Оборудование геотехнологического предприятия

При добыче полезных ископаемых геотехнологическими методами используют различное оборудование. Естественно, что тип и параметры этого оборудования существенно влияют на технико-экономические показатели метода. Выбор и расчет оборудования для каждого метода индивидуален. Для систематизации, анализа и обобщения опыта создания и эксплуатации оборудования, определения общих принципов его конструирования и подбора В.П. Шевченко предложена классификация. В основу классификации заложены общие принципы конструирования с учетом наиболее существенных признаков, в достаточной степени характеризующих как основные технологические функции, так и конструктивную сущность оборудования в их взаимной связи с горнотехническими условиями месторождения и технологическими особенностями метода добычи.

В широком смысле слова под оборудованием (а точнее средствами добычи и управления) будем подразумевать всевозможные машины, механизмы и устройства, связанные между собой технологической схемой добычи и предназначенные для отделения, доставки, подъема и транспортирования добытого продукта, а также контроля технологии добычи и управления ею.

Оборудование для геотехнологических методов добычи подразделяется по назначению и расположению в технологической схеме на следующие шесть основных групп для: сооружения скважин; производства рабочих агентов; поверхностного обслуживания скважин; добычи полезных ископаемых; транспортирования и предварительной переработки продуктов добычи на поверхности; контроля технологического процесса автоматизированной системы управления (АСУ).

Для определения специфических особенностей всего оборудования указанных классификационных признаков недостаточно. Поэтому некоторые группы разделены на подгруппы, которые отличаются способом производства рабочих агентов (типом рабочих агентов), методами воздействия на полезное ископаемое, подъема и транспортирования его.

Не останавливаясь подробно на рассмотрении оборудования каждой группы, так как некоторые его типы и конструкции (наземный транспорт, насосы, компрессоры и др.) широко известны, рассмотрим оборудование для сооружения скважин, включающее: буровые установки, цементационные агрегаты, оборудование для подготовки скважин, средства для изучения полезного ископаемого и вмещающих пород. Тип буровой установки выбирается в зависимости от глубины и диаметра скважин, а также крепости пород (см. гл. 6). Диаметр скважины определяет тип специального добычного оборудования (гидромонитор, эрлифт, погружные нагреватели и др.). Для обсадки скважин используются металлические и неметаллические трубы, выпускаемые промышленностью. Цементация и опрессовка скважин производятся с помощью цементационных агрегатов и высоконапорных насосов.

В некоторых случаях для изменения фильтрационных свойств залежи проводится обработка призабойной зоны скважин (прострелы скважин, гидроразрыв, химическая обработка забоя и др.). При этом используется такое оборудование, как кумулятивные перфораторы, поршневые насосные агрегаты, кислотовозы и др.

Для изучения свойств залежи используются такие средства, как скважинные геофизические снаряды (резистивиметры, термометры и др.), оборудование для наливов и откачек (регулировочные баки, водовозки, мотопомпы, передвижные компрессорные агрегаты, эрлифты и др.), глубинные манометры, дебитометры, расходомеры и др.

Оборудование для производства рабочих агентов представлено различными насосными агрегатами для создания высокого напора воды, нагревательными установками для горячей воды и пара, компрессорными и воздуходувными устройствами для производства растворов щелочей и кислот необходимой концентрации, регенерационными установками для регенерации растворителя и др. Для обслуживания скважин на поверхности используют оборудование для монтажа технологических трубопроводов и обслуживания эксплуатационных скважин. Наземные трубопроводы монтируют при помощи трубоукладчиков. Оборудование для обслуживания эксплуатационных скважин, например, специальные самоходные агрегаты, манипуляторы для СГД, стационарные монтажные вышки, подъемники «Бакинец».

Добычное оборудование включает следующие два типа оборудования: для отделения от массива и доставки полезного ископаемого к забою скважины и для подъема его на поверхность. К первому типу относятся колонны перфорированных труб, скважинные гидромониторы, скважинные нагреватели (горелки, электронагреватели), вибраторы, скважинные излучатели и др. Ко второму типу оборудования относятся: подъемники, эрлифты, гидроэлеваторы, погружные насосы, колонны эксплуатационных труб.

Транспортирующее оборудование предназначено для доставки продуктов добычи от устья скважин до склада или места последующей переработки. Сюда относятся насосные агрегаты, компрессорные и газо-воздушные агрегаты, сгустители, классификаторы, обезвоживатели, трубы, арматура и др. В некоторых случаях транспортирование рабочих агентов и продуктов добычи осуществляется однотипным оборудованием.

Иногда возникает необходимость частичной переработки добытого продукта, его очистки от вредных примесей или проведения промежуточной стадии обогащения. Эти мероприятия осуществляются на специальных установках — цементационных ваннах, фильтровальных установках, сорбционных колоннах, экстракционных установках, гидроциклонах, обезвоживателях и др. Тип установки зависит от вида добываемого полезного ископаемого, физико-химических свойств соединений, в виде которых полезный компонент находится в извлекаемом продукте, а также от требований, предъявляемых к конечному продукту добычи.

К этой же группе можно отнести погрузочное и складское оборудование, объединяющее комплекс средств, использующихся при складировании полезного ископаемого на поверхности и отгрузке его потребителю (всевозможные экскаваторы, грейферные погрузчики, краны и другое вспомогательное оборудование).

К средствам контроля технологического процесса и управления им относятся контрольно-измерительные приборы (расходомеры, термопары, манометры, дифманометры и др.), средства автоматизации (датчики, усилители, преобразователи, исполнительные механизмы) и автоматизированной системы управления.

Контроль технологических параметров (расход, давление и температура концентрации рабочих агентов, подаваемых в скважину, те же параметры извлекаемого полезного компонента, положение запорной и регулирующей арматуры, уровень жидкостей, состояние агрегатов—рабочее или нерабочее— и др.) обеспечивается контрольно-измерительными приборами.

Технические средства АСУ включают контрольно-измерительные приборы и дистанционно управляемые исполнительные механизмы, а также средства автоматической обработки данных (вычисления, сбора, хранения и передачи информации).