Las investigaciones y las patentes indican un interés continuo en la minería de pozos para aumentar la eficiencia minera utilizando métodos de chorro pulsado, lo que es especialmente evidente en proyectos de minería sumergida relacionados con pozos. Nº 3.897.836, describe un aparato y método para generar mecánicamente una acción de chorro hidráulico pulsado periférico en la broca para facilitar la perforación de un pozo con la broca. También se utilizan para lograr el chorro pulsado los chorros de cavitación pulsados de alta presión y alta frecuencia, que a veces se pueden denominar en la técnica anterior como chorros automodulados, y pueden ser similares al diseño patentado descrito por Johnson, VE et al. , «Mejora de la erosión por chorro de líquido», patente de EE.UU. 4.389.071, que presenta un aparato y un método para la extracción de chorro pulsado (con una distancia de separación muy corta) generando efectos de cavitación significativos dentro de estructuras de boquillas complejas asociadas que producen una acción de chorro pulsado que erosiona los minerales objetivo estrechamente asociados. Sin embargo, continúa la búsqueda de un sistema y métodos económicos mejorados de aparatos de minería de chorro pulsado que permitan ampliar la minería comercial de sitios de minería subterráneos sumergidos con tasas de producción económica aceptables y una distancia de separación efectiva. Boquillas de chorro de flujo continuo, como la Leach comúnmente empleada
Las boquillas 23 tienen típicamente 0,3-1,0 pulgadas de diámetro y el diámetro de la entrada 23a es hasta 40 veces el diámetro de la salida 23b. La altura de las aletas de guía 65 es de ½ a 1/100 de la dimensión del diámetro interno del subacoplamiento 13.
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Se proporcionan roscas internas para unir el extremo superior 13a del subacoplamiento 13 al extremo inferior 14b de la varilla de transición 14 y roscas externas se proporcionan para unir el extremo inferior 13b del subacoplamiento 13 al extremo superior 12a de la broca 12 para roca. El sub-acoplamiento del sistema y método inventivo con boquillas es un miembro de chorro pulsado que utiliza normalmente una pluralidad de chorros de chorro pulsado para fracturar y erosionar el mineral objetivo, así como para agitar la lechada densa moviéndola hacia la entrada del techo del espacio anular entre la varilla y sartas de revestimiento, manteniéndose una alta densidad de lechada a medida que se transporta hacia arriba a la superficie en parte por medio de acoplamientos eductores con chorros pulsantes. La recuperación de la lechada a través del anillo se ve facilitada por una multiplicidad de acoplamientos eductores que utilizan pequeñas corrientes de chorro pulsado que arrastran la lechada y ayudan vaporetade-mano.com a levantar la lechada y facilitan las fuerzas hidráulicas inherentes que mueven el fluido hacia arriba a través del anillo. Al menos una válvula de retención está conectada entre la bomba de agua y el cabezal sónico para evitar que la energía del fluido de oscilación se transfiera desde la sarta de varillas a la bomba de agua y para aislar el flujo de fluido a la al menos una boquilla de acoplamiento del eductor, la al menos una sub -boquilla de acoplamiento, y al anillo entre el al menos un miembro de carcasa y la sarta de varillas sónicas para mejorar significativamente la elevación de la lechada y minimizar el bloqueo potencial del flujo de la lechada. ANTECEDENTES Sistemas de perforación sónica Los sistemas de perforación sónica se han utilizado a lo largo de los años principalmente con fines de perforación de pozos. El concepto de extracción de testigos sónico general original se le atribuye a George Constantinesco en 1910. Un taladro sónico es un taladro de tipo vibratorio rotativo.
Normalmente, la superficie exterior 16c de solo un solo eductor E entrará en contacto con la superficie interior 29a de la carcasa 29 en cualquier momento dado. Cuando la superficie exterior 16c de un eductor E hace contacto con la superficie interior 29a de la carcasa 29, el elevador de suspensión 62 que fluye hacia arriba (visto mejor en las Figuras 1 y 2) pasa desde la cámara de vacío 33 a través del cono de la cámara de vacío 33a, luego a través de la cámara de difusión 36. El mantenimiento de flota eductor E produce un efecto Venturi que hace que el flujo del elevador de suspensión 62 que fluye hacia arriba se acelere a medida que pasa al interior y a través de la cámara de difusión 36. 7 de una broca 12 de zapata de roca de chorro pulsado de la invención típica con una boquilla de chorro 24 ubicada en el centro y dos placas de trituración 66 que facilitan la rotura de rocas y la agitación general de la lechada y la concentración del sumidero de la lechada de minería pesada.
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- La sarta de varillas sónicas 15a y los componentes de chorro pulsado de la invención se han insertado en ya través de la carcasa 29 y están en posición para iniciar la extracción.
- También se adjunta, pero no se muestra, en el extremo superior de la cuerda de varilla sónica 15a un El cabezal de perforación sónico 38 que está en comunicación con una bomba de agua de alta presión 45.
- Este sistema y métodos inventivos están adaptados para ser operados mediante la unión de al menos una varilla sónica elástica a la cabeza sónica 38 de un equipo de perforación sónica en funcionamiento y su husillo 18, que se puede girar 360 grados a velocidad ajustable, bajar o subir con un taladro sónico.
- 1, se ilustran varias realizaciones de la invención.
- cabezal 38 en una torre unida al equipo de perforación de núcleo sónico, lo que permite agregar o restar todos los componentes de la sarta de varillas sónicas, se incluyen varillas sónicas 15, acoplamientos de eductor 16, varillas de transición 14, subacoplamientos de chorro pulsado 13 y zapata de chorro pulsado brocas de roca 12.
- El anillo 28 y la caja 40 de recogida de lechada están vacíos porque no se ha introducido agua u otro fluido en el pozo.
Un taladro sónico se parece mucho a un equipo de perforación rotativo convencional de aire o lodo. La mayor diferencia está en el cabezal de perforación, que es un poco más grande que un cabezal giratorio estándar. El cabezal contiene el mecanismo necesario para el movimiento giratorio, así como un oscilador que hace que una fuerza de alta frecuencia de entre Hz y más alta se superponga en la sarta de perforación. La broca vibra físicamente hacia arriba y hacia abajo además de empujarse hacia abajo y girar. Estas tres fuerzas combinadas permiten que la perforación avance rápidamente a través de la mayoría de las formaciones geológicas, incluida la mayoría de los tipos de roca. 8 es una vista lateral esquemática en alzado del conjunto de aparato de minería de chorro pulsado de la invención con un acoplamiento eductor adjunto mostrado en la FIG.
Experimento realizado Los inventores llevaron a cabo un experimento, con la ayuda de Terra Sonic International, un fabricante de equipos de perforación de núcleos sónicos en Ohio, para evaluar la eficacia de la invención del solicitante. El experimento demostró cómo las ondas de energía que se propagan a través de una columna de agua de baja presión como una corriente de agua pulsante de semi-discreta a discreta que se mueve a través de una varilla de perforación sónica de metal elástica unida en su extremo superior mediante un adaptador a la cabeza de perforación sónica activada de una plataforma sónica. que oscila aproximadamente a 150 Hz, sale del extremo inferior de la varilla sónica con energía armónica pulsada. El experimento proporcionó una fuerte evidencia y apoyo para la eficiencia y efectividad del sistema y método inventivo. 15 es una vista lateral en sección parcial del sistema de chorro pulsado sónico de la invención en un sitio mineral subterráneo, que incluye flujo de fluido para excavación de chorro y funciones simultáneas de extracción del acoplamiento del eductor de chorro de chorro. 15, se incluyen aletas de guía 65 opcionales en el acoplamiento del eductor 16, en la varilla de transición 14, en el subacoplamiento 13 y en la barrena de roca 12. Los s 65 reducen la turbulencia y generan importantes flujos de impacto de chorro para una rotura y desagregación óptimas de la roca.
7 pero en un momento posterior habiendo comenzado la excavación minera con pulsos de chorro sónico y recuperación de lodos. El sistema y los métodos de impulsos sónicos de la invención pueden impulsar eficientemente chorros hidráulicos con una presión media en un rango de aproximadamente psig, con un caudal de aproximadamente gal / min y con una frecuencia de carga sónica de aproximadamente 150 Hz, que se puede variar aún más con el pozo. minería de varios sitios del subsuelo de diferentes maneras dependiendo de múltiples factores, por ejemplo tipo mineral, tipo de boquilla y tasas de oscilación de un tipo particular de cabezal de perforación sónica. El análisis logístico determinará en parte los parámetros de trabajo con cada sitio para estar dentro de las limitaciones del equipo.
4 de un subacoplamiento 13 de chorro pulsado típico de la invención, con una sección parcial que muestra toberas 23 diametralmente opuestas y aletas guía 65 opcionales para chorros hidráulicos coherentes pulsantes sónicamente para optimizar la excavación del mineral objetivo. El subacoplamiento 13 tiene típicamente 4-12 pulgadas de largo y está construido de un material metálico o no metálico.
El pozo sin revestimiento 61, también conocido como el miembro del sumidero 39, colocado en alineación y a una distancia debajo del extremo inferior del revestimiento 27, se ha llenado durante la minería por chorro sónico con un concentrado pesado, lo que da como resultado que el sumidero 39 contenga una cantidad significativa cantidad de concentrado pesado 42, que requiere extracción. Con la recuperación del concentrado y la muestra para el análisis, se puede determinar si se debe continuar extrayendo más profundamente. Un sistema de la reivindicación 1, en el que la sarta de varillas sónicas se comunica de forma fluida con un mecanismo de bombeo mediante un conducto en comunicación fluida contigua mediante un conducto con un depósito de agua que tiene al menos una válvula de seguridad de liberación de alta presión y al menos una válvula de retención unidireccional. interpuesto en un conducto relativamente inelástico entre el mecanismo de bombeo y la cabeza de perforación sónica que evita que las presiones máximas de fluido pulsadas excesivas inadvertidas excedan los límites de seguridad del equipo. Un sistema de chorro de pulso sónico según la reivindicación 1, en el que los miembros y el equipo y las herramientas de soporte pueden ser de diseño variable pero generan un cabezal de perforación sónico de baja frecuencia similar propagado a chorro de pulso sónico para minería subterránea, que comprende el conjunto del sistema de chorro hidráulico de pulso sónico. Una mejora de un sistema de perforación sónica según la reivindicación 1, en el que se proporciona una torre para subir, bajar y girar dicho cabezal sónico giratorio y en el que se fija un adaptador entre dicha torre y dicha sarta de varillas; dicho adaptador recibe fluido de un conducto de fluido a alta presión suministrado desde dicha bomba de agua y recibe ondas de energía de dicha cabeza de perforación sónica por lo que las ondas de fluido y energía se transfieren a través de dicho adaptador a dicha sarta de varillas sónicas.
En un aspecto importante de la invención, como se muestra en sección en la FIG. 2E, la superficie exterior 16c de un eductor E de un acoplamiento del eductor 16 que incluye la cámara de vacío 33, la cámara de difusión 36 y el cono 33a de la cámara de vacío hacen contacto con la superficie interior 29a de la carcasa 29. El contacto oracionasanjudas-tadeo.com se produce porque los componentes de fondo de pozo del El sistema de chorro sónico pulsado S es flexible a lo largo de su longitud de modo que los componentes individuales de los componentes de fondo de pozo del sistema de chorro sónico pulsado S, incluido cada eductor E, pueden moverse lateralmente dentro de la carcasa 29.