Определение механических характеристик устройства гидроимпульсной обработки фильтров и прифильтровых зон технологических скважин

Иванов А.Г.

АО «ВНИПИпромтехнологии», Москва

Арсентьев Ю.А.

Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе, Москва

Насонов Д.А.

ООО «Центр морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова», Москва

Алимов Н.С.

ООО «Геотехконсалтинг», Москва

Ключевые слова: технологические скважины, кольматация, фильтр, прифильтровая зона, механическая импульсная обработка, устройство разрушения кольматанта.

Аннотация. Добыча урана способом скважинного подземного выщелачивания требует применения специальных методов освоения и поддержания проектной производительности технологических скважин. Функционирование скважин сопровождается механической, химической или газовой кольматацией фильтров и прифильтровых зон, что снижает их дебит. Применяются различные методы удаления кольматанта, среди которых выделяется механическая импульсная обработка дисковым гидровибратором. В качестве устройства, воспроизводящего импульсную нагрузку необходимую для создания условий разрушения кольматанта в прифильтровой зоне технологической скважины, предлагается использовать дисковый гидровибратор устройства разрушения кольматанта. В работе определены оптимальные технические характеристики устройства разрушения кольматанта в режиме «вибрация». Установлены зависимости между расходом рабочего агента (10 л/с), перепадом давления (1,5 МПа), частотой колебаний, энергией удара и эффективностью декольматации. Показано, что конструкция с тремя дисками диаметром 70 мм при частоте 43,3 Гц, амплитуде 10 мм и энергии удара 346,3 Дж обеспечивает эффективную очистку. Радиус воздействия импульса составляет 141 мм, глубина проникновения – 14 мм. Испытания подтвердили преимущество гидроимпульсной обработки: повышение добычи в 2-4 раза и сокращение ремонтно-восстановительных работ. Результаты применимы при проектировании оборудования для урановых месторождений.

Determination of mechanical characteristics of the device for hydropulse treatment of filters and filter zones of process wells

Ivanov A.G.

JSC "VNIPIpromtekhnologii", Moscow

Arsentyev Yu.A.

Russian State Geological Prospecting University named after Sergo Ordzhonikidze, Moscow

Nasonov D.A.

LLC "Center for Marine Research of the Lomonosov Moscow State University", Moscow

Alimov N.S.

LLC "Geotechconsulting", Moscow

Keywords: process wells, colmatation, filter, filter zone, mechanical pulse treatment, colmatant destruction device.

Abstract. Uranium mining by the in-situ leaching method requires the application of specialized techniques for well development and maintenance of the design productivity of process wells. Well operation is accompanied by mechanical, chemical, or gas colmatation (clogging) of filters and near-filter zones, which reduces their flow rate. Various methods of colmatant removal are employed, among which mechanical pulse treatment using a disc-type hydrovibrator stands out. As a device generating the pulse load necessary for creating conditions for colmatant destruction in the near-filter zone of a process well, a disc-type hydrovibrator integrated into a colmatant destruction device is proposed. This study determines the optimal technical characteristics of the CRC operating in "vibration" mode. Relationships between the working fluid flow rate (10 L/s), pressure drop (1.5 MPa), vibration frequency, impact energy, and declogging efficiency have been established. It is shown that a configuration with three discs of 70 mm diameter, operating at a frequency of 43.3 Hz, amplitude of 10 mm, and impact energy of 346.3 J, ensures effective cleaning of the filter and near-filter zone. The pulse impact radius is 141 mm, with a penetration depth of 14 mm. Field tests confirmed the advantages of hydroimpulse treatment: a 2-4-fold increase in production and a significant reduction in repair and restoration work. The results are applicable to the design of equipment for uranium deposit development.