твердых полезных ископаемых, залегающих в сложных горно-геологически условиях. Сущность способа: вспомогательные скважины бурят на границе добычной камеры на расстоянии друг от друга, меньшем диаметра зоны интенсивной трещиноватости от взрывания размещенных в них зарядов взрывчатого вещества. Взрывание зарядов во вспомагательных скважинах осуществляют, одновременно формируя кольцевую зону трещиноватости. В основной скважине взрывание зарядов производят короткозамедленно с дроблением полезного ископаемого и формированием днища камеры с углом конусности, превышающим угол естественного откоса дробленого полезного ископаемого. Количество вспомогательных скважин определено математическим выражением. Подачей технологической жидкости образуют пульпу, извлекаемую на поверхность. Кроме того при разработке полезных ископаемых с большим удельным весом в качестве технологической жидкости используют тяжелые суспензии. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Дмитриев Виктор Анатольевич[RU], Бабичев Николай Игорьевич[RU], Искужин Сандыбек Мукушевич[RU], Абрамов Григорий Юрьевич[RU], Симич Радомир[YU]
Патентообладатель(и): Дмитриев Виктор Анатольевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки: 21.05.1991
публикация патента: 27.03.1995

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Николаев А.Н. Способ вскрытия продуктивных пластов текучих полезных ископаемых и устройство для его осуществления. Патент РФ N2123579
http://www.freepatent.ru/patents/2123579

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке продуктивных пластов, содержащих нефть и/или газ. Другой областью использования может быть добыча воды из водоносных пластов. Принципиально возможно использование изобретения и при разработке месторождений твердых полезных ископаемых методами подземного выщелачивания.
Известен способ гидроструйной перфорации обсадных труб абразивной жидкостью для вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, содержащих углеводороды, в котором разрушение стенок обсадной трубы производят высоконапорным потоком абразирующей жидкости с растворенным в ней газом (патент США, N 3175613, E 21 B 43/114, 1965).
Недостатком данного способа является невысокая интенсивность вскрытия и отсутствие зоны с повышенной проницаемостью.
Известно устройство для перфорации обсадных труб, включающее корпус с каналами для подачи высоконапорного потока абразирующей жидкости с растворенным в ней газом, в котором размещено по меньшей мере одно гидромониторное сопло (пат. США, N 3175613, E 21 B 43/114, 1965).
Данное устройство также не позволяет интенсифицировать процесс вскрытия продуктивного пласта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному способу является способ вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, включающий установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны с образованием в призабойной зоне пласта зоны с повышенной проницаемостью путем подачи высоконапорного потока жидкости с абразивом через струеформирующие насадки (авт. свид. СССР, N 1629500 A1, E 21 B 43/114, 1991 ).
Недостатком данного способа является низкая производительность вскрытия за счет раздельной подачи пескосмеси и воздуха, а также создание зоны с повышенной проницаемостью с неконтролируемыми свойствами.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является устройство для вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, включающее корпус с каналами для подачи высоконапорного потока жидкости и потока воздуха, в котором размещена, по меньшей мере, одна струеформирующая насадка, связанный с водо- и воздухоподающими колоннами труб (авт. свид. СССР, N 1629500 A1, E 21 B 43/114, 1991 ).
Недостатком данного устройства является невысокая производительность.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи интенсификации вскрытия и последующей добычи. Достигаемый при этом технический результат состоит в повышении производительности при обеспечении заданных технологических характеристик при создании зоны с повышенной проницаемостью.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, включающем установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны с образованием в призабойной зоне пласта зоны с повышенной проницаемостью путем подачи высоконапорного потока жидкости с абразивом через струеформирующие насадки, абразив к струеформирующим насадкам подают в потоке воздуха, эжектируемого высоконапорной струей концентрично последней, при этом зону повышенной проницаемости образуют на длину эффективной струи из смеси разрушенных пород пласта песчаной фракции и абразива с выдачей мелких глинистых фракций на поверхность.
А также тем, что в известном устройстве для вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, включающем корпус с каналами для подачи высоконапорного потока жидкости и потока воздуха, в котором размещена, по меньшей мере, одна струеформирующая насадка, связанный с водо- и воздухоподающими колоннами труб, оно снабжено камерой смешения абразива с воздушным потоком, эжектором для подачи абразива к струеформирующим насадкам и завихрителем высоконапорного потока жидкости и/или воздушного потока с абразивом, размещенным перед струеформирующей насадкой.
В указанную совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения технического результата.
Предложенные способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг. 1 представлена технологическая схема осуществления способа, на фиг. 2 продольный разрез устройства для вскрытия продуктивных пластов.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9740/223316543.d/0_15c603_1b2ad1f1_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9740/223316543.d/0_15c602_f11a0af2_orig

Способ осуществляется следующим образом. В пробуренную до проектной отметки и обсаженную колонной обсадных труб 1 скважину 2 опускают устройство для перфорации стенок обсадной колонны - перфоратор 3, которым производят вскрытие продуктивного пласта 4 и создают зону с повышенной проницаемостью 5 вокруг скважины 2. Для этого через струеформирующие насадки 6 перфоратора 3 подают высоконапорный поток жидкости с абразивом, образуя струю. Абразив, в свою очередь, подают в потоке воздуха, который эжектируется высоконапорным потоком жидкости.
Подхваченный высоконапорным потоком жидкости абразив контактирует со стенкой обсадной трубы, в результате чего прорезается отверстие 7, сначала - в стенке обсадной трубы, а затем и в цементном кольце 8, удерживающем обсадную колонну. После этого приступают к гидроразрушению пород продуктивного пласта 4 этим же потоком. Образующаяся при гидроразрушении пульпа через прорезанные отверстия 7 попадает обратно в скважину 2 и по пульповыдачной колонне 9 выдается на поверхность.
После образования выработанного пространства 10 достаточного объема, вследствие уменьшения скорости потока, происходит частичное осаждение твердой фракции пульпы в выработанном пространстве 10. Твердая фракция при этом состоит из частиц абразива и мелких песчаных частиц разрушенных пород продуктивного пласта 4. Мелкую глинистую фракцию полностью выдают на поверхность. В потоке пульпы транспортируют также и неосевшую часть твердой фракции, из которой выделяют абразив для повторного использования, а оставшуюся часть подают на складирование, отделяя при этом от жидкой фазы. Отделение может производится как в скважине 2, так и на поверхности.
Таким образом, в результате частичного осаждения твердой фракции на длину эффективной струи вокруг скважины 2 образуется зона с повышенной проницаемостью 5, которую в дальнейшем при эксплуатации скважины используют в различных технологических целях, например в качестве фильтра при добыче воды.
Подаваемый вместе с абразивом воздух способствует отжатию пульпы от кровли 11 выработанного пространства 10 и позволяет производить гидроразрушение пород продуктивного пласта 4 в осушенном забое, что способствует увеличению эффективной длины струи и увеличению тем самым зоны с повышенной проницаемостью 5 вокруг скважины. Кроме того, подача воздуха позволяет увеличить глубину разработки за счет увеличения высоты подъема пульпы.
После прорезания отверстия и образования выработанного пространства заданного объема перфоратор переставляют на следующую позицию и в дальнейшем указанную последовательность операций выполняют до завершения процесса вскрытия.
Устройство для вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых состоит из корпуса 12, в котором выполнен канал 13 для подачи высоконапорного потока жидкости и канал 14 для подачи потока воздуха с абразивом. На боковой стенке корпуса 12 размещена по меньшей мере одна струеформирующая насадка 6. Каналы 13 и 14, выполненные в корпусе 12, связаны, соответственно, с водоподающей колонной труб 15 и воздухоподающей колонной труб 16.
Для подачи абразива в воздушный поток устройство имеет камеру смешения 17 абразива с воздушным потоком (на чертеже не показана). Эта камера может быть размещена как в скважине 2, так и на поверхности. При размещении камеры смешения 17 в скважине она может быть выполнена в корпусе 12 или над ним. Подача абразива в высоконапорную струю производится с помощью эжектора 18.
Повышение энергетических характеристик высоконапорной струи достигается путем установки завихрителя высоконапорного потока жидкости 19 и/или завихрителя воздушного потока с абразивом 20. Конструктивно завихритель 19 может быть выполнен в виде винтовых пазов в участке канала 13 для подачи высоконапорного потока жидкости, непосредственно примыкающего к струеформирующей насадке 6, или в самой насадке 6.
Завихритель 20 может быть выполнен в виде винтовых пазов на выходном участке канала 14 для подачи воздуха с абразивом.
Устройство работает следующим образом. После окончания обсадки скважины 2 и цементации колонны обсадных труб 1 в скважину 2 ниже почвы продуктивного пласта 4 опускают и устанавливают пакер 21, затем на заданную глубину опускают устройство и с помощью центрирующих фонарей 22 устанавливают его. К струеформирующим насадкам 6 подают высоконапорный поток жидкости. При вылете струи из сопла струеформирующей насадки 6 в околоструйном пространстве образуется разрежение, за счет чего туда эжектируется поток воздуха.
При прохождении через камеру смешения 17 в него подают абразив, который вместе с потоком воздуха поступает в высоконапорный поток жидкости и производит разрушение стенки обсадной трубы, затем цементного кольца и, наконец, начинает разрушать породу продуктивного пласта, образуя выработанное пространство. Образующаяся при этом пульпа по кольцевому пространству между колонной обсадных труб и корпусом устройства вначале подается на поверхность, где происходит отделение абразива для повторного использования, а затем частично твердую фракцию пульпы осаждают в выработанном пространстве для формирования зоны с повышенной проницаемостью 5.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ вскрытия продуктивных пластов текучих полезных ископаемых, включающий установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны с образованием в призабойной зоне пласта зоны с повышенной проницаемостью путем подачи высоконапорного потока жидкости с абразивом через струеформирующие насадки, отличающийся тем, что абразив к струеформирующим насадкам подают в потоке воздуха, эжектируемого высоконапорной струей концентрично последней, при этом зону с повышенной проницаемостью образуют на длину эффективной струи из смеси разрушенных пород пласта песчаной фракции и абразива с выдачей мелких глинистых фракций на поверхность.
2. Устройство для вскрытия продуктивных пластов текучих полезных ископаемых, включающее корпус с каналами подачи высоконапорного потока жидкости и потока воздуха, в котором размещена по меньшей мере одна струеформирующая насадка, связанный соответственно с водо- и воздухоподающими колоннами труб, отличающееся тем, что оно снабжено камерой смешения абразива с воздушным потоком, эжектором для подачи абразива к струеформирующим насадкам и завихрителем высоконапорного потока жидкости и/или воздушного потока с абразивом, размещенным перед струеформирующей насадкой.

Реферат. Изобретение предназначено для использования при разработке продуктивных пластов, содержащих полезное ископаемое. Обеспечивает повышение производительности при создании зоны с повышенной проницаемостью. При осуществлении способа производят установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, затем ее перфорируют с образованием в призабойной зоне пласта зоны с повышенной проницаемостью. Перфорирование производят путем подачи высокоскоростного потока жидкости с абразивом через струеформирующие насадки. Абразив подают в потоке воздуха, эжектируемого высоконапорной струей, концентрично последней. Разрушение пород пласта при образовании зоны повышенной проницаемости производят как за счет абразива, так и за счет песчаной фракции пород пласта. Устройство для осуществления способа состоит из корпуса, в котором размещена как минимум одна струеформирующая насадка. Высоконапорная струя с абразивом получается в результате смешения абразива с воздушным потоком в камере смешения и подачи абразива к струеформирующим насадкам через эжектор и завихритель. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Классы МПК: E21B43/00 Способы или устройства для добычи нефти, газа, воды, растворимых или плавких веществ или полезных ископаемых в виде шлама из буровых скважин
Автор(ы): Бабичев Н.И., Николаев А.Н.
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич, Николаев Александр Николаевич
Приоритеты:
подача заявки: 22.01.1998
публикация патента: 20.12.1998

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Агошков А.И., Бабичев Н.И., Васянович А.М., Ждамиров В.М., Жуков А.В., Зайденварг В.Е., Кафорин Л.А., Коротков В.И., Лесовский Б.Ф., Мороз В.Ф., Нисковский Ю.Н., Садардинов И.В., Скуба В.Н. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых и скважинный гидродобычной агрегат для его осуществления. Патент РФ N2109949
http://www.freepatent.ru/patents/2109949

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, например угольных, россыпных и некоторых типов рудных. Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, в котором в продуктивный пласт бурят добычную скважину, вокруг которой бурят вспомогательные скважины, размещают в них заряды ВВ и производят дробление массива полезного ископаемого. Затем в добычную скважину опускают гидродобычное оборудование и извлекают полезное ископаемое, которое в виде пульпы подают на поверхность [1].
Недостатком данного способа является большие потери полезного ископаемого в целиках, образующих днище камеры, а также значительные затраты на дробление массива вследствие нерационального расхода энергии ВВ, используемой не только на разрушение массива, но и на доставку отбитого полезного ископаемого.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта добычными скважинами, бурение вспомогательных скважин, заряжание добычных и вспомогательных скважин зарядами ВВ, формирование вокруг каждой скважины в продуктивном пласте зоны интенсивной трещиноватости взрыванием зарядов ВВ в зажатой среде, монтаж в каждой добычной скважине гидродобычного оборудования, образование добычной камеры в пределах мощности продуктивного пласта с выдачей полезного ископаемого на поверхность по пульповыдачной колонне, размыв нарушенного трещинами продуктивного пласта из вспомогательных скважин, подачу образованной пульпы к всасу пульпоподъемной колонны гидродобычного оборудования и подъем ее на поверхность [2].
Недостатком данного способа также являются значительные потери полезного ископаемого в днище добычной камеры.
Известен также скважинный гидродобычной агрегат, включающий внешнюю пульповыдачную колонну с гидроэлеватором, размещенную внутри нее водоподающую колонну, установленную с возможностью вращения, с забойной породоразрушающей головкой и гидромониторными насадками (патент US N 4934466, кл. E 21 B 21/12, 1990 г.).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является скважинный гидродобычной агрегат, включающий внешнюю пульпоподъемную колонну, установленную внутри нее с возможностью вращения водоподающую колонну с забойным породоразрушающим инструментом на ее нижнем торце, гидромониторные насадки, гидравлически связанные с водоподающей колонной и приспособление для дробления отбитого полезного ископаемого и подачи его к входу пульпоподъемной колонны [3].
Недостатком данного устройства является значительный расход воды на дополнительное дробление отделенного от массива полезного ископаемого, так как гидравлическое дробление в условиях затопленного забоя свободных кусков малоэффективно.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в создании эффективной технологии добычи полезных ископаемых в широком диапазоне горногеологических и горнотехнических условий.
Техническим результатом, получаемым при использовании данного изобретения, является снижение потерь полезного ископаемого в недрах.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем вскрытие продуктивного пласта добычными скважинами, бурение вспомогательных скважин, заряжание добычных и вспомогательных скважин зарядами ВВ, формирование вокруг каждой скважины в продуктивном пласте зоны интенсивной трещиноватости взрыванием зарядов ВВ в зажатой среде, монтаж в каждой добычной скважине гидродобычного оборудования, образование добычной камеры в пределах мощности продуктивного пласта с выдачей полезного ископаемого на поверхность по пульповыдачной колонне, размыв нарушенного трещинами продуктивного пласта из вспомогательных скважин, подачу образованной пульпы к всасу пульпоподъемной колонны гидродобычного оборудования и подъем ее на поверхность, разработку ведут длинными столбами с формированием межстолбовых целиков по меньшей мере одну добычную скважину в каждом столбе бурят большого диаметра в участок продуктивного пласта с наименьшей абсолютной высотной отметкой его почвы, при этом взрывание зарядов ВВ производят короткозамедленно в направлении от добычной скважины к периферии столба, а при подаче разрушенного полезного ископаемого к всасу пульпоподъемной колонны, производят его дополнительное дробление.
А также тем, что в известном скважинном гидродобычном агрегате, включающем внешнюю пульпоподъемную колонну, установленную внутри нее с возможностью вращения водоподающую колонну с забойным породоразрушающим инструментом на ее нижнем торце, гидромониторные насадки, гидравлически связанные с водоподающей колонной и приспособление для дробления отбитого полезного ископаемого и подачи его к входу пульпоподъемной колонны, приспособление для дробления полезного ископаемого и подачи его к входу пульпоподъемной колонны выполнено в виде охваченного кожухом шнекового конвейера, размещенного на водоподающей колонне над забойным породоразрушающим инструментом, с уменьшающимися к входу пульпоподъемной колонны диаметром и шагом навивки, при этом кожух выполнен с уменьшающимся к входу пульпоподъемной колонны диаметром и своим верхним торцом прикреплен к нижнему торцу пульпоподъемной колонны.
В приведенную совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижение указанного технического результата.
Заявленный способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез отрабатываемого столба, на фиг.2 - проекция выемочного участка, состоящего из двух смежных столбов, на горизонтальную плоскость при разработке с формированием ленточных межстолбовых целиков, на фиг. 3-то же при разработке с формированием столбообразных межстолбовых целиков, на фиг.4 - продольный разрез скважинного гидромониторного агрегата.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9812/223316543.d/0_15c610_cd6ebbad_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9931/223316543.d/0_15c611_b3122aec_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9089/223316543.d/0_15c612_e3fdb277_orig



Возможное осуществление способа рассмотрено на нижеследующем примере его конкретного выполнения.
Разведанный в результате проведения геологоразведочных работ и оконтуренный в пределах выемочного поля продуктивный пласт 1 полезного ископаемого разделяют на выемочные участки, которым для данной технологии в наибольшей мере соответствуют длинные столбы 2, столбы 2 целесообразно выделять по простиранию продуктивного пласта 1 с тем, чтобы разработку каждого вести по его восстанию. Для определения места бурения добычной скважины 3 большого диаметра в каждом столбе 2 определяют участок продуктивного пласта 1 с наименьшей абсолютной высотной отметкой его почвы.
Бурение производят посредством скважинного гидродобычного агрегата, снабженного бурильной головкой. Диаметр скважины может быть от 300 до 1000 мм и более, в зависимости от требуемой производительности каждого выемочного участка. Остальной массив продуктивного пласта 1 в пределах столба 2 разбуривают рядами вспомогательных скважин 4 меньшего диаметра. Сетку скважин 4 и их диаметр выбирают из условия размещения в них в пределах мощности продуктивного пласта 1 зарядов ВВ, достаточных для обеспечения заданной степени его трещиноватости, получаемой в результате взрыва. Учитывается также и эффективная дальность струи опускаемого в скважины 4 скважинного гидромонитора, которая должна обеспечить эффективную отбойку нарушенного трещинами полезного ископаемого и его транспортировку к добычной скважине 3 в случае, если угол падения продуктивного пласта не позволяет осуществить самотечный транспорт. Бурение вспомогательных скважин 4 может быть осуществлено в любой временной последовательности относительно времени бурения добычной скважины 3.
После окончания бурения скважин 3 и 4 и извлечения бурового оборудования производят их заряжание зарядами ВВ в пределах мощности продуктивного пласта 1, монтаж взрывной сети и короткозамедленное взрывание зарядов в направлении от добычной скважины 3 к периферии столба 2. Для производства взрывных работ могут быть использованы обычные промышленные взрывчатые вещества, исходя из конкретных условий разработки.
Поскольку взрывание зарядов ВВ производится в условиях зажатой среды, то очевидно, полости каждого предыдущего ряда взрываемых скважин будут заполнены при взрыве зарядов ВВ в каждом последующем ряду замедления. Поэтому эти полости должны быть восстановлены повторным разбуриванием и в необходимых случаях обсажены обсадными трубами в пределах мощности пород, покрывающих продуктивный пласт.
Повторное разбуривание добычной скважины 3 производят тем же скважинным гидродобычным агрегатом, что и бурение и по его окончанию агрегат оставляют в скважине и начинают образование добычной камеры 5 в пределах мощности продуктивного пласта 1 с выдачей полезного ископаемого на поверхность. Формирование добычной камеры 5 ведут путем кругового размыва нарушенного трещинами массива продуктивного пласта 1 высоконапорной струей гидромонитора. Негабаритные куски полезного ископаемого перед подачей к входу пульпоподъемной колонны дополнительно дробят до кондиционного размера.
После окончания формирования добычной камеры 5 начинают соответственно отработку столба 2, используя камеру 5 в качестве технологического пространства для приема отбитого полезного ископаемого. Для этого производят повторное разбуривание вспомогательных скважин 4 (при необходимости), устанавливают в них скважинные гидромониторы и ведут размыв нарушенного трещинами массива полезного ископаемого последовательно от добычной скважины 3 к флангам выемочного столба 2.
Отделенное струей гидромонитора полезное ископаемое поступает в выработанное пространство добычной камеры 5, где производят его дополнительное дробление и подъем на поверхность в виде пульпы по пульпоподьемной колонне. В том случае, когда наклона почвы пласта 1 достаточно для самотечной доставки, отбитое полезное ископаемое самотеком поступает к пульпоподъемной колонне, если наклона недостаточно, то гидромониторы включают не только на размыв, но и на принудительную доставку полезного ископаемого по почве выработанного пространства.
Отработку смежных столбов 2 ведут с формированием между ними межстолбового целика 6. В зависимости от мощности продуктивного пласта 1, устойчивости пород кровли и других горнотехнических факторов, целик 6 может быть ленточным или выполнен в виде ряда отдельных столбчатых целиков. Возможно также формирование целика 6 в виде ряда столбов, соединенных между собой тонкой перемычкой, обеспечивающей гидравлическую изоляцию смежных столбов между собой (см. фиг.3).
Для повышения эффективности работы гидромониторов в скважинах 4 при формировании ленточного целика 6 последний выполняют в поперечном сечении волнистой формы, получаемой за счет бурения поперечных рядов скважин 4 в смежных столбах 2 со смещением друг относительно друга.
Для осуществления способа предложен скважинный гидродобычной агрегат, состоящий из внешней пульпоподъемной колонны 7 и размещенной внутри нее с возможностью вращения водоподающей колонной 8. В своем нижнем торце водоподающая колонна 8 снабжена забойным породоразрушающим инструментом 9, который обеспечивает бурение скважины, в том числе, и скважины большого диаметра.
На внешней колонне 7 размещены гидромониторные насадки (не показаны), гидравлически связанные с водоподающей колонной 8. С помощью насадок производится круговой размыв полезного ископаемого в добычной камере 5. На водоподающей колонне 8 между породоразрушающим инструментом 9 и торцом пульпоподъемной колонны 7 размещено приспособление для дробления полезного ископаемого. В заявленном гидродобычном агрегате это приспособление выполнено в виде шнекового конвейера 10 с уменьшающимися к входу пульпоподъемной колонны 7 диаметром и шагом навивки. Шнековый конвейер 10, в свою очередь, расположен в кожухе 11, который верхним торцом прикреплен к нижнему торцу пульпоподъемной колонны 7 и так же имеет уменьшающийся к входу пульпоподъемной колонны диаметр, соответствующий диаметру шнекового конвейера 10.
Пульпоподъемный механизм агрегата выполнен в виде кольцевого гидроэлеватора 12, размещенного непосредственно после шнекового конвейера 10. При использовании гидродобычного агрегата для разработки полезных ископаемых на больших глубинах он может быть дополнительно снабжен эрлифтом 13, размещаемым в пульпоподъемной колонне на высоте, после которой работа кольцевого гидроэлеватора становится не эффективной.
Скважинный гидродобычной агрегат работает следующим образом.
В режиме бурения скважины - включают вращение водоподающей колонны 8 и забойный породоразрушающий инструмент, разрушая породу, формирует ствол скважины. Подъем разрушенного материала производится вначале шнековым конвейером 10 до входа пульпоподъемной колонны 7, и далее - гидроэлеватором на поверхность. При значительных глубинах разработки дополнительно может быть использован эрлифт 13. В аналогичной последовательности агрегат работает и при повторном разбуривании скважины.
В режиме формирования добычной камеры 5 - выключают вращение водоподъемной колонны 8 и подают напорную воду на гидромониторные насадки. Производят круговой размыв нарушенного трещинами массива продуктивного пласта 1 полезного ископаемого, куски которого поступают на шнековый конвейер 10. За счет уменьшения диаметра и шага навивки куски дополнительно дробятся до кондиционного по условиям транспортировки в потоке пульпы и подаются на вход пульпоподающей колонны 7, где увлекаются гидроэлеватором и транспортируются на поверхность. При значительных глубинах может быть использован эрлифт 13.
Режим подъема отбитого полезного ископаемого на поверхность отличается от вышеописанного тем, что из работы выключают гидромониторные насадки, а полезное ископаемое доставляется самотеком от вспомогательных скважин 4, или гидросмывом при недостаточном наклоне почвы выработанного пространства.
Использование предлагаемого изобретения позволит увеличить сырьевую базу горнодобывающей промышленности и, особенно, угольной, поскольку позволит вовлечь в эксплуатацию месторождения, залегающие на глубинах, не эффективных для разработки открытым способом, без присутствия людей в очистном забое. Это становится особенно актуальным при условии необходимости создания дополнительных рабочих мест.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта добычными скважинами, бурение вспомогательных скважин, заряжание добычных и вспомогательных скважин зарядами ВВ, формирование вокруг каждой скважины в продуктивном пласте зоны интенсивной трещиноватости взрыванием зарядов ВВ в зажатой среде, монтаж в каждой добычной скважине гидродобычного оборудования, образование добычной камеры в пределах мощности продуктивного пласта с выдачей полезного ископаемого на поверхность по пульповыдачной колонне, размыв нарушенного трещинами продуктивного пласта из вспомогательных скважин, подачу образованной пульпы к всасу пульпоподъемной колонны гидродобычного оборудования и подъем ее на поверхность, отличающийся тем, что разработку ведут длинными столбами с формированием межстолбовых целиков, по меньшей мере одну добычную скважину в каждом столбе бурят большого диаметра в участок продуктивного пласта с наименьшей абсолютной высотной отметкой его почвы, при этом взрывание зарядов ВВ производят короткозамедленно в направлении от добычной скважины к периферии столба, а при подаче разрушенного полезного ископаемого к всасу пульпоподъемной колонны производят его дополнительное дробление.
2. Скважинный гидродобычной агрегат, включающий внешнюю пульпоподъемную колонну, установленную внутри нее с возможностью вращения водоподающую колонну с забойным породоразрушающим инструментом на ее нижнем торце, гидромониторные насадки, гидравлически связанные с водоподающей колонной и приспособление для дробления отбитого полезного ископаемого и подачи его к входу пульпоподъемной колонны, отличающийся тем, что приспособление для дробления полезного ископаемого и подачи его к входу пульпоподъемной колонны выполнено в виде охваченного кожухом шнекового конвейера, размещенного на водоподающей колонне над забойным породоразрушающим инструментом, с уменьшающимися к входу пульпоподъемной колонны диаметром и шагом навивки, при этом кожух выполнен с уменьшающимся к входу пульпоподъемной колонны диаметром и своим верхним торцом прикреплен к нижнему торцу пульпоподъемной колонны.

Реферат. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых при разработке длинными столбами с формированием межстолбовых целиков. Продуктивный пласт вскрывают добычными и вспомогательными скважинами. По меньшей мере одну добычную скважину в каждом столбе бурят большего диаметра в участок продуктивного пласта с наименьшей абсолютной высотной отметкой его почвы. Заряжание скважин зарядами ВВ и взрывание их короткозамедленно в направлении от добычной скважины к периферии столба. Нарушенный трещинами после взрыва продуктивный пласт размывают из вспомогательных скважин с подачей пульпы к всасу пульпоподъемной колонны добычной скважины, где производят его дополнительное дробление. Для осуществления способа используют скважинный гидромониторный агрегат, состоящий из внешней пульпоподъемной колонны, установленной внутри нее с возможностью вращения водоподающей колонны с забойным породоразрушающим инструментом и приспособлением для дробления и подачи полезного ископаемого к пульпоподъемной колонне. Указанное приспособление выполнено в виде охваченного кожухом шнекового конвейера, размещенного на водоподающей колонне над забойным породоразрушающим инструментом, с уменьшенными к входу пульпоподъемной колонны диаметром и шагом навивки. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Агошков А.И., Бабичев Н.И., Васянович А.М., Ждамиров В.М., Жуков А.В., Зайденварг В.Е., Кафорин Л.А., Коротков В.И., Лесовский Б.Ф., Мороз В.Ф., Нисковский Ю.Н., Садардинов И.В., Скуба В.Н.
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич, Зайденварг Владимир Евгеньевич, Ждамиров Виктор Михайлович, Васянович Анатолий Макарович, Скуба Валентин Николаевич
Приоритеты:
подача заявки: 22.01.1997
публикация патента: 27.04.1998

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

2002г. симпозиум "Неделя горняка"

----- Original Message -----
From: Anatoly V. Shestopalov
To: Babichev
Sent: Monday, February 04, 2002 5:12 PM
Subject: Неделя горняка 2002



Здравствуйте Николай Игоревич!
Я присутствовал на вашем докладе на "Неделе горняка-2002", но, к сожалению, не смог с вами пообщаться так как в этот же день я должен был делать доклад на семинаре 5.
Нас очень заинтересовала ваша технология, а в частности оборудование и опыт применения в США для вымывания полости с целью добычи угольного метана. Не могли бы вы сообщить нам, где об этом можно почитать и выслать нам материалы на эту тему по e_mail, в т.ч. электронную версию демонстрационных листов, которую вы давали ввиде рекламного проспекта руководителю семинара акад. К.Н.Трубецкому.
Буду благодарен за любую информацию. Обомне можно почитать на сайте http://www.ipkonran.ru/newmail там же список публикаций. Спрашивайте, если что заинтересует - могу прислать электронную версию.

Шестопалов Анатолий Васильевич (ИПКОН РАН, Москва).


***
----- Original Message -----
From: НПЦ "ГЕОТЕХНОЛОГИЯ"
To: Anatoly V. Shestopalov
Sent: Monday, April 01, 2002 1:50 PM
Subject: SGD from GEOTECHNOLOGIJA

Уважаемый Анатолий Васильевич!
Ваше сообщение распечатано и передано Н. И. Бабичеву для рассмотрения.
Тем временем пересылаем Вам запрашиваемые материалы (из имеющихся в нашем
распоряжении).
Адрес нашего сайта изменился:: www.geotech.ru

Отдел писем.


Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/9806/223316543.d/0_15c636_f1b6b3b8_orig


Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/9806/223316543.d/0_15c637_b85dfb54_orig


Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/9491/223316543.d/0_15c638_41f2681f_orig


Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/9930/223316543.d/0_15c635_947085c4_orig

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

2004г. симпозиум "Неделя горняка"

Бабичев Н.И., Бекренев С.М., Мельников В.В., Ялтанец И.М. Опыт разработки месторождения песчано-гравийных смесей "Дубки" с помощью нового эжекторного снаряда. // ГИАБ, 2004, N7. - с.159-161.




Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/6729/223316543.d/0_15c63d_befd9d11_orig


Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/9820/223316543.d/0_15c63e_bbb5249d_orig


Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/9931/223316543.d/0_15c63b_9c945b87_orig

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

2005г. Бабичев Николай Игоревич участник выставки MinigWorld


http://img-fotki.yandex.ru/get/6710/223316543.d/0_15c641_3b08626e_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9820/223316543.d/0_15c643_60305574_orig




http://img-fotki.yandex.ru/get/6729/223316543.d/0_15c646_7f3a4e1e_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9820/223316543.d/0_15c645_86504c55_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9497/223316543.d/0_15c644_79f640b7_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9930/223316543.d/0_15c648_a1f7ba8e_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9089/223316543.d/0_15c649_61ee220a_orig



Другие фотографии с выставки в альбоме http://fotki.yandex.ru/users/rfcrurfcru/album/160113/

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

2007г. симпозиум "Неделя горняка"
Доклады Бабичева Николая Игоревича и Либера Юрия Владимировича



на отметке времени 17:15 Бабичев Н.И. говорит об интенсификации добычи нефти



Видео:
http://my.mail.ru/video/mail/sinergo/88/28.html - Бабичев Н.И.
http://my.mail.ru/video/mail/sinergo/88/29.html - Либер Ю.В.
http://my.mail.ru/video/mail/sinergo/88/30.html - Бабичев Н.И.

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

2008г. симпозиум "Неделя горняка"
Доклад Бабичева Николая Игоревича



Видео:
http://my.mail.ru/video/mail/sinergo/88/115.html - часть 1
http://my.mail.ru/video/mail/sinergo/88/116.html - часть 2

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Не задолго до смерти Николай Игоревич давал мне эту книжку посмотреть. Я не знаю, зачем он мне ее давал? Или он думал что я английский знаю. Я ее отсканировал и вернул, но спросить постеснялся с какой целью он мне ее давал, думал переведу со словарем (при помощи компьютера) и когда узнаю о чем она тогда спрошу. Но не успел - 01.04.2009г. он умер (внезапно для меня).


http://img-fotki.yandex.ru/get/9089/223316543.d/0_15c64e_fdcdf28a_orig

Скачать: http://shestopalov.zaryad.com/uglemetan/a_geologic(dal_babichev).zip (70 Мб)

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/9497/223316543.d/0_15c64f_ed890669_orig

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

   
http://newsland.com/news/detail/id/1335550/

Заокеанские угрозы РФ в энергетике: мифы и реальность

Острый политический кризис на Украине распространился и на экономическую область межгосударственных отношений. Все громче раздаются призывы к санкциям против России за наличие собственной политики в ближайшем зарубежье. Озвучивается желание наказать жителей огромной страны за желание защитить миллионы близких (а часто и родных) людей по ту сторону российско-украинской границы. И голоса эти исходят от весьма ответственных по статусу лиц, от лидеров мировых держав, от крупных государственных деятелей. От этих призывов нельзя отмахнуться, как от назойливой мухи. Даже если слово высказанное уже есть ложь, следует принимать во внимание реалистичность этой лжи.

Сама идея карать не за поступки, а за намерения имеет давнюю историю. Она подробно освещена в блистательном романе Дж. Оруэлла «1984», где для подобного действия изобретен специальный термин мыслепреступление. Эта идея описана в голливудских фильмах, одна из довольно талантливых лент называется «Особое мнение», с Т. Крузом в главной роли. В основе сюжета кинофильма лежит идея убийства преступника незадолго до того, как он совершит злодеяния. Ныне выдумки экранных образов вторгаются в реальную геополитику. Видимо, скоро любая мысль, отличающаяся от взглядов США на миропорядок, будет объявляться преступной. Будет подлежать анафеме, эмбарго, санкциям и превентивным бомбежкам. И кто после этого живет в антиутопии?

Жизнеутверждающие бомбометания по суверенным странам, осуществляемые под надуманным предлогом – уже не фантастика. И уж тем более реалистичны экономические санкции против тех стран, которые способны дать сокрушительный отпор вооруженной агрессии. Какой бы предлог и повод для этой агрессии не озвучивался. Что же касается перспектив введения экономических санкций против РФ, то едва ли они осуществимы сегодня. Но отслеживать их реалистичность требуется всегда. Потому что в XXI веке легко найти повод для ракетного или беспилотного обстрела непослушного государства, расположенного на другом краю мира. И уж тем более нетрудно отыскать причину для экономической войны.

Одной из главных «страшилок» экономического удара по РФ призвана стать очередная революция. Не арабская, не майданная, не цветная и не бархатная, а сланцевая. Само слово «революция» естественным образом настораживает всех россиян, с нашим-то историческим прошлым. Сланцевая революция связана не с движением народных масс, а с добычей природного газа по новой технологии. Началась она в США в 2008 году и продолжается по сию пору.

Сланцевая революция представляет собой добычу углеводородного сырья технологии с больших глубин и в значительных объемах при многократно возросшей частотности бурения. Она уже заметно сказалась на энергетическом рынке Северной Америки. США перестали закупать сжиженный природный газ и начали перепрофилировать терминалы по его приему на экспорт голубого топлива. Правда, по официально объявленным техническим причинам переделка не удалась и терминалы придется строить заново. Первый должен быть готов к концу 2015 года. Если в XIX веке по Европе бродил призрак коммунизма, то в веке XXI над ней начал витать фантом сланцево-газового изобилия. Вот-вот начнется экспорт дешевого газа из-за океана, в Европу и по всему миру – тут-то и придет конец энергетическому могуществу отдельных непокорных стран.

Тема сланцевого газа постоянно присутствует во многих экономических обзорах, в прогнозах и аналитике. Особенно когда обозреватели и аудитория исповедуют русофобские взгляды, а сами обзоры совпадают с темой санкций. Эту тему регулярно обсуждают в Прибалтике и в Польше – особенно сейчас, во время острого политического кризиса на Украине. Сланцевый газ ждут с таким нетерпением, с каким Ассоль не ждала бриг под алыми парусами. Если бы слова о сланцевом газе могли конвертироваться в пропаново-бутановую смесь, многие европейские страны давно бы уже перешли к энергетической самодостаточности. Пока же топливная автономия существует в мечтах отдельных европолитиков и недобросовестных экономистов.

На фоне этих мечтаний экспорт Газпрома в Европу только растет, как и поставки газа с норвежских платформ, с ливийских и катарских газовых месторождений. Почему же за шесть лет действительно дешевый и даже избыточный американский сланцевый газ так и не добрался до европейских стран? Почему старушка-Европа предпочитает не разрабатывать свои сланцы, а тратить сотни миллиардов долларов и евро (!) на покупку импортного топлива? Чьи карательные отряды препятствуют победному шествию сланцевой революции по нашей планете?

Добыча сланцевого газа имеет уникальный по местечковости характер. Она сконцентрирована даже не в США, а в нескольких американских штатах с малой плотностью населения и большими просторами бесхозных земель. Это штаты в области пустынных Великих Равнин – Северная и Южная Дакота, Небраска, Канзас, Западная Вирджиния. Еще в 2009 году (пять лет назад!) благодаря сланцевой добыче США вышли на первое место по производству газа. И удерживают его до сих пор. В упомянутых штатах цены на газ в три раза ниже европейских. И в пять раз ниже японских. Но транспортировка этого топлива даже внутри страны оказалась нерентабельна. Не говоря уже о трансконтинентальных энергетических перевозках.

Для подобного заключение не нужны великие экономические познания, достаточно нескольких фактов:

- Крупнейшие компании на американском сланцевом рынке (Chesapeake Energy и др.) к 2012 году на 70 % снизили капитальные вложения в бурение и другие процедуры по разработке новых месторождений. Их финансово-экономическое положении весьма шаткое, а прибыльность падает с 2010 года.Это уже контрреволюцией попахивает, не находите?

- Цены на электроэнергию в США за период с 2007 по 2013 год выросли на 30 %, и только инфляцией объяснить этот феномен нельзя. Если в стране избыток дешевого топлива, стоимость энергии должна снижаться. Или по крайней мере не расти – а она повышается.

- С учетом гигантских размеров американского внутреннего рынка энергоемкие отрасли промышленности, действительно ощутившие выгоду от наличия дешевого топлива, производят менее 1 % всего валового внутреннего продукта.

- Все (абсолютно все) попытки промышленной разработки сланцевых месторождений за пределами США закончились провалом. А на них были потрачены годы работы и миллиардные затраты крупнейших топливных корпораций – от ExxonMobil до Shell и Shevron.

Последний пункт особенно интересен, ведь перспективные сланцы имеются во Франции, в Германии, в Польше и на Украине, в Азии, в Африке и даже в Австралии. Вот только технология разработки сланцевых месторождений приводит к экологической катастрофе регионального масштаба. Если сказать упрощенно, то необходимо располосовать горизонтальным бурением огромные площади родной земли – и далеко не факт, что обнаружишь газ в рентабельном для добычи количестве. И бурить, а также разрывать глубинные пласты закачкой тысяч тонн воды c высокотоксичными химикатами требуется постоянно. Что хорошо для пустынной Америки, оказалось принципиально неприемлемо для Европы. Скажем, во Франции уже запрещены даже пробные поиски сланцевых месторождений. Мораторий на изыскания действует до 2018 года, дабы добывающие компании не перекопали древнюю страну, как обезумевшие кроты в поисках золотой морковки.

Что касается экспорта излишков сланцевого газа из США в Европу, то теоретически он возможен. Хотя по соображениям элементарной выгоды логичнее сначала поставлять его в Японию, в текущих ценах это выгоднее в 1.7 раз. В перспективе прибыль от азиатского направления сланцевого экспорта даже больше. Страна восходящего солнца принципиально отказалась от атомной энергии, ее потребность в углеводородах будет только расти. Но тут уместно вспомнить одну фольклорную фразу – «За морем телушка полушка, да рубль перевоз».

Ориентировочная стоимость американского сжиженного газа при доставке к европейским или японским берегам будет составлять от 360 до 420 $ за тысячу кубометров. Это несколько дешевле отпускных цен на российский газ, в Европе он сейчас реализуется по цене от 380 до 500 $/тыс. кубометров. Но от терминалов еще нужно проложить инфраструктуру вглубь страны. Нужно построить трубопроводы, насосные станции и прочую инфраструктуру. Нужно заключить новые долгосрочные контракты и отказаться от старых, что чревато длительными и весьма дорогостоящими судебными процессами. Наконец, нужно понять – в чем смысл замены одной зависимости на другую.

Себестоимость же российского газа такова, что существует значительное пространство для ценового маневра. Покупать газ себе в убыток ни одно государство или фирма не захочет, как бы ее лидеры не относились к виртуальной российской угрозе. Лишние расходы-то свои, они реальные и ежедневные. Поэтому на нынешнем этапе энергетической истории рассказы об опасности сланцевой революции для России – не более чем «Особое мнение» альтернативно одаренных экономистов и политических спекулянтов.

По самым оптимистичным оценкам, к 2030 году нетрадиционные методы газовой добычи и новые импортные поставки составят от 3 до 10 % европейских потребностей в голубом топливе. Газпром сегодня обеспечивает 32 %, и до 2030 года эта доля может еще и вырасти. Что не должно препятствовать изучению газовых возможностей уже наших, российских сланцев – не ради насилия над собственной природой, но для учета энергетических перспектив в будущем.

Даша Гасанова
Источник: grtribune.ru

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Технология Бабичева Н.И. "Cavity" при помощи которой американцы делают "сланцевые" (уголь, песчаники, черные сланцы, а в будущем каменные соли и гидрат метана) революции.

http://www.geocities.com/bhmii/page2/CBM.htm
http://a-shestopalov.livejournal.com/142481.html
14.09.1994г. статья Абрамова Г.Ю., того самого который прислал письмо Николаю Игоревичу (см.выше http://deepoil.ru/forum/index.php/topic,58.msg2632.html#msg2632 ), в американской газете

   Абрамов Г. "2900 футов - новый мировой рекорд глубины скважины с полостным окончанием" (Gregory Abramov "Borehole Mining A New World Record of Depth - 2900 feet") // "The mining record" за 14.09.1994г., Vol. 105, No 37, (газета г.Денвер (шт.Колорадо, США).


http://img-fotki.yandex.ru/get/9931/223316543.d/0_15c780_39c3e175_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9812/223316543.d/0_15c784_d8c240a6_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9806/223316543.d/0_15c783_94d045b9_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/6729/223316543.d/0_15c782_12c6a7f4_orig



СПРАВКА: 1 ft = 0,3048 m Feet это фут - единица длины. 1 кубический фут = 0,028316846592 кубических метра.  Mscfd - тысяча стандартных кубических футов в день (сутки), MMscfd - миллион кубических футов в сутки.
2900 feet = 883,92 м
450 Mscfd = 12743 м3/сут или 531 м3/час или 9 м3/мин (28,3168x450/24/60)
180 Mscfd = 5097 м3/сут или 212 м3/час или 3,5 м3/мин (28,3168x180/24/60)
1,8 MMscfd = 50970 м3/сут или 2124 м3/час или 35 м3/мин (28,3168x1800/24/60)

Перевод с английского:



Видео: http://my.mail.ru/video/mail/sinergo/977/861.html

Звоним Абрамову Г.Ю. http://my.mail.ru/video/mail/sinergo/977/860.html