[发明专利]一种井内逆向投砾工具及其使用方法

说明书

本发明涉及一种井内逆向投砾工具，所述投砾工具包括外投砾部件和插入在外投砾部件内的插管；外投砾部件的主体结构为外管，外管的顶部设有接箍，中部的同一水平面上设有四个均匀分布的投砾孔A；外管的内表面且在投砾孔A的上方设有挡块，在每个投砾孔A的正下方设有凹槽，凹槽的正下方设有导向轨道，导向轨道的正下方设有销钉；所述的导向轨道内装有滑套；滑套上设有爪簧，四个爪簧的中部各设有一个投砾孔B。本发明采用改进的滑套开关，可以方便实现投砾口的开与关；可以保证投砾管内的砾料在投砾结束后不溜入井底，而留在投砾管内，从井口取出。

技术领域

本发明属于地浸采铀领域，具体涉及一种井内逆向投砾工具，用于地浸采铀工艺井及一般水文水井、地热井的投砾。

背景技术

对于地浸采铀工艺井、水文水井、地热井来说，管外填砾式结构是最常用的钻孔成井方式。其中，基管为钻孔的套管或其他管柱，外面通过丝网、绕丝或环型骨架等方式进行防砂，基管上连套管，下接沉砂管。投砾采用静水或动水方式(赵乔付等.CN103899283A，2014.07.02，一种砂石泵填砾方法.汪发文等.CN103883291B，2016.03.02，水文水井管内投砾成井设备及施工方法.)，将砾料从套管外环空中正向填入。

这类投砾方式对于浅井砾料堆放比较结实，成本低。但对于深井，正向投砾则相对困难，投砾时间长、砾石易于分级、搭桥；特别对于有多个含水层或多目的矿层时，采用多层过滤管、进行多层填砾，困难很大。

针对常见的填砾式成井的缺点，美国地浸工艺井借鉴石油开采的经验，进行全孔逆向注水泥浆、切割、下入内置过滤器、逆向投砾(王海峰，苏学斌，刘乃忠，邢拥国，武伟，程宗芳.美国地浸铀矿山钻孔成井工艺及井场运行.铀矿冶.Vol.29(3)，2010.8:113-118.)。其逆向投砾的进行是通过两个单向阀来控制，下投砾管困难，且投砾完成后管内的砾料需要返排。针对多层矿，我国也开始进行内置过滤器的研究，但考虑到逆向投砾的困难，并未开展逆向投砾的研究(姜岩等.地浸开采多层矿体的钻孔过滤器建造工艺.铀矿冶.Vol.33(4)，2014.11:177-191)。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，设计出一种井内逆向投砾工具，该投砾工具可以保证投砾结束后有效关闭投砾口，并使投砾管内的砾料保持在管内，在井口取出而避免返排。

本发明的技术方案如下：一种井内逆向投砾工具，所述投砾工具包括外投砾部件和插入在外投砾部件内的插管；所述的外投砾部件的主体结构为外管，外管的顶部设有接箍，中部的同一水平面上设有四个均匀分布的投砾孔A；外管的内表面且在投砾孔A的上方设有挡块，在每个投砾孔A的正下方设有凹槽，凹槽的正下方设有导向轨道，导向轨道的正下方设有销钉；所述的导向轨道内装有滑套；滑套上设有爪簧，四个爪簧的中部各设有一个投砾孔B，滑套在外力作用下可经导向轨道沿着外管的内表面上下滑动；当滑套下行至斩断销钉时，投砾孔B与投砾孔A完全正对；

所述的插管为上粗下细、上端开口且下端封口的结构，上端开口处为接头，下端封口处为凸头；在插管中部的同一水平面上设有四个均匀分布的出砾口，在出砾口的上部设有弹簧塞。

所述的接头与投砾管相连，用作砾料的注入通道及控制部件。

所述的弹簧塞上端为固定在插管上的弹簧座，弹簧座的下端设有弹簧，弹簧的下端连接滑块；滑块的外部固定有挡片，挡片挡住弹簧以保证弹簧内不进砂子；滑块内壁紧贴插管的外壁；在外力作用下，滑块可带动挡片向上滑动，同时露出出砾口。

所述的弹簧座上有密封圈B，密封圈B与挡片紧密接触。

所述的投砾孔A制成喇叭口，内小外大；投砾孔B也制成喇叭口，外小内大。

在外管的内壁上投砾孔A的上方和下方分别设有密封圈C。

在插管上部较粗的位置上设有密封圈A。