一种地浸采铀内置过滤器定位装置及定位方法与流程

1.本发明涉及地浸采铀领域，尤其涉及一种地浸采铀内置过滤器定位装置及定位方法。


背景技术：

2.过滤器是地浸采铀工艺钻孔的咽喉，是浸出剂和浸出液出入矿层的唯一通道，也是最脆弱的部位。在矿山生产过程中，由于地下物质与浸出剂发生反应、矿层地质应力、抽注液压力变化以及频繁洗井，极易形成过滤器部位机械堵塞、化学堵塞、变形、破损漏砂等现象，抽注水量大幅下降，甚至无法完成抽、注液作业，工艺钻孔只能报废，铀资源得不到有效回收，钻孔失效已成为我国地浸矿山的共性难题。
3.内置过滤器式钻孔结构是一种较为先进的成井方法。与填砾式钻孔结构相比，当过滤器部位发生堵塞、损坏等情况时，可直接将堵塞或破损的内置过滤器提出，更换新的内置过滤器，恢复过滤器原有的渗透性。目前，地浸采铀内置过滤器选用upvc材质，上下两端外围安装高强度密封橡胶垫圈，以增加内置过滤器和井管间的摩擦力，从而达到固定内置过滤器和密封的目的。经矿山生产发现，受地下水扰动、膨胀橡胶在复杂浸出液环境中的使用寿命等影响，内置过滤器出现了向上浮动的现象，从而偏移矿层位置，浸出液铀浓度和抽注液量同时下降，内置过滤器使用寿命缩短。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种地浸采铀内置过滤器定位装置及定位方法，解决现有内置过滤器上浮的问题，使内置过滤器精准固定，延长内置过滤器使用寿命。
5.本发明提供了一种地浸采铀内置过滤器定位装置，包括过滤器，沉砂管，反向填砾部件，还包括：密封止砂部件，定位套筒，嵌入杆和套管；
6.所述密封止砂部件包括：支撑管，所述支撑管的一端与所述定位套筒连接；所述支撑管管壁上设置有切槽；以及
7.套接在所述切槽上的膨胀橡胶圈；
8.所述定位套筒中部设置有至少4根贯穿式嵌入杆；
9.所述嵌入杆由所述定位套筒的顶端向底端方向嵌入；所述嵌入杆顶部安装扭簧与定位套筒外壁连接；
10.所述定位套筒顶端与所述支撑管连接，底端与所述过滤器连接；
11.所述套管内侧的底端设置有第一定位卡槽，所述套管内侧的顶端设置有第二定位卡槽；
12.所述嵌入杆与所述第一定位卡槽卡接。
13.优选地，所述嵌入杆顶部与定位套筒外壁顶端的夹角小于60度。
14.优选地，所述第一定位卡槽与第二定位卡槽之间的距离为200～400mm。
15.优选地，所述切槽至少为2道，所述切槽的宽度为15～20mm。
16.优选地，所述膨胀橡胶圈与切槽之间通过胶质粘连。
17.优选地，所述支撑管为尼龙管或pe管，所述支撑管的一端设置有外丝扣；所述定位套筒为不锈钢管，其顶端设置有内丝扣，与所述支撑管连接；所述定位套筒的底端设置有外丝扣，与过滤器连接。
18.优选地，所述嵌入杆位于定位套筒外部分的长度为10～15mm，所述嵌入杆位于定位套筒内部分的长度为10～15mm。
19.本发明提供了一种利用上述技术方案所述内置过滤器的定位方法，包括以下步骤：
20.根据物探测井数据设计过滤器固定位置，将设置有卡槽的套管下放至设计深度；
21.自下而上将反向填砾装置、沉砂管、过滤器、定位套筒、密封止砂部件进行组装，形成内置过滤器组件；
22.钻杆穿过过滤器环空采用反丝扣方式与填砾装置连接，钻杆压迫过滤器内部嵌入杆，嵌入杆压缩扭簧，使外部嵌入杆处于收缩状态；将内置过滤器组件下放到设计位置；
23.内置过滤器下放到设计位置后，使膨胀橡胶圈充分膨胀，固定、密封过滤器；
24.填砾完成后上提钻杆，嵌入杆在扭簧的作用下，张开插入套管预设的定位卡槽处完成过滤器固定。
25.优选地，采用水泥浆固井，待水泥浆絮凝48h后，将内置过滤器组件下放到设计位置。
26.优选地，所述套管设置第一定位卡槽和第二定位卡槽，其中下端的第一定位卡槽为精准固定位置，所述第二定位卡槽在所述第一定位卡槽上部200～400mm处；
27.填砾完成后上提钻杆，嵌入杆在扭簧的作用下，张开插入套管预设的第一定位卡槽处完成过滤器固定。
28.与现有技术相比，本发明的地浸采铀内置过滤器定位装置及定位用方法，实现了内置过滤器精准有效固定，避免矿山运行过程中因水力因素造成内置过滤器上移，可保证地浸生产活动的正常进行，且本发明具有成本低，加工简单等特点。
附图说明
29.图1表示地浸采铀内置过滤器定位装置的结构示意图；
30.图2表示密封止砂部件截面图；
31.图3表示定位套筒截面图；
32.图4表示扭簧张开示意图；
33.图5表示套管的截面图；
34.图注：1密封止砂部件、2定位套筒、3过滤器、4沉砂管、5反向填砾部件、6内丝扣、7扭簧、8嵌入杆、9定位套筒外壁、10外丝扣、11支撑管、12切槽、13膨胀橡胶圈、14部件外丝扣、15第二定位卡槽、16套管、17第一定位卡槽、钻杆18。
具体实施方式
35.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
36.本发明的实施例公开了一种地浸采铀内置过滤器定位装置，如图1所示，包括过滤器3，沉砂管4，反向填砾部件5，还包括：密封止砂部件1，定位套筒2，嵌入杆8和套管16；
37.如图2所示，所述密封止砂部件1包括：支撑管11，所述支撑管11的一端与所述定位套筒2连接；所述支撑管11管壁上设置有切槽12；以及
38.套接在所述切槽12上的膨胀橡胶圈13；
39.所述定位套筒2中部设置有至少4根贯穿式嵌入杆8；
40.所述嵌入杆8由所述定位套筒2的顶端向底端方向嵌入；所述嵌入杆8顶部安装扭簧7与定位套筒外壁9连接；
41.所述定位套筒2顶端与所述支撑管11连接，底端与所述过滤器3连接；
42.所述套管16内侧的底端设置有第一定位卡槽17，所述套管16内侧的顶端设置有第二定位卡槽15；
43.所述嵌入杆8与所述第一定位卡槽17卡接。
44.按照本发明，所述过滤器3，沉砂管4和反向填砾部件5依次连接，所述过滤器3的顶部依次连接定位套筒2和密封止砂部件1。
45.所述密封止砂部件1包括：支撑管11，所述支撑管11的一端与所述定位套筒2连接；述支撑管优选为尼龙管或pe管。优选地，所述支撑管11的一端设置有外丝扣；
46.所述支撑管11管壁上设置有切槽12；所述切槽至少为2道，优选为2～6道，综合考虑集约性和固定效果，更优选为4道，所述切槽的宽度优选为15～20mm。
47.套接在所述切槽12上的膨胀橡胶圈13，优选所述膨胀橡胶圈与切槽之间通过胶质粘连。
48.如图3和图4所示，所述定位套筒2中部设置有至少4根贯穿式嵌入杆8，嵌入杆8顶部安装扭簧7与定位套筒外壁9连接，调节嵌入杆收缩与张开；所述嵌入杆8由所述定位套筒2的顶端向底端方向嵌入；优选地，所述嵌入杆8顶部与定位套筒外壁9顶端的夹角小于60度。
49.所述嵌入杆8位于定位套筒外部分的长度为10～15mm，所述嵌入杆8位于定位套筒2内部分的长度为10～15mm。
50.所述定位套筒2顶端与所述支撑管11连接，底端与所述过滤器3连接；
51.所述定位套筒2优选为不锈钢管，其顶端设置有内丝扣，与所述支撑管11的外丝扣端连接；所述定位套筒2的底端设置有外丝扣，与过滤器3连接。
52.如图5所示，所述套管16内侧的底端设置有第一定位卡槽17，所述套管16内侧的顶端设置有第二定位卡槽15；优选地，所述第一定位卡槽17与第二定位卡槽15之间的距离为200～400mm。
53.所述嵌入杆8与所述第一定位卡槽17卡接。
54.若过滤器下方出现偏差，未能精准固定在第一定位卡槽处，后期过滤器上浮至第二定位卡槽时实现有效固定。
55.为了实现更好地固定，优选地，所述套管16的内侧还可以设置多道定位卡槽。
56.本发明还提供了利用上述技术方案所述内置过滤器的定位方法，包括以下步骤：
57.根据物探测井数据设计过滤器固定位置，将设置有卡槽的套管下放至设计深度；
58.自下而上将反向填砾装置、沉砂管、过滤器、定位套筒、密封止砂部件进行组装，形
成内置过滤器组件；
59.钻杆穿过过滤器环空采用反丝扣方式与填砾装置连接，钻杆压迫过滤器内部嵌入杆，嵌入杆压缩扭簧，使外部嵌入杆处于收缩状态；将内置过滤器组件下放到设计位置；
60.内置过滤器下放到设计位置后，使膨胀橡胶圈充分膨胀，固定、密封过滤器；
61.填砾完成后上提钻杆，嵌入杆在扭簧的作用下，张开插入套管预设的卡槽处完成过滤器固定。
62.以下按照步骤详细说明所述定位方法。
63.步骤1：根据物探测井数据设计过滤器固定位置，将设置有卡槽的套管下放至设计深度；
64.所述套管为最下端的套管，一般为upvc材质套管。优选地，所述套管设置第一定位卡槽和第二定位卡槽，其中下端的第一定位卡槽为精准固定位置，所述第二定位卡槽在所述第一定位卡槽上部200～400mm处；
65.所述第二定位卡槽的作用是如若过滤器下放出现偏差，未能精准固定在第一定位卡槽处，在后期过滤器上浮至第二定位卡槽时实现有效固定。
66.采用水泥浆固井的情况下，待水泥浆絮凝48h后，将内置过滤器组件下放到设计位置。
67.步骤2：自下而上将反向填砾装置、沉砂管、过滤器、定位套筒、密封止砂部件进行组装，形成内置过滤器组件；
68.步骤3：钻杆穿过过滤器环空采用反丝扣方式与填砾装置连接，钻杆压迫过滤器内部嵌入杆，嵌入杆压缩扭簧，使外部嵌入杆处于收缩状态；将内置过滤器组件下放到设计位置；
69.步骤4：内置过滤器下放到设计位置后，使膨胀橡胶圈充分膨胀，固定、密封过滤器；
70.内置过滤器下放到设计位置后，静置12～60小时，使膨胀橡胶圈充分膨胀，以固定、密封过滤器。
71.步骤5：填砾完成后上提钻杆，嵌入杆在扭簧的作用下，张开插入套管预设的卡槽处完成过滤器固定。
72.优选地，填砾完成后上提钻杆，嵌入杆在扭簧的作用下，张开插入套管预设的第一定位卡槽处完成过滤器固定。
73.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的地浸采铀内置过滤器定位装置及定位用方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
74.实施例1
75.如图1～图5所示，本发明所述地浸采铀内置过滤器定位装置包括定位卡槽17、密封止砂部件1和定位套筒2：第一定位卡槽设置在钻孔最下端一根upvc套管16上，在过滤器固定位置设计处，预留第一定位卡槽17与第二定位卡槽15，第一定位卡槽17与第二定位卡槽15宽度均为20mm，第一定位卡槽17与第二定位卡槽15距离设计为200mm；密封止砂部件1安装在内置过滤器最顶端，其由尼龙或pe支撑管11加工而成，在管上预先做好四道切槽12，切槽12宽度为15～20mm，将膨胀橡胶圈13用强力胶粘连在切槽12中，该部件下端为部件外丝扣10与定位套筒2连接；定位套筒2采用不锈钢加工而成，上端为内丝扣6与密封止砂部件
1相连，下端设置外丝扣10与过滤器主体3连接，定位套筒2中部设置四根贯穿式嵌入杆8，定位套筒2外嵌入杆8顶部安装扭簧7与定位套筒外壁9连接，调节嵌入杆8收缩与张开。
76.实施例2
77.实施例1所述述内置过滤器的定位方法，包括以下步骤：
78.步骤1，套管定位卡槽设置；根据物探测井数据设计过滤器固定位置，在最下端一根upvc套管16上加工两圈定位卡槽，其中下端第一定位卡槽17为精准固定位置，第二定位卡槽15在第一定位卡槽17上部200mm处，第二定位卡槽15作用是如若过滤器下放出现偏差，未能精准固定在第一定位卡槽17处，在后期过滤器上浮至第二定位卡槽15时实现有效固定。
79.步骤2，套管下放；套管16下放至设计深度。
80.步骤3，自下而上，由反向填砾部件5、沉砂管4、过滤器3、定位套筒2、密封止砂部件1相连组成内置过滤器组件；
81.步骤4，钻杆18穿过过滤器环空采用反丝扣方式与填砾部件5连接，钻杆压迫过滤器内部嵌入杆8，嵌入杆8压缩扭簧7，使外部嵌入杆8处于收缩状态。采用水泥浆固井，待水泥浆絮凝48h，通过地表孔口开始下放内置过滤器，将内置过滤器组件下放到设计位置。
82.步骤5，内置过滤器下放到设计位置后，静置12h，使膨胀橡胶圈13充分膨胀，固定、密封过滤器3。开始填砾，填砾完成后顺时针转动钻杆18，上提钻杆18，嵌入杆8在扭簧7的作用下，杆臂张开插入套管预设的第一定位卡槽17处完成过滤器3固定。
83.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
84.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。