Способ извлечения материалов из обводненных горизонтов Советский патент 1989 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к геологии и горному может быть использовано при опробовании мощных продуктивных горизонтов, а также при скважинной добыче полезных ископаемых.

Цель изобретения - повьшение зф- о фективности извлечения за счет предотвращения разубоживания извлекаемой горной массы налегающими породами .

На фиг. 1 представлена схема работ по извлечению при опускании налегающих пород; ка фиг. 2 - то же, при удержании налегающих пород.

Способ поясняется на примере опробования мощного горизонта россыпи,

31511

представленного несвязными сильно обводненными песками. Предварительно горизонты вскрывают скважиной 1, в которой размещают обсадную колонну 2 с образованием зазора между ее нижним торцом и нижней границей извлечения, в частности у плотика. После этого в колонну 2 вводят скважинный гидромонитор 3 с исполнительным органом 4, снабженным например, двумя гидромониторными насадками.

Гидромониторные насадки в исполнительном органе 4 устанавливают таким образом, чтобы каждая струя, ис- текающая из насадки, была направлена по образующей поверхности 5 формирующегося при откачке горной массы кругового конуса 6 подвижных пород. В этом случае угол между осями двух струй, расположенных в одной плоскости, должен бьп-ь равен углу раскрытия конуса 2б6. Указанньй угол определяют на основа нии проведения опытных экспериментов в условиях данного мес торождения.

Указанньй конус подвижных пород образуется при гидроподъеме горной массы из несвязньк или слабосвязньк обводненных пород вокруг скважины, при этом угол раскрытия конуса изменяется в зависимости от свойств пород слагающих продуктивный горизонт.

Способ используют следующим образом.

( В предлагаемом способе за счет :воздействия струями по поверхности ;конуса 6 подвижных пород оседание :пород вдоль обсадной колонны 2 к вса- : су происходит достяточно равномерно, Т.е. скорости-.оседания пород, примыкающих к колонйе 2, и пород в периферийных зонах конуса 6 выравниваются. Это, во-первых, гарантирует полноту извлечения пород в пределах конуса 6 и сводит к миьшмуму возможность ра- зубоживания извлекаемых пород из-за исключения преждевременного прорыва оседающих налегаюпщх пород к всасу и обеспечивает более плавную осадку налегающих пород, что существенно повышает безопасность извлечения. Во-вторых, указанное направление воздействия струями обеспечивает более эффективную дезинтеграцию поступающих к всасу пород, так как порода испытывает многократное действие струй перед поступлением на всас. Одновременно, с этим за счет того, что исте

Q

5 0 5

0 5 Q

0

5

чение восходящих струй осуществляется ниже уровня всасывания, практически исключаются потери полезного компонента, так как вся горная масса поступает в зону действия восходящих струй и отбрасывается к всасу. Вьдача указанной породы на поверхность может осуществляться путем выноса ее обратными водовоздушными потоками, при использовании в качестве рабочего агента водовоздушнбй смеси, или же с помощью эрлифта. В последнем случае в колонне 2 дополнительно размещают пшанг с форсунками для подачи сжатого воздуха.

Размыв и откачку горной массы производят до полного извлечения пород в объеме конуса 6, о чем можно судить по присутствию в вьщаваемой горной массе налегающих пород. После окончания размыва из колонны 2 извлекают скважинньй гидромонитор 3 для последующего использования.

В том случае, если по ряду соображений обрушение налегающих пород недопустимо, на основании опытных экспериментов определяют предельный радиус устойчивости пород кровли, при котором последние находятся в устойчивом состоянии, т.е. предельно возможньй радиус обнажения кровли.

Для исключения обрушения кровли расстояние между нижней границей извлечения и налегающими породами Н принимают меньше соотношения R, где R пр - предельный радиус обнажения налегающих пород, - половина угла раскрытия конуса подвижных пород. В этом случае радиус основания конуса 6 будет меньше указанного предельного радиуса и будет выполнено уело-- вие поддержания налегающих пород в устойчивом состоянии при достижении всех указанных положительных эффектов по извлечению пород.

Формула изобретения

1. Способ извлечения материалов- из обводненных горизонтов, включающий раскрытие горизонта скважиной, размещение в ней обсадной колонны с образованием зазора между ее нижним торцом и нижней границей, круговой размыв подвижных пород разрушающей струей гидромониторной насадки через указанный зазор, всасывание горной

151

массы и ее гидроподъем на поверхность, отличающийся тем, что, с цепью повьшения эффективности извлечения за счет предотвращения разубоживания извлекаемой горной массы налегающими п ородами, по меньшей мере одну разрушающую струю от нижней границы, извлечения направляют вверх по образующей поверхности формирующегося при. гидроподъеме горной массы конуса подвижных пород, при этом вса(у

сывание горной массы осуществляют нал гидромониторной насадкой.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что расстояние от нижней границы извлечения до налегающих пород принимают не более /oi., где Rr,p - предельный радиус обнажения налегающих пород, при котором последние

находятся в устойчивом состоянии; об - половина угла раскрытия указанного - конуса.

Изобретение относится к геологии и горному делу и может быть использовано при опробовании мощных продуктивных горизонтов и при скважинной добыче полезных ископаемых. Цель - повышение эффективности извлечения за счет предотвращения разубоживания извлекаемой горной массы налегающими породами. При осуществлении способа извлечения материалов из обводненных горизонтов последние вскрывают скважиной. В ней размещают обсадную колонну (К) с образованием зазора между ее нижним торцом и нижней границей. В К вводят скважинный гидромонитор (ГМ) с исполнительным органом, имеющим две насадки. Устанавливают насадки ГМ так, чтобы каждая струя, истекающая из насадки, была направлена по образующей поверхности формирующегося при гидроподъеме горной массы кругового конуса подвижных пород. Угол раскрытия конуса изменяется в зависимости от свойств пород, слагающих продуктивный горизонт. Расстояние от нижней границы извлечения до налегающих пород принимают не более R_пр/α, где R_пр - предельный радиус налегающих пород, при котором последняя находится в устойчивом состоянии

α - половина угла раскрытия указанного конуса. Размыв и откачку горной массы производят до полного извлечения пород в объеме конуса. После окончания размыва из колонны извлекают скважинный гидромонитор для последующего использования. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

2. /

% . Т

Vv

В

I

.--iff

V

«

0118.2