Способ скважинной гидродобычи из мощных подземных формаций Советский патент 1987 года по МПК E21C45/00 

1 - 1328523

Изобретение относится к геологии, горному делу и строителству и может быть использовано при опробовании мощных продуктивных горизонтов, при скважинной гидродобыче полезных ископаемых, а также для создания подземных полостей.

Целью изобретения является повышение Эффективности гидродобычи и ю обеспечение контроля за изменением объема выемочной камеры в процессе гидродобычи.

На фиг.1-4 представлены схемы, иллюстрирующие последовательность 15 операций способа.

ХЗпособ поясняется на примере опробования мощного продуктивного горизонта 1, представленного глинистыми породами. Горизонт 1 вскрывают 20 скважиной 2 малого диаметра, например 140 мм под обсадную колонну 132 мм. В скважине до верхней отметки извлечения размещают указанную обсадную колонну и производят цемен- 25 тацию затрубного пространства по меньшей мере у поверхности. У верхнего торца обсадной колонны устанавливают вращающийся превентор, в

.магазинированием дезинтегрируемой Уорной массы на почве камеры 4. Гид роотбойку ведут до момента затопления скапливающейся в камере 4 жидко стью гидромониторной струи. Указанный момент можно определять с помощью различных способов и средств например с помощью электродатчиков. Однако целесообразней судить о зато лении струи по акустическим характеристикам, так как даже при большо глубине камеры с помощью акустическ го датчика, установленного на повер ности, можно без труда определить, когда струя работает в осушенном за бое, а когда в затопленном.

После затопления струи за счет превентора герметизируют устье сква жины и через превентор начинают нагнетать в камеру .4 жидкость по мето ду обратной промывки, при этом шари ковый клапан выносится на поверхность, а при заглублении всаса в за магазинированную горную массу после няя по колонне выходит на поверхнос После выдачи всей замагазинированн породы, о чем судят по резкому паде

нию концентрации Твердого в пульпе скважину до нижней отметки извлечения 30 на поверхности, через превентор от

спускают эксплуатационную колонну 3, на конце которой расположен рабочий орган, вьшолненный по типу известных конструкций гидроперфоратора, в котором над всасом установлена насадка, отделяемая от всаса опускаемым или извлекаемым по мере выполняемой фукнции шариковым клапаном. При обратной промывке- указанный клапан выносится потоками на поверхность, а при необходимости подачи напорной жидкости, по колонне шарик бросают в колонну, и он автоматически занимает рабочее положение.

После размещения колонны 3 по ней подают под давлением воду и в затопленном забое производят размыв начальной полости с выдачей пульпы по методу прямой промывки, т.е. по за- трубному пространству. После образования начальной полости через превентор в эту полость под давлением подают воздух и через колонну 3 выводят скопившуюся в полости пульпу на поверхность, осушая при этом полость.

В. процессе отработки продуктивного горизонта гидроотбойку пород .начинают в осушенной выемочной камере 4 в восходящем порядке слоями с

.магазинированием дезинтегрируемой Уорной массы на почве камеры 4. Гидроотбойку ведут до момента затопления скапливающейся в камере 4 жидкостью гидромониторной струи. Указанный момент можно определять с помощью различных способов и средств например с помощью электродатчиков. Однако целесообразней судить о затоплении струи по акустическим характеристикам, так как даже при большой глубине камеры с помощью акустического датчика, установленного на поверхности, можно без труда определить, когда струя работает в осушенном забое, а когда в затопленном.

После затопления струи за счет превентора герметизируют устье скважины и через превентор начинают нагнетать в камеру .4 жидкость по методу обратной промывки, при этом шариковый клапан выносится на поверхность, а при заглублении всаса в за- магазинированную горную массу последняя по колонне выходит на поверхность После выдачи всей замагазинированной породы, о чем судят по резкому падекомпрессора через затрубное пространство в камеру 4 начинают нагнетать воздух, который постепенно оттесняет в камере пове1)хность раздела газ жидкость к всасу колонны 3. При этом всас колонны 3 при нагнетании воздуха необходимо располагать на крайне нижней отметке камеры 4. При нагнетании воздуха производят замер

0 его расхода до тех пор, пока на выкиде колонны 3 не произойдет выброс первой порции воздуха. Указанный выброс свидетельствует об осушении камеры 4. При применении гид-

д роперфоратора на основе опытных данных в силу первичного выхода воздуха в колонну 3 через гидромониторную насадку нетрудно определить расход воздуха через выброс. Замеренный расход введенного в выемочную камеру 4 воздуха через превентор сравнтгзает- ся с аналогичным расходом при предыдущем цикле отработки, при этом разница в объеме воздуха приводится к давлению столба жидкости у нижней отметки камеры 4 при заполненной жидкостью колонне 3, т.е. в нашем случае - на уровне насадки. При размыве пород в обычных условиях процесс

0

5

3

сжатия воздуха в камере можно с болшей достоверностью принять изотермическим, и тогда по самым простым формулам термодинамики для любых слчаев не трудно рассчитать объем увеличения размеров выемочной камеры з один цикл размыва, что очень важно, например, при опробовании продуктивных горизонтов. Таким образом, предложенная последовательность операций позволяет не только осуществить размыв пород в осушенном забое, что резко повышает эффективность размыва, но и обеспечивает упрощение выдачи породы на поверхность при одновременном контроле за увеличением объема выемочной камеры.

После осушения камеры 4 исполнительный орган колонны 3 поднимают и продолжают гидроотбойку пород с их .1магазинированием до затопления стру а в дальнейшем операции повторяют.

Формула изобретения

Способ скважинной гидродобычи из мощных подземных формаций, включающий вскрытие формации скважиной, размещение в ней эксплуатационной колонны с гидромониторной насадкой всасом и перекрывающим устройством, подачу жидкости по колонне к насадке, гидроразмыв пород формаций с об- .разованием выемочной камеры, магазиннрование горной массы на днище камеры и последующий гидроподъем горной массы на поверхность по той же эксплуатационной колонне, отличающийся тем, что, с целью

повьш1ения эффективности гидродобычи и обеспечения контроля за изменением объема выемочной камеры в процессе гидродобычи, перед гидроразмывом пород формации формируют первоначальную выемочную камеру, затем осушают ее путем ввода через эксплуатационную. колонну в камеру воздуха под давлением до его выброса через колонну на поверхность при расположении вса- са колонны у днища камеры, осуществляют гидроразмыв пород формаций в осушенном забое в восходящем порядке до момента затопления гидромониторной струи скапливающейся в камере жидкостью, затем герметизируют устье скважины, при этом гидроподъем замагазинированной горной массы производят по методу обратной промывки, а после падения концентрации твердого в выдаваемой на поверхность пульпе вновь осушают выемочную камеру и продолжают гидроотбойку пород, прйчем при осушении выемочной камеры замеряют расход введенного в камеру воздуха, сравнивают с предьщущим замером и по разнице объемов воздуха определяют увеличение размера выемочной камеры за один цикл размыва.

Изобретение относится к геологии, горному делу и строительству и м.б. использовано при опробовании мощных продуктивных горизонтов, при скважинной гидродобыче полезных ископаемых и для создания подземных полостей. Цель - повьшение эффективности гидродобычи и обеспечение контроля за изменением объема выемочной камеры (К) в процессе гидродобычи. Продуктивный горизонт вскрывают скважи-ной и в ней размещают эксплуатационную колонну с гидромониторной насадкой и всасом. Подают под давлением воду и в затопленном забое производят размыв первоначальной К с выдачей пульпы по методу, прямой промьтки, т.е. по затрубному пространству. Затем в образованную К подают воздух и осушают ее. В осушен,- ной К производят гидроотбойку с мага- зинированием дезинтегрируемой горной массы на почве К до момента затопления гидромониторной струи скапливающейся- в К жидкостью. Герметизируют устье скважины и по методу обратной промывки производят гидроподъем замагазинированной горной массы. После выдачи всей породы, о чем судят по резкому падению концентрации твердого в пульпе, вновь производят осушение К. По разности объемов подаваемого воздуха определяют увеличение размера К за один цикл рамыва. 4 ил. (Л со ю 00 СП Ю оо

Редактор И.Николайчук

Составитель М.Подоляко Техред И.Верес

Заказ 3464/36Тираж 454Подписное

ВНИРШИ Государственного комитета СССР

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

- - - -- - -ГТ1ПГГ..--П.-., .J

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор А. Зимокосов