高壓水射流技術在地浸采鈾井管壁及其過濾器沖洗中的應用

天然鈾是核電“糧倉”、核軍工“基石”，在核工業(yè)發(fā)展中有著重要地位，隨著社會的快速發(fā)展和能源結構的持續(xù)優(yōu)化，對金屬鈾需求急劇擴增，天然鈾產(chǎn)量缺口也逐漸增大，加大天然鈾開發(fā)力度、提升天然鈾自給率是我國當前面臨的重大需求和挑戰(zhàn)。作為采礦工業(yè)一項十分先進的技術，地浸采鈾技術與傳統(tǒng)地下、露天采礦技術相比，具有地表破壞小，污染少、治理成本低、勞動強度小、建設周期短等優(yōu)點，已經(jīng)被世界上許多國家采用，對于以巖石型鈾礦為主要鈾資源的我國來說也不例外。

地浸采鈾是利用酸堿溶浸液注入地下礦層與礦中的鈾和其他離子反應并將含鈾溶液抽至地表提取鈾礦。地浸生產(chǎn)井中的地浸液與采鈾礦礦層中金屬離子產(chǎn)生化學反應，生成難溶性物質（CaSO₄、MgSO₄、CaCO₃等），其附著在地浸生產(chǎn)井的井壁、并沉積在注液井下部的過濾器上，日積月累下造成注液井變狹窄、過濾器堵塞。如不及時、定期進行清理，會導致生產(chǎn)井流量持續(xù)下降、滲透率降低、到底地浸采鈾效率大打折扣。
 
目前，常用的洗井方法有：活塞洗井、空壓機洗井、化學洗井等，但這些方法一般生產(chǎn)效率都不高，不僅易對套管造成傷害，且勞動強度大，工作時間長，傳統(tǒng)的清洗方法主要為機械式、化學式清洗，相比較而言高壓水射流清洗技術具有清洗速度快、效率高、清潔環(huán)保、適用范圍廣等優(yōu)點，在發(fā)達國家已經(jīng)成為主流的清洗方式，廣泛應用于洗潔、除銹、去垢、去毛刺等場合。

高壓水射流是通過高壓水發(fā)生裝置和特定形狀噴嘴產(chǎn)生的具有極高能量的高能射流束，由于射流具有很大的沖擊動能，故當射向被清洗物表面時使污垢和附著物從被清洗物表面脫離，最終實現(xiàn)清洗的目的，使用高壓水射流技術進行清洗，不會造成任何機械損傷、還可以去除化學清洗難溶或不能溶解的特殊積垢，能夠在空間狹窄，環(huán)境復雜、惡劣、有害的場合進行清洗；易于實現(xiàn)機械化、自動化，便于數(shù)字控制。由此可見，利用高壓水射流技術對地浸采鈾井壁、過濾器進行清洗是再合適不過的了。

地浸采鈾生產(chǎn)井口徑較小，由80~128 mm不等、PVC材料、長度300~400 m的管道和過濾器組成，過濾器由有孔管道和環(huán)形骨架組成，管道和環(huán)形骨架都是具有耐酸堿性強、硬度和脆性較低的聚氯乙烯材料。因此，使用高壓水射流清洗生產(chǎn)井時需要考慮高壓水壓力過大時會破環(huán)管壁和環(huán)形骨架的問題。

在實際應用中，為避免因高壓水射流壓力過大造成管壁和環(huán)形骨架，需控制高壓水射流的輸入壓力的大小，該壓力值應該小于PVC材質的抗壓強度42.7 MPa，為了保證清洗效果，輸入的壓力值應該大于污垢的最大抗壓強度7.35 MPa，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析得出，以口徑為128mm的管道為例，在輸入壓力為 15 MPa的高壓水射流噴射在深度 300 m的采鈾生產(chǎn)井過濾器上到達的最大壓力為20.4 MPa，最大射流速度為155 m/s。由此可見，15 MPa壓力值是可行的。
 
值得強調(diào)的是，地浸采鈾生產(chǎn)井的過濾器距離地表300~400 m深處，采用高壓水清洗技術清洗過濾器時只需控制水管的長度便可以精確地清洗。因此，高壓水清洗技術應用于300~400 m的地浸采鈾生產(chǎn)井中更是優(yōu)勢突出，不僅效果好、成本低而且清潔環(huán)保。且從以上結論不難得出，高壓水射流清洗技術的優(yōu)勢多且應用廣泛，但使用高壓水射流技術進行清洗作業(yè)時，關鍵是要準確把握技術參數(shù)，只有選擇合適的高壓清洗機工作參數(shù)，才能使得清洗效果達到理想的效果。

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