Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК E21C45/00 

2. Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее ггульповьщачной механизм, напорный став с гидромонитором и подводящим трубопроводом, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной трубой с перфорированным наконечником, размещенным над гидромонитором, и средством

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подачи слабосцементированных песчаных пород через скважины путем гид- роразмьша на месте залегания и от- качки на поверхность в виде гидросмеси

Известен способ гидродобычи полезных ископаемых, согласно которому для повьшения производительности установки при разрушении используют струю гидросмеси, содержащую как диспергированньш, так и кусковой Материал lj /

Известен способ гидравлической добычи полезных ископаемых, по которому для повышения эффективности воздействия на полезное ископаемое в напорную воду вводят добавку водорас тво римых1 полимеров молекулярного веса 10 и более, напоиметэ полиокси этилена в количестве 0,005 - 0,1 мас„% 2,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является способ гидродобычи полезных ископаемых, согласно которому для повышения производительности установки в качестве рабочего агента используют часть гидросмеси, откачиваемой из забоя sj .

Однако способ не обеспечивает управления свойствами рабоче го агента.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, вклю чающее пульповьщачной механизм, на- порньш став с гидромонитором и подводящим трубопроводом з .

Однако устройство также не обеспечивает управления свойствами рабоче- то агента

1221357

создания напорного потока жидкости, всасьгоающий патрубок которого сообщен с дополнительной трубой, а напорный - с подводящим трубопроводом.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве дополнительной трубы использована обсадная колонна.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности добычи за счет управления свойствами рабочего агента путем изменения его консистенции

Поставленная цель достигается тем, что. по способу скважиной гидродобычи, включающему бурение скважины, монтаж технологических колонн, откачку гидросмеси и подачу в скважину на размыв в качестве рабочего агента части гидросмеси, из скважины отбирают пластовую жидкость и смешивают ее с гидросмесью, KOTOpjTO предварительно осветляют, при этом при большом содержании полезного компонента в гидросмеси консистенцию рабочего агента повышают, а при низком - снижают.

Устройство для скважинной гидродо- бьии полезных ископаемых, включающее пульповыдачной механизм, напорньй став с гидромонитором и подводящим трубопроводом, снабжено дополнительной трубой с перфорированным наконечником, размещенным над гидромонитором, и средством создания напорного потока жидкости, всасывающий патрубок которого сообщен с дополнительной трубой, а напорньй - с подводящим трубопроводом

На фиг 1 приведено устройство, используемое для глубин залегания разрабатьшаемых песков с глинистыми прослойками 100-150 м} на фиг 2 - поверхностная часть устройства для глубин до 100 м; на фиг. 3 - забойная часть устройства для глубин добычи песчано-гравийной смеси 150-200 Mj на фиг. 4 - устройство для глубин 200300 м в условиях многолетнемерзлых пород, разрез, при обсадке скважины и коаксиальном расположении техноло3

гических трубопроводов; на фиг 5 - устройство по фиг. 2 в обсаженной скважине; на фиг. 6 - устройство по фиг, 3 в обсаженной скважине.

На фиго 2 приведен пример выпол- нения устройства при использовании гидроэлеватора в качестве дополнительного средства для создания напорного поиска рабочего агента. На фиг. 3 показана забойная часть уст- ройства с размещением гидроэлеватора в скважине в интервале разрабатываемых породо

На чертежах показаны скважина 1, обсадная колонна 2, пульповьщачной механизм, состоящий из пульпоподъем- ной колонны 3 и воздухоподающей трубы 4, гидромонитор 5, подводящий трубопровод 6, слив 7 гидросмеси, осветительный бассейн 8, насос 9 ос- ветленной воды, дополнительная труба 10, перфорированный хвостовик 11, дополнительное средство 12 для создания напорного потока жидкости, всас 13 и выход 14 дополнительного средства для создания напорного потока жидкости, рабочая насадка 15 гидроэлеватора, рабочие насадки 16 гидромонитора, пульпоприемное отверстие 17, заглушка-опора 18, пески 19 суглинки 20, глина 21 и гравий 22, зона 23 сбора отмытого гравийного материала, зона 34 циркуляции разра- батьюаемых пород в потоке отработанного рабочего агента, в которой происходит отмьюка гравия и песка от глины, наработка глинистого раствора в процессе добычи или его разбавлени исходной водой, зона 25 плотного глинистого раствора и границы 26 зоны его разбавления

Способ осуществляют следующим образом

В скважине 1 монтирздат технолопг- ческие колонны 3, 4 и 5 путем одно- временного или поочередного (фиго 4) спуска Монтируют насосы 9 и 12 с устьевой обвязкой и арматурой Включают компрессор (не показан) и по трубам 4 подают сжатьй воздух на эр- лифтирование гидросмеси Затем включают насос 9 и по шарнирному подводящему трубопроводу 6 подают в скважину исходную напорную воду. Струи гидромониторных рабочих насадок 16 раз- рушают породы, образуют гвдросмесь, которая через отверстие 17 поступает в пульпоподъемную колонну 3 эрлифта

0

s 0 5 о

5

0

0

357

и вьдается на поверхность Затем включают в работу насос 12, с помощью которого из зоны разрабатываемого пласта по дополнительной трубе 10 ртбирают глинистьй раствор, подают его в подводящий трубопровод 6 и об- разовавш тося смесь нагнетают в пласт. При этом осветление отработанной воды в отстойнике 8 ведут до выпадения твердых частиц крупностью не менее 0,01 мм, То.е глинистые частицы не высаживают при осветлении, для чего скорость горизонтального движения в прудке-отстойнике должна быть не ниже 0,5 м/с.

При реализации способа осуществляют отбор из верхней части разрабатываемой камеры отработанной напор- ;ной воды со значительным содержанием глинистых частиц (т.е. глинистого раствора) Поэтому смешение ее с исходной отсветленной водой позволяет образовывать рабочий агент с регулируемым содержанием глинистых частиц, обеспечивается стабилизация его качества и улучшение технологических свойств, т.е регулируется устойчивость стенок камеры: при низкой консистенции раствора происходит обрушение стенки (от обрушения до окончания откачки) камеры, а при высокой раствор удерживает стенки от обрушения до окончания откачки ранее обрушенного песка

В добычной камере рабочий агент, размьшая и разжижая породу, движется вверх через слой обрушенных пород к трубе 10 и дополнительно промывает полезное ископаемое в зоне 2Д циркуляции. Промытый песок и гравий поступают из зоны 23 и откачиваются на поверхность.

Благодаря повьш1енной плотности рабочей жидкости улучшается работа эрлифта по подъему галечниковых и гравелистых частиц

Сущность способа состоит в регулировании свойств рабочей жидкости и промьшке песка и гравия перед откачкой на поверхность. Кроме того, в подземной камере при откачке находится плотньй и вязкий глинистый раствор, который удерживает стенки камеры от обрушенияо При смешивании глинистого раствора с исходной рабочей водой в зоне 24 в границах 26 его плотность згменьшается, удерживающая способность глинистого раствора сни

s

122 l

(no границам II, III, фиГо 5, 6) и ведется промьшка и откачка продукции на поверхность, В процессе промьшки нарабатьтается новый объем глинисто- го раствора, удерживающий стенки скважины от дальнейшего обрушения

Таким образом, способ обеспечивает управляемое обрушение стенок скважины, улучшает свойства рабочей жидкое- ти и повьшает качество полезного ископаемого.

Отбор отработанной воды в верхней части камеры обеспечивает регулирование качества рабочего агента и промьш ку внутри пласта полезного ископаемого, отбор глинистрго раствора - в процессе работы содержание глинистых частиц в отработанной воде увеличивается - обеспечивает снижение удерживающего действия его на разра- батьшаемые песчаные породы, т.е. повышается эффективность разработки в целом.

Для осуществления способа необ- ходимы дополнительные трубы для от576

бора отработанного рабочего агента и насос для смешивания его с осветленной оборотной водой о

Перфорированньй хвостовик 11 трубы 10 необходим для отбора пластовой жидкости в условиях завала скважины обрушенными породами

В качестве дополнительного насоса можно применить гидроэлеватор 12, рабочая насадка 15 которого соединена с подводящим трубопроводом 6, а всасьшающая труба 13 - с дополнительной трубой 10

Согласно другому варианту устройства гидроэлеватор размещен в скважине в интервале разрабатьгоаемых пород. В этом случае всасывающий хвостовик с перфорацией 11 дополнительной трубы 10 является одновременно всасьшающей трубой гидроэлева- тора.

Изобретение повьшает эффективность добычи слабосцементированных пород за счет регулирования устойчивости стенок камеры путем изменения свойств рабочего агентао Ч

r

фиг.2

1. Способ скважинкой гидродо- бьии полезных ископаемых, включающий бурение скважины, монтаж технологи-- ческих колонн, откачку гидросмеси и подачу в скважину на размыв в качестве рабочего агента части гидросмеси, отличающий ся тем, что, с целью повышения эффективности добычи за счет .зшравления свойствами рабочего агента путем изменения его консистенции, из скважины отбирают пластовую жидкость и смешивают ее с гидросмесью, которую предварительно осветляют, при этом при большом содержании полезного компонента в гидросмеси консистенцию рабочего агента повышают, а при низком - снижают (Л кэ to оо ел Ф1/в./

18

tpu§.3

/

2J

,11

13

фие.

Фиг. 5

Фие.6

Редактор ИоРыбченко

Заказ 1563/40Тираж 470 Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,,д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель НоРуденко

Техред В.Кадар . Корректор И.Эрдейи