СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО РАСТВОРЕНИЯ СОЛЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ Российский патент 2004 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче ископаемых солей подземным растворением через буровые скважины.

Известен способ добычи растворов солей калия при подземном выщелачивании соляных месторождений. Способ включает бурение скважин, подачу в соляную залежь растворителя, согласно изобретению совместно с солями хрома в растворителе подают полипептиды молекулярного веса 2000-10000 в соотношении 100:(4-7). Недостатком данного способа является низкая скорость насыщения растворителя и, вследствие этого, низкая производительность рассолодобычи. (A.с. 1041676, Е 21 В 43/28, 15.09.1983, бюлл. №34).

Известен способ подземного растворения соляных залежей, принятый за прототип. Бурят скважину и размывают в области ее забоя подготовительный горизонтальный вруб. Затем размывают вертикальную выработку путем подачи растворителя при заглубленной водоподаче. Подают нерастворитель в вертикальную выработку и поддерживают его у кровли последней. Для размыва подземной камеры в нижнюю часть вертикальной выработки подают растворитель. Одновременно с ним в верхнюю часть вертикальной выработки подают раствор хлористого натрия с концентрацией 25,5-26% и водородным показателем рН в пределах 6-7. Расход рассола поддерживают в пределах 0,2-0,5 от расхода рассола. Рассол, перемешиваясь с восходящим потоком, образует зону смешения с повышенной концентрацией рассола. Недостатком данного способа является низкая скорость насыщения растворителя и, вследствие этого, низкая производительность рассолодобычи. (А.с. 1488446, Е 21 В 43/28,23.06.1989, бюлл. №23).

Техническим результатом изобретения является повышение производительности рассолодобычи путем повышения скорости насыщения растворителя.

Технический результат достигается тем, что в способе подземного растворения соляных залежей, включающем бурение вертикальной скважины в массив отрабатываемой камеры, обсадку скважины, оборудование ее концентрически расположенными водоподающей, рассолоподъемной и эксплуатационной трубами, подачу по рассолоподъемной трубе под давлением растворителя, подачу по межтрубному пространству между водоподающей трубой и эксплуатационной трубой под давлением нерастворителя, создание подготовительной выработки, отбор рассола по межтрубному пространству между водоподающей трубой и рассолоподъемной трубой, согласно изобретению в растворитель вводят инертный по отношению к вмещающим солям утяжелитель для получения тяжелой суспензии в массовом отношении утяжелителя к растворителю от 0,15:1 до 0,24:1.

Способ подземного растворения соляных залежей характеризуется также тем, что в качестве утяжелителя применяют гранулы магнетита в стеклянной оболочке.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить производительность рассолодобычи путем повышения скорости насыщения растворителя.

Способ подземного растворения соляных залежей поясняется схемой, где:

1 - эксплуатационная труба;

2 - рассолоподъемная труба;

3 - водоподающая труба;

4 - нерастворитель, например дизельное топливо;

5 - проектный контур камеры растворения;

6 - соляная залежь;

7 - подготовительный горизонтальный вруб.

Способ подземного растворения соляных залежей осуществляется следующим образом: через покрывающие породы бурят вертикальную скважину в соляную залежь 6, скважину обсаживают, оборудуют ее концентрически расположенными трубами: эксплуатационной трубой 1, водоподающей трубой 3, рассолоподъемной трубой 2.

Для размыва подготовительного горизонтального вруба 7 башмак рассолоподъемной трубы 2 опускают в нижнее проектное положение (1-3 м от забоя скважины), а разница между башмаками водоподающей трубы 3 и рассолоподъемной трубы 2 лежит в пределах от 5 до 15 м (в зависимости от необходимых геометрических размеров подготовительного горизонтального вруба). Затем по рассолоподъемной трубе 2 под давлением подается растворитель (например, вода) с добавленным на поверхности утяжелителем. Рассол выдают по зазору между рассолоподъемной 2 и водоподающей 3 трубами.

После размыва подготовительного горизонтального вруба водоподающую трубу 3 поднимают так, что разница между башмаками водоподающей трубы 3 и рассолоподъемной трубы 2 составляет от 15 до 100 м (в зависимости от геометрических размеров камеры) для размыва вертикальной выработки. Затем операции по подаче растворителя с добавленным утяжелителем в массовом отношении утяжелителя к растворителю от 0,15:1 до 0,24:1 повторяют.

После размыва вертикальной выработки камеру отрабатывают путем заглубленной водоподачи, операции по подаче растворителя с добавленным утяжелителем повторяют. Отработку запасов камеры производят до достижения ею проектного контура 5.

При добавлении в растворитель утяжелителя происходит увеличение плотности растворителя, получается тяжелая суспензия, плотность которой больше плотности растворителя. При попадании суспензии в камеру твердые частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, сосредотачиваются в нижней части камеры растворения за счет гравитационных сил. Более легкий растворитель скапливается в верхней части камеры. Активный процесс растворения происходит снизу-вверх, за счет этого процесс растворения и насыщение растворителя происходит более эффективно. При использовании в качестве утяжелителя гранул магнетита в стеклянной оболочке процесс извлечения утяжелителя из рассола значительно упрощается из-за того, что гранулы можно извлекать из рассола магнитом. Стеклянная оболочка необходима для защиты магнетита от агрессивной среды - рассола.

Жидкость в камеру растворения вводится через скважины, обычно оборудованные двумя висячими колоннами труб. Сечение межтрубья внутренней (146 мм) и внешней (219 мм) колонн, по которому обычно подается вода, весьма мало (площадь 0,0144 м²) в сравнении с сечением камеры (площадь до 7-15 тыс. м²). Поэтому скорости движения жидкости при попадании в камеру резко гасятся и становятся ничтожными по сравнению со скоростями в трубах скважины (при производительности водоподачи 50 м³/ч скорости в трубах близки к 1 м/с). В индивидуальной камере диаметром 100 м при производительности скважины 50 м³/ч при скорости V восходящего потока растворителя 2·10^-3 м/с на обновление жидкости в слое высотой 1 м требуется около 7 суток.

При добавлении в растворитель гранул магнетита в стеклянной оболочке в тех же условиях на обновление жидкости в слое высотой 1 м потребуется около 5 суток.

Массовое соотношение утяжелителя к растворителю принимают на основе данных, приведенных в таблице.

Применение данного способа подземного растворения соляных залежей обеспечивает следующие преимущества:

- повышение скорости насыщения растворителя;

- ускорение размыва подготовительной выработки камеры растворения;

- снижение затрат энергии за счет уменьшения числа циклов насыщения.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче ископаемых солей подземным растворением через буровые скважины. Технический результат - повышение скорости насыщения растворителя, ускорение размыва подготовительной выработки камеры растворения, снижение затрат энергии за счет уменьшения числа циклов насыщения. Способ включает бурение вертикальной скважины в массив отрабатываемой камеры, обсадку скважины, оборудование ее концентрически расположенными водоподающей, рассолоподъемной и эксплуатационной трубами, подачу по рассолоподъемной трубе под давлением растворителя, подачу по межтрубному пространству между водоподающей трубой и эксплуатационной трубой под давлением нерастворителя, создание подготовительной выработки, отбор рассола по межтрубному пространству между водоподающей трубой и рассолоподъемной трубой. В растворитель вводят инертный по отношению к вмещающим солям утяжелитель для получения тяжелой суспензии в массовом отношении утяжелителя к растворителю от 0,15:1 до 0,24:1. В качестве утяжелителя применяют гранулы магнетита в стеклянной оболочке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ подземного растворения соляных залежей, включающий бурение вертикальной скважины в массив отрабатываемой камеры, обсадку скважины, оборудование ее концентрически расположенными водоподающей, рассолоподъемной и эксплуатационной трубами, подачу по рассолоподъемной трубе под давлением растворителя, подачу по межтрубному пространству между водоподающей трубой и эксплуатационной трубой под давлением нерастворителя, создание подготовительной выработки, отбор рассола по межтрубному пространству между водоподающей трубой и рассолоподъемной трубой, отличающийся тем, что в растворитель вводят инертный по отношению к вмещающим солям утяжелитель для получения тяжелой суспензии в массовом соотношении утяжелителя и растворителя от 0,15:1 до 0,24:1.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве утяжелителя применяют гранулы магнетита в стеклянной оболочке.