Производство рабочих агентов при геотехнологии

Оборудование для производства рабочих агентов представлено различными насосными агрегатами для создания высокого напора, нагревательными установками для горячей воды и пара, компрессорными и воздуходувными устройствами, установками для приготовления растворов щелочей и кислот необходимой концентрации, регенерационными установками для рабочих сред.

Обычно сооружаются стационарные или полустационарные пункты для подготовки рабочих агентов, а к каждой скважине прокладываются трубопроводы. Обычно трубопроводы монтируют с помощью трубоукладчиков и быстроразъемных соединений.

Для каждого способа геотехнологии характерна своя технологическая схема производства рабочих агентов. При скважинной гидродобыче основной элемент этой схемы — оборотное водоснабжение. Добытое полезное ископаемое складируется на карте намыва, вода перепускается в приемный бассейн и вновь насосами подаётся к добычным агрегатам.

Общая часовая потребность воды определяется произведением заданной часовой производительности промысла на удельный расход воды плюс её потери на отдельных звеньях схемы. Обычно потери составляют 15-20%.

По расчётным параметрам расхода и напора определяется тип насоса.

Водоводы сооружаются из стальных труб.

Весьма важной задачей при скважинной гидродобыче является осуществление мероприятий по предотвращению поверхностных и подземных (фильтрационных) утечек воды.

При подземной выплавке серы основным рабочим агентом является горячая вода. Принципиально возможны несколько схем производства горячей воды: с применением свежего пара от паровых котлов низкого давления, с применением паровых котлов высокого давления и прямоточных водогрейных котлов.

Выбор котлооборудования основывается на технико-экономических расчётах с учётом условий каждого конкретного случая.

При подземной выплавке серы также используется сжатый воздух. Для его получения организуется компрессорное хозяйство, состоящее из обычных нагнетательных компрессоров.

У места излива откачиваемой из недр серы устанавливаются газовые сепараторы (трапы).

Схема газового сепаратора приведена на рис. 2. Он представляет собой цилиндр с обогреваемой паровой рубашкой 2 и клапаном для сброса воздуха, включающего запорную иглу 1 и поплавок 3. Установка газового сепаратора обеспечивает отделение серы от воздуха, воды и пара и облегчает транспортирование жидкой серы, так как уменьшает в 30-50 раз объём транспортируемой массы и уменьшает расход сжатого воздуха.

Разводка теплоносителя от котельной до добычных скважин и далее до забоя осуществляется по металлическим трубам различных диаметров. Вода, нагретая до 165°C, из-за содержания в ней свободного кислорода в смеси с серой исключительно агрессивна, поэтому для сооружения эрлифта используются дюймовые трубы из нержавеющей стали. На других технологических звеньях возможно использование толстостенных труб (9-11 мм) из обычной стали. Важной задачей является переход на эмалированные трубы, способные работать в агрессивной среде при температуре 160-170°C

В связи с применением при подземном выщелачивании сернокислотного растворителя трубы, используемые для его транспортирования по поверхности и в скважине, должны удовлетворять следующим требованиям:

§ обладать высокой коррозионной устойчивостью к слабым растворам кислот;

§ иметь необходимую прочность при внутренних и внешних нагрузках;

§ допускать возможность повторного использования;

§ соединения отдельных труб или плетей должны выполняться в минимальное время при сохранении герметичности в местах соединения;

§ серийно изготавливаться в промышленных масштабах,

§ иметь относительно невысокую стоимость.

После всесторонних исследований остановились на полиэтиленовых трубах низкой и высокой плотности (ПНП и ПВП). Они изготавливаются четырёх типов – лёгкого (JI), средне легкого (CJI), среднего (С), тяжёлого (T). Из полиэтилена низкой плотности обычно изготавливают трубы диаметром до 160 мм, а ПВП — до 630 мм. Специально для подземного выщелачивания выпускают трубы из ПВП сверхтяжёлого типа (CT) диаметром 110, 114, 160 и 210 мм с толщиной стенок 18 мм.

Для соединения полиэтиленовых труб используют сварку встык и резьбовое соединение.

При выборе типа и конструкции соединения труб исходят из следующих основных требований.

§ конструкция и материал соединения должны быть не менее устойчивыми, чем тело трубы к воздействию осевых нагрузок, внутреннего и наружного давления при сохранении герметичности;

§ качественные и технологические показатели соединения не должны снижаться при температуре от -30 до +60°C;

§ соединение должно быть коррозионно-стойким к 5-10 %-ным растворам серной кислоты и концентрированной соляной кислоты.

Таким образом, производство рабочих агентов имеет своеобразие для каждого из способов геотехнологии.