Дипломная работа: Укрупненный технико-экономический расчет на проведение геологразведочных работ на уран в пределах площади Северный Дженгельды

Опытно-промышленные испытания руд

В 2021 году на площади Северный Дженгельды планируется пробурить две гексагональные ячейки 20м х20м.

Назначение опытных работ.

Опытные работы проводятся с целью определения возможности отработки урановых руд площади способом подземного выщелачивания, получения основных технологических показателей отработки.

В ходе опытных работ необходимо определить:

- химический и вещественный состав руд и вмещающих пород;

- водно-физические свойства руд и вмещающих пород;

- технологию отработки руд;

- время отработки запасов до коэффициента извлечения 70%;

- конструкцию технологических скважин;

- производительность технологических скважин;

- среднее содержание урана в продуктивных растворах;

- удельный расход реагентов;

- рекомендуемую оптимальную сеть вскрытия;

- ожидаемую себестоимость добычи.

Результаты, полученные в ходе проведения опытных работ, будут использованы при разработке ТЭО.

Выбор электропогружного насоса

Определения проектного дебита насосной откачной скважины

Согласно СН 14-57 техническое условия проектирование и сооружения буровых скважин проектный дебит скважин определяется по формуле:

где с- скважность фильтра для фильтров КДФ оно равняется для шириной щели 0,6-0,8мм 0,23,

d- диаметр фильтра т.е. наружный диаметр фильтруюшей обсыпки равна 0,311м,

- допустимая скорость фильтрации для гравийных фильтров

l- длина фильтра равна 6м.

Исходя из выше указанных данных проектный дебит в откачных скважинах равняется:

Принимаем проектный дебит скважины Q_{проектное}=5 м³/час

Определения понижения уровня подземных вод

При среднем удельном дебите скважин удельный дебит скважин по опытно-фильтрационным работам на лавляканском горизонте составил q_офр=0,108 м³/час/м.

Исходя из вышеуказанного понижения при проектном дебите скважины Q_{проектное}= 5м³/час понижения уровня подземных вод составит:

Определения проектного необходимого напора электропогружного насоса.

Учитывая проектный статистический уровень подземных вод, необходимый минимальный напор подъема раствора без учёта потер, который должен составить, электропогружной погружной насос находим по следующей формуле:

Определим максимальную глубину установки электропогружного насоса т.к. необходимо учесть явление химической и механической кольматации, которая возникает при эксплуатации элетропогружного насосного агрегата. При таких условиях эксплуатации наблюдается увеличение проектного понижения уровня подземных вод. Поэтому выбираем максимальную глубину установки электропогружного насоса на глубину Н_{гл.уст.нас.}= 190п.м. и учитывая максимальную наружную обвязку электропогружного насоса которое равна L_{наруж.обвязка}=100м находим общую длину раствор протекающего трубопровода:

Для монтажа электропогружного насоса в качестве раствороподъёмной трубы и коллектора откачных растворов примем трубы полиэтиленовые согласно Ts 07621395-26;2017 с стандартным размерным отношением SDR 7,4 S 3,2 с размером ш63х8,7мм с внутренним диаметром D=45,6мм = 0.0456м.

Для расчета потерии на трубопроводе с начала найдем скорость потока в трубе по формуле для расхода Q_{проектное}=5м³/час = 1,389 л/с =0,001389м³/с:

Сдесь щ - площадь сечения потока. Находится по формуле:

щ=рR²=р(D²/4)=3.14*(0,0456²/4)=0,001632 м²

V=Q_проект /щ=0,001389/0,001632=0,857 м/с

Рис. 6 График зависимости кинематической вязкости воды от температуры воды

Кинематическая вязкость воды при 20⁰С из графика зависимости н=1,004 *10^-6 м²/с

Находим число Рейнольдса по формуле :

Re=(V*D)/н=(0,857*0.0,0456)/0,000001004= 38942

Д_э=0,005мм=0,00005м. Взято из таблицы, для полиэтиленовой трубы.

Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.

Таблица 4.5.14 Определения коэффициента гидравлического трения

Для этого находим отношения из этого видно, что режим движения удовлетворяет турбулентного движения 2-ой области, т.е. 9120<38942<510720. И так находим коэффициента гидравлического трения по формуле Альтшуля:

=0,0253

Далее находим для нашего проекта потери напора на трубопроводе:

Общий необходимый напор, который необходимо развивать электропогружной насос равен:

Н_{напор ЭПНА}=h+H_{мин.напордля ЭПНА}= 6,02+101,3=107,23108м

Выбор электропогружного насоса и системы контроля и управления скважинных электропогружных насосных агрегатов

Расчёт скорости обтекания двигателя

Для нормальной работы двигателя необходимо скорость обтекание двигателя должен поддерживать скорость охлаждения двигателя, которое завысить от внутреннего диаметра обсадной колонны и наружного диаметра двигателя электропогружного насоса и рассчитываются по формуле:

где d_{обсадки} - внутренний диаметр обсадной колонны, т.е. для обсадных труб ПВХ ш195х14,5мм внутренний диаметр обсадных труб равняется d_{обсадки}=166мм = 0,166м;

d_двиг. - внешней диаметр двигателя марки 4USP 4/33 диаметр, которой равен d_двиг.=94мм=0,094м.

Q_{проект.произ.}- проектное производительность насоса исходя из выше указанных данных рассчитаем скорость обтекание двигателя:

Выбираем электропогружной насос послеосевых из нержавеющей стали серии 4USP4 производимое ООО ‹‹AZIAGIDROMASH›› а именно марки 4USP 4/33. Скорость обтекание двигателя удовлетворяет скорость жидкости по внешнему контуру двигателя.

Электропогружной насос марки 4USP 4/33 имеет следующие характеристики, которые указаны в таблице 4.5.15.

Таблица 4.5.15

Определения расчётным путём потребляемого мощности двигателя.

Для определения расчетным путем потребляемого мощности насоса со стандартным электродвигателем применяется следующая формула:

Выбор кабеля питания электропогружных насосов

При расчете поперечного сечения (q) кабеля должны выполняться следущие требования:

1. Водонепроницаемвй кабель должен выбираться в расчете на максимальный ток (I) электродвигателя.

2. Поперечное сечение должно выбираться настолько большим, чтобы падение напряжения во всем кабеле было в допустимых пределах.

Сечения, полученные при расчетах по пунктам 1 и 2, необходимо сравнить между собой, выбрать большее из них, после чего подобрать ближайшее большее стандартное сечение.

Чтобы свести к минимуму потери при эксплуатации, следует выбирать большее сечение кабеля. Это возможно лишь в том случае, если в скважине имеется необходимое свободное пространство, и рентабельно, если насос эксплуатируются достаточно долго. В том случае, когда питающее напряжение нестабильно, большее сечение позволит уменьшить влияние колебаний напряжения на электродвигатель.

Требуемое сечение кабеля (q, м²) для фактически необходимой его длины рассчитывается по формуле, для трехфазных электродвигателей, прямое подключение приведенным ниже

где U - номинальное напряжение [В] U=380 В

U - падение напряжения [%] U=19 B=5%

I_H - номинальный ток электродвигателя [А]

I_H=

L - длина кабеля [м] L=200 м

q - поперечное сечение [м²]

X_L - индуктивное сопротивление 0,078 х 10^-3 [Ом/м]

сos - коэффициент мощности двигателя сos = 0,85

sin= =

с= 1/ ч (удельное сопротивление, Ом x мм²/м) с=1/52=0.01923 Ом*мм²/м

Электропроводность (ч) материала жил кабеля:

медь ч= 52 м/мм²

алюминий ч= 34 м/мм²

Выбираем из продукции АО «Андижан кабель» соответствующий ГОСТ 26445-85 медный провод водноустановочных для вонопогружных двигателей с полиэтиленовым изоляцией и полиэтиленовым оболочкой марки ВПП-4 для фаз и для заземления провод марки ВПП-2.

Выбор силового кабеля наружной обвязки

Токопроводящая жила кабеля марки АВВГ - алюминиевая одно проволочная или многопроволочная, круглой или секторной формы, 1 или 2 класса по ГОСТ 22483.

Изоляция - из поливинилхлоридного пластиката. Оболочка - из поливинилхлоридного пластиката.

Кабеля АВВГ предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66, 1, 3 и 6 кВ частоты 50Гц или на постоянное напряжение в 2,4 раза больше переменного напряжения.

Кабели предназначены для эксплуатации на суше на высотах до 4300 м над уровнем моря.

Кабель применяется для прокладки:

- для прокладки в сухих или сырых помещениях (туннелях), каналах, кабельных полуэтажах, шахтах, коллекторах, производственных помещениях, частично затапливаемых сооружениях при наличии среды со слабой, средней и высокой коррозионной активностью;

- для прокладки во взрывоопасных зонах класса B-Iб, B-Iг, В-II, В-IIа. Кабели предназначены для использования на вертикальных, наклонных и горизонтальных трассах.

Технические параметры кабеля АВВГ

Вид климатического исполнения кабелей УХЛ и Т, категорий размещения 1 и 5 по ГОСТ 15150. Диапазон температур эксплуатации от -50°С до 50°С. Относительная влажность воздуха при температуре до 35°С до 98%. Прокладка и монтаж кабелей без предварительного подогрева производится при температуре не ниже -15°С.

Допустимый радиус изгиба кабелей при прокладке:

- одножильные - не менее 10 наружных диаметров;

- многожильные - не менее 7,5 наружных диаметров.

Допустимые усилия при натяжении кабелей по трассе прокладки не должны превышать - 30 Н/ммІ.

Кабели не распространяют горение при одиночной прокладке (нормы МЭК 60332-1).

Класс пожарной опасности по ГОСТ 31565-2012: О1.8.2.5.4. Длительно допустимая температура нагрева жил кабелей при эксплуатации - не более 70°С.

Максимально допустимая температура нагрева жил сечением до 240ммІ при токах короткого замыкания - не более 160°С.

Максимально допустимая температура нагрева жил сечением от 300ммІ при токах короткого замыкания - не более 140°С. Продолжительность короткого замыкания не должна превышать - 5 с. Допустимая температура нагрева жил кабелей в режиме перегрузки - не более 90°С. Предельная температура нагрева жил по условиям невозгорания при коротком замыкании - не более 350°С. Строительная длина кабелей устанавливается при заказе. Гарантийный срок эксплуатации - 5 лет с даты ввода кабелей в эксплуатацию, но не позднее 6 месяцев с даты изготовления. Для наружной обвязки необходимо

Но учитывая возможного установки электропогружного насоса

Оборудование оголовника откачных скважин и устьевой КИПиА.

Контрольно-измерительное оборудование

На каждом электропогружном насосе для контроля электрическими параметрами погружного двигателя и другими техническими параметрами электропогружных параметров принято ШУС З 040-002 Ts 24516872-02:2013, которое по степени защиты человека от поражения электрическим током ШУС З относится к классу 1 по ГОСТ 12.2.007.0-75.