Способ гидравлического вскрытия затопленного продуктивного пласта Советский патент 1991 года по МПК E21C45/00 

Ј

Изобретение относится к гидравлической добыче полезных ископаемых из заводненных продуктивных пластов (ПП), а именно к способам его вскрытия. Цель изобретения - снижение влияния процесса вскрытия на окружающую среду Для этого размещают добычное оборудование над местом вскрытия ПП и вводят рыхлитель и всас добычного оборудования со скоростью, равной скорости откачки гидросмеси. Затем производят откачку образовавшейся гидросмеси на поверхность. За счет этого уменьшается концентрация грунтовых взвесей от вскрытия ПП. 2 ил., 1 табл,

Изобретение относится к гидравлической добыче полезных ископаемых из заводненных продуктивных пластов, а именно к способам его вскрытия.

Цель изобретения - снижение в лияния процесса вскрытия на окружающую среду.

На фиг. 1 изображена схема осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - сечение А - А на фиг.1.

Способ осуществляют следующим образом.

Добычное оборудование 1 с всасом 2. имеющим зев 3 шириной do, располагают над местом вскрытия продуктивного пласта

4мощностью гл. Гидравлический рыхлитель

5устанавливают над продуктивным пластом 4, подают на него напорную воду, вводят всас 2 и рыхлитель 5 в продуктивный пласт 4 со скоростью, равной скорости входа гидросмеси во всас 2, производят откачку образовавшейся гидросмеси перед всасом

2 и откачивают ее на поверхность, поддерживая при этом размеры сечения сферы всасывания равными размерам сечения зоны массообмена.

Рассматривая процесс гидравлического взвешивания рыхлого грунта (по Г.Н.Сизову), принимают h толщиной рабочего слоя грунта при вскрытии, d0 - максимальной шириной зева всаса добычного оборудования.

Ширина искусственной сферы всасывания не должна быть меньше величины do. Живое сечение сферы всасывания принимают в виде прямоугольника с площадью о.

Крайние пределы такого живого сечения: с одной стороны площадь зева всаса, с другой максимальная площадь сечения сферы, через которую проходят частицы грунта со скоростью, равной рамывающей скорости для частиц данного гранулометрического состава, но менее гидравлической крупности W.

О

ел о о о о

При производительности грунтозабор-Пусу о, 15/1§в Ькр .

ного оборудования скорость входа пуль- м QJ пы во всас следующая :

Находим безразмерную массу, хэракте- v Ясмгл} 5 ризующую обьем взвешенного грунта:

увсЛ1 .V ;

Ш

-лпп .И . . / Ьусл 1.32 ,,ИМ1

Для сферы всасывания, созданной ис-V и иу н hyc/1 d0 /1

кусственным гидравлическим путем, максимальная средняя скорость может быть 10 Средняя скорость движения частиц принята равной гидравлической крупности гидросмеси в зоне напорного массообме- W для данного грунта.на.

Следовательно, максимальная площадь для сферических поверхностей

живого сечения сферы всасывания

QCM15 V$ у0 U0 sin a Ir x

ОАмакс уу(2)

Xslntfly/16k2tg3aynp(7- 1 ) 02)

при обязательном выполнении условия: бо о/макс..20 для конусообразных расширяющихся

Для несвязных песчаных грунтов, на- поверхностей пример мелкозернистого состава, критическая длина действия несвободной струиVcp y0 U0 sin X рыхления

i -i /9i-runeini 25Xsln«ly/4k2tg3axnp X

1кр - ICB//,o - U/kJblcB,(JJ

где ICB - по А.Я.Миловичу равноX Y 1 H - (rj - 1 )(13)

U0 e / 30 расход в зоне

6 do 6d0n. .(4)

Отсюда критическая глубина

-M -flAs- r 1

ь кр л 10|д. 35 (14)

Ькр 0.191ся.(5)или

Объем зоны взвешивания грунта соста-9 Qo( U (15) вит

40где Qo суммарный расход струи (или

У 1кр-ИкР-ЬкР 0,08312св-Ькр, (6)струй) рыхлителя.

Живое сечение зоны масссюбмена: где Ькр - ширина сферы всасывания.

Вес гидросмеси в зоне взвешиванияш g (IQ)

45vcp

Т3 УкР -V 0,091 Ген1 Ькр,(7)

При заданном заглублении рыхлителя

где уПр - объемный вес затопленного от поверхности дна средняя ширина добыч- грунта, 1,1 вес. ед.ного элемента равна:

Подъемная сила струи50

ш

(17)

Г1 281СВ3(8)р hyo,

Условимся, чтоВ формулах приняты обозначения:

55УО обьемный вес рабочей жидкости;

Т3 28Ь3усл, (9)Uo начальная скорость напорной воды,

где hycn высота или длина действия& угол подачи напорной воды, air и

струи, соответствующая численному значе-с |у по направлениям от рыхлителя:

нию Тз, т.е.К - поправочный коэффициент:

-M -flAs- r 1

(17)

Упр объемный вес затопленного грунта.

В лабораторном эксперименте вышеуказанные теоретические обоснования вскрытия затопленного продуктивного пласта гидравлическим способом подверглись тщательному исследованию по отношению к его экологическим воздействиям на окружающую среду, т.е. проверялись на количественное и качественное образование грунтовых взвесей, загрязняющих водоем.

Полученные данные приведены в таблице.

Как видно из таблицы,максимальное приближение площади живого сечения зоны массообмена к площади живого сечения сферы всасывания приводит к уменьшению концентрации грунтовых взвесей в окружающей воде водоема, а при ( макс - концентрация грунтовых взвесей от вскрытия продуктивного пласта в воде водоема будет минимальной.

Живое сечение зоны массообмена К , м2

Максимальная площадь живого сечения сферы всасывания . , м

1,2

1,8

1,4

1,8

Суммарный результат 5-ти опытов

Из опытов выявлено, что экологически эффективный породозабор из зоны массообмена осуществляется при определенной скорости ввода всаса и рыхлителя в продуктивный пласт. Численное значение такой скорости равно скорости входа гидросмеси во всас:

Уз V8C

Q

см

О)

(18)

Формула изобретения

Способ гидравлического вскрытия затопленного продуктивного пласта, включающий ввод рыхлителя и всаса добычного оборудования в пласт и откачку образовавшейся гидросмеси на поверхность, отличающийся тем, что, с целью снижения влияния процесса вскрытия на окружающую среду, ввод добычного оборудования в пласт осуществляют со скоростью, равной скорости откачки гидросмеси.

i Концентрация грун-j Растекание грунтовых

товых взвесей в водоеме за пределами места вскрытия С, мг/л

взвесей за предел места вскрытия с концентрацией с, п мм

Не технологичный процесс

20 мм от границы добычного элемента

Вода

Гидросмесь

Фиг. г