一种地浸采铀气堵解堵自动化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种地浸采铀气堵解堵自动化系统及方法，属于地浸采铀技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种地浸采铀气堵解堵自动化系统及方法


[0001]本专利技术涉及地浸采铀
，特别是涉及一种地浸采铀气堵解堵自动化系统及方法
。

技术介绍

[0002]中性地浸采铀，其工艺通过向含矿层中注入饱和氧气和二氧化碳的中性溶液，以接触并溶解矿石中的铀，形成络合铀离子的浸出液，后将浸出液提升至地表进行矿物分离
、
回收，从而提取金属铀
。
上述工艺中溶浸液饱和气体的过程一般在地表进行，通过注液管将饱和后的溶浸液注入含矿层，由于注液管及井筒套管内条件多变，溶浸液在流动过程中常会伴随气体析出，因此中性浸采工艺中注液井易出现气堵问题
。
[0003]气堵现象频繁发生严重影响铀矿正常生产，目前针对气堵，现场的处理办法是人为记录
、
观测注液管的注液流量及压力数据，通过工作人员现场经验判断气堵发生，该方法人工成本高，且需要监测人员具有较高的职业水平
。
注液管线和井筒套管是气堵产生的两个主要位置，生产现场为保证气堵解堵完全，当识别气堵出现时，工作人员停止矿山生产作业，打开注液管和井筒套管的排气阀门对两个位置同时排气，此操作虽然可有效解堵，但不同的堵塞位置对关停产的需求不同，不加以区分气堵位置，统一停产排气不利于矿山企业的生产开发
。
且排气时间并非固定值，排气时需要人为值守，通过观察排气口气体排放流量确定排气结束时间人工耗时巨大
。
[0004]合理分配注气量可有效预防气堵，气堵现象产生的主要原因为：气体的注入量高于当前注液条件下的溶浸液溶解度，部分气体无法溶解至溶浸液，在注液管或井筒套管内汇集堆积，造成管道憋压，堵塞溶浸液流入含矿层
。
气堵产生后，工作人员需要调节注气量，以匹配当前溶浸液的溶解能力，调控主要依靠现场人员的生产经验，通过减小氧气的注气量来保证气体在溶浸液中完全溶解，为防止气堵的再次发生，会将注氧量调至浸采工艺的注氧浓度下限，再缓慢提升注氧量，同时关注提升过程的流量
、
压力变化，当压力存在上升趋势时，停止提升流量并确定当前注氧量标准，这种调控方法预防气堵效果明显，但整体调控时间长且精度低
。
[0005]当前的气堵解堵方式不论在气堵识别时间
、
气堵位置判断
、
气堵排气方式
、
气堵后注气调整上均表现出高度的人工依赖，整体气堵处理过程自动化程度低，判断不精细，时间成本高；同时，人为识别气堵不及时，不仅影响铀矿开发，管道气堵憋压造成的压力快速上升，将损害注液管线，产生安全问题
。
因此亟需采用自动化的监测及调控手段，以解决中性浸采工艺所面对的气堵问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种地浸采铀气堵解堵自动化系统及方法，可实现中性浸采过程的气堵自动识别
、
解堵和注气精准调控
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种地浸采铀气堵解堵自动化系统，所述系统包括：注氧节流阀
、
第一压力变送器
、
电磁流量计
、
第一排气阀
、
第二排气阀
、
第二压力变送器
、
控制器和计算机
。
[0009]注氧节流阀设置在氧气输送管路上；第一压力变送器
、
电磁流量计和第一排气阀均设置在注液管上；第二排气阀和第二压力变送器均设置在井筒的排气管路上
。
[0010]第一压力变送器的信号输出端和电磁流量计的信号输出端均与计算机的输入端连接；第二压力变送器的信号输出端与控制器的输入端连接；控制器与计算机双向连接；控制器的输出端与注氧节流阀的控制端
、
第一排气阀的控制端和第二排气阀的控制端连接
。
[0011]第一压力变送器用于实时测量注液管压力；电磁流量计用于实时测量注液管内溶浸液的注液流量；第二压力变送器用于实时测量井筒套管压力
。
[0012]计算机用于根据实时的注液管压力
、
实时的注液流量和实时的井筒套管压力，判断是否发生注液管气堵；若判定发生注液管气堵，则通过控制器控制打开第一排气阀进行排气，对注液管进行解堵，待注液管解堵完成后，计算注液管解堵后的最佳注氧量，并按照注液管解堵后的最佳注氧量调节注氧节流阀；若判定未发生注液管气堵，则判断是否发生井筒套管气堵；在判定发生井筒套管气堵后，通过控制器控制打开第二排气阀进行排气，对井筒套管进行解堵，待井筒套管解堵完成后，计算井筒套管解堵后的最佳注氧量，并按照井筒套管解堵后的最佳注氧量调节注氧节流阀
。
[0013]一种地浸采铀气堵解堵自动化方法，包括：
[0014]获取当前时刻之前第一预设时间段内实时监测的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力
。
[0015]判断第一预设时间段内的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力是否满足第一气堵条件，获得第一判断结果；所述第一气堵条件为第一预设时间段内结束时刻和起始时刻的注液流量减小值大于或等于第一流量阈值，结束时刻的注液管压力大于起始时刻的注液管压力，且第一预设时间段内的井筒套管压力保持不变
。
[0016]若第一判断结果为是，则判定发生注液管气堵，并将第一预设时间段的起始时刻确定为气堵发生时间
。
[0017]对注液管进行排气解堵，直至完成注液管解堵
。
[0018]计算注液管解堵后的最佳注氧量，并按照注液管解堵后的最佳注氧量调节注氧节流阀
。
[0019]若第一判断结果为否，则获取当前时刻之前第二预设时间段内实时监测的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力；其中，所述第二预设时间段长于所述第一预设时间段
。
[0020]判断第二预设时间段内的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力是否满足第二气堵条件，获得第二判断结果；所述第二气堵条件为第二预设时间段内结束时刻和起始时刻的注液流量减小值大于或等于第二流量阈值，结束时刻的注液管压力大于起始时刻的注液管压力，且结束时刻的井筒套管压力大于起始时刻的井筒套管压力
。
[0021]若第二判断结果为是，则判定发生井筒套管气堵，并将第二预设时间段的起始时刻确定为气堵发生时间
。
[0022]对井筒套管进行排气解堵，直至完成井筒套管解堵
。
[0023]计算井筒套管解堵后的最佳注氧量，并按照井筒套管解堵后的最佳注氧量调节注氧节流阀
。
[0024]若第二判断结果为否，则返回步骤“获取当前时刻之前第一预设时间段内实时监测的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力”。
[0025]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种地浸采铀气堵解堵自动化系统，其特征在于，所述系统包括：注氧节流阀
、
第一压力变送器
、
电磁流量计
、
第一排气阀
、
第二排气阀
、
第二压力变送器
、
控制器和计算机；注氧节流阀设置在氧气输送管路上；第一压力变送器
、
电磁流量计和第一排气阀均设置在注液管上；第二排气阀和第二压力变送器均设置在井筒的排气管路上；第一压力变送器的信号输出端和电磁流量计的信号输出端均与计算机的输入端连接；第二压力变送器的信号输出端与控制器的输入端连接；控制器与计算机双向连接；控制器的输出端与注氧节流阀的控制端
、
第一排气阀的控制端和第二排气阀的控制端连接；第一压力变送器用于实时测量注液管压力；电磁流量计用于实时测量注液管内溶浸液的注液流量；第二压力变送器用于实时测量井筒套管压力；计算机用于根据实时的注液管压力
、
实时的注液流量和实时的井筒套管压力，判断是否发生注液管气堵；若判定发生注液管气堵，则通过控制器控制打开第一排气阀进行排气，对注液管进行解堵，待注液管解堵完成后，计算注液管解堵后的最佳注氧量，并按照注液管解堵后的最佳注氧量调节注氧节流阀；若判定未发生注液管气堵，则判断是否发生井筒套管气堵；在判定发生井筒套管气堵后，通过控制器控制打开第二排气阀进行排气，对井筒套管进行解堵，待井筒套管解堵完成后，计算井筒套管解堵后的最佳注氧量，并按照井筒套管解堵后的最佳注氧量调节注氧节流阀
。2.
根据权利要求1所述的地浸采铀气堵解堵自动化系统，其特征在于，所述系统还包括：注二氧化碳节流阀和溶浸液注入阀；注二氧化碳节流阀设置在二氧化碳输送管路上；溶浸液注入阀设置在未饱和溶浸液输送管路上；未饱和溶浸液输送管路的一端与注液管的一端连接，注液管的另一端位于井筒套管内，氧气输送管路和二氧化碳输送管路连接在未饱和溶浸液输送管路上；注二氧化碳节流阀的控制端和溶浸液注入阀的控制端均与控制器的输出端连接；所述控制器用于在判定发生注液管气堵或井筒套管气堵后，关闭溶浸液注入阀
、
注二氧化碳节流阀和注氧节流阀，并在计算最佳注氧量后，打开溶浸液注入阀
、
注二氧化碳节流阀和注氧节流阀
。3.
根据权利要求1所述的地浸采铀气堵解堵自动化系统，其特征在于，所述系统还包括：第一温度传感器
、
第二温度传感器和水位仪；第一温度传感器设置在注液管上；第二温度传感器设置在井筒的排气管路上；水位仪设置在井筒套管内；第一温度传感器的信号输出端
、
第二温度传感器的信号输出端和水位仪的信号输出端均与控制器的输入端连接；第一温度传感器用于测量注液管内的气体温度；第二温度传感器用于测量井筒套管内的气体温度；水位仪用于测量井筒套管内的水位高度
。4.
根据权利要求1所述的地浸采铀气堵解堵自动化系统，其特征在于，所述系统还包括：两个质量流量计；两个质量流量计分别设置在氧气输送管路和二氧化碳输送管路上；两个质量流量计的信号输出端均与控制器的输入端连接
。
5.
一种地浸采铀气堵解堵自动化方法，其特征在于，包括：获取当前时刻之前第一预设时间段内实时监测的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力；判断第一预设时间段内的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力是否满足第一气堵条件，获得第一判断结果；所述第一气堵条件为第一预设时间段内结束时刻和起始时刻的注液流量减小值大于或等于第一流量阈值，结束时刻的注液管压力大于起始时刻的注液管压力，且第一预设时间段内的井筒套管压力保持不变；若第一判断结果为是，则判定发生注液管气堵，并将第一预设时间段的起始时刻确定为气堵发生时间；对注液管进行排气解堵，直至完成注液管解堵；计算注液管解堵后的最佳注氧量，并按照注液管解堵后的最佳注氧量调节注氧节流阀；若第一判断结果为否，则获取当前时刻之前第二预设时间段内实时监测的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力；其中，所述第二预设时间段长于所述第一预设时间段；判断第二预设时间段内的注液流量
、
注液管压力和井筒套管压力是否满足第二气堵条件，获得第二判断结果；所述第二气堵条件为第二预设时间段内结束时刻和起始时刻的注液流量减小值大于或等于第二流量阈值，结束时刻的注液管压力大于起始时刻的注液管压力，且结束时刻的井筒套管压力大于起始时刻的井筒套管压力；若第二判断结果为是，则判定发生井...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星浩，王亚安，刘正邦，原渊，李召坤，张友澎，张宇，赵龙昊，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：