高压水射流技术在地浸采铀井管壁及其过滤器冲洗中的应用

天然铀是核电“粮仓”、核军工“基石”，在核工业发展中有着重要地位，随着社会的快速发展和能源结构的持续优化，对金属铀需求急剧扩增，天然铀产量缺口也逐渐增大，加大天然铀开发力度、提升天然铀自给率是我国当前面临的重大需求和挑战。作为采矿工业一项十分先进的技术，地浸采铀技术与传统地下、露天采矿技术相比，具有地表破坏小，污染少、治理成本低、劳动强度小、建设周期短等优点，已经被世界上许多国家采用，对于以岩石型铀矿为主要铀资源的我国来说也不例外。

地浸采铀是利用酸碱溶浸液注入地下矿层与矿中的铀和其他离子反应并将含铀溶液抽至地表提取铀矿。地浸生产井中的地浸液与采铀矿矿层中金属离子产生化学反应，生成难溶性物质（CaSO₄、MgSO₄、CaCO₃等），其附着在地浸生产井的井壁、并沉积在注液井下部的过滤器上，日积月累下造成注液井变狭窄、过滤器堵塞。如不及时、定期进行清理，会导致生产井流量持续下降、渗透率降低、到底地浸采铀效率大打折扣。
 
目前，常用的洗井方法有：活塞洗井、空压机洗井、化学洗井等，但这些方法一般生产效率都不高，不仅易对套管造成伤害，且劳动强度大，工作时间长，传统的清洗方法主要为机械式、化学式清洗，相比较而言高压水射流清洗技术具有清洗速度快、效率高、清洁环保、适用范围广等优点，在发达国家已经成为主流的清洗方式，广泛应用于洗洁、除锈、去垢、去毛刺等场合。

高压水射流是通过高压水发生装置和特定形状喷嘴产生的具有极高能量的高能射流束，由于射流具有很大的冲击动能，故当射向被清洗物表面时使污垢和附着物从被清洗物表面脱离，最终实现清洗的目的，使用高压水射流技术进行清洗，不会造成任何机械损伤、还可以去除化学清洗难溶或不能溶解的特殊积垢，能够在空间狭窄，环境复杂、恶劣、有害的场合进行清洗；易于实现机械化、自动化，便于数字控制。由此可见，利用高压水射流技术对地浸采铀井壁、过滤器进行清洗是再合适不过的了。

地浸采铀生产井口径较小，由80~128 mm不等、PVC材料、长度300~400 m的管道和过滤器组成，过滤器由有孔管道和环形骨架组成，管道和环形骨架都是具有耐酸碱性强、硬度和脆性较低的聚氯乙烯材料。因此，使用高压水射流清洗生产井时需要考虑高压水压力过大时会破环管壁和环形骨架的问题。

在实际应用中，为避免因高压水射流压力过大造成管壁和环形骨架，需控制高压水射流的输入压力的大小，该压力值应该小于PVC材质的抗压强度42.7 MPa，为了保证清洗效果，输入的压力值应该大于污垢的最大抗压强度7.35 MPa，经过数据分析得出，以口径为128mm的管道为例，在输入压力为 15 MPa的高压水射流喷射在深度 300 m的采铀生产井过滤器上到达的最大压力为20.4 MPa，最大射流速度为155 m/s。由此可见，15 MPa压力值是可行的。
 
值得强调的是，地浸采铀生产井的过滤器距离地表300~400 m深处，采用高压水清洗技术清洗过滤器时只需控制水管的长度便可以精确地清洗。因此，高压水清洗技术应用于300~400 m的地浸采铀生产井中更是优势突出，不仅效果好、成本低而且清洁环保。且从以上结论不难得出，高压水射流清洗技术的优势多且应用广泛，但使用高压水射流技术进行清洗作业时，关键是要准确把握技术参数，只有选择合适的高压清洗机工作参数，才能使得清洗效果达到理想的效果。

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