Способ скважинного извлечения материалов из мощных подземных формаций Советский патент 1991 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к геотехнологии и м.б. использовано при скважинной гидродобыче полезных ископаемых. Цель - повышение эффективности работ по извлечению материалов из подземных формаций за счет упрощения процесса разупрочнения материалов формации и расширения условий применения способа. Для этого подземную формацию вскрывают скважиной 1, в которой размещают скважинный гидромониторный агрегат (ГМА) 2. С помощью последнего производят поинтервальный размыв по высоте камер (К) 4, 5 с оставлением целиков 3 между ними. Поинтервальный размыв пород осуществляют с формированием наклонных от скважины 1 кровли и почвы заполняемых К 4, 5. Затем извлекают ГМА 2 и К через одну заполняют материалами, расширяющимися при твердении, например раствором расширяющегося цемента. Четные К 5 оставляют незаполненными. Для обеспечения этого перед заполнением нечетных К 4 заполняют примыкающий к ней участок скважины 1 на величину, исключающую попадание расширяющегося материала в нижерасположенную К. Верхнюю часть К заполняют расширяющимся материалом, интенсивность схватывания которого выше интенсивности схватывания материала в нижней части. В силу увеличения объема заполнителя в К 4, при наличии пустот в К 5, при твердении материала заполнителя происходит резкое перераспределение нагрузки на целики 3 и разупрочнение пород. Затем путем разбуривания пробок восстанавливают скважину, размещают в нем ГМА и производят размыв разупрочненных пород целиков 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

ы

и

0Ш1

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при сква- жинной гидродобыче полезных ископаемых в широком диапазоне горно-геологических условий, при повышенной прочности пород, слагающих подземную формацию.

Цель изобретения - повышение эффективности работ по извлечению материалов из подземных формаций за счет упрощения процесса разупрочнения материалов формации и расширения условий применения способа.

На фиг.1 показана схема заполнения интервалов расширяющимся материалом; на фиг.2 - схема размыва разупрочненных пород

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначальную формацию до нижней границы извлечения вскрывают скважиной 1, в которой размещают скважинный гидромониторный агрегат 2. С помощью этого агрегата производят круговой поинтерваль- ный по высоте формации размыв пород с оставлением целиков 3 между камерами. Нечетные камеры 4 (с отсчетом от кровли формации) проводят с радиусом, превышающим радиус выемочной камеры, а четные камеры 5 размывают с радиусом выемочной камеры.

Предпочтительно размывать породы от верхней границы извлечения к нижней. Высота указанных камер 4 и 5 существенно меньше мощности оставляемых целиков 3 между камерами.

После формирования камер 4 и 5 из скважины извлекают скважинный гидроагрегат 2 и в последовательности от нижней границы извлечения к верхней. Камеры, через одну, заполняют материалами, расширяющимися при твердении, например раствором расширяющегося цемента, а четные камеры 5 оставляют незаполненными. Для обеспечения этого перед заполнением камеры 4 заполняют примыкающий к ней участок скважины 1 на величину, исключающую попадание расширяющегося материала в нижерасположенную камеру.

Подачу материала, расширяющегося при твердении, ведут посредством шлангов, которые опускают в скважину до уровня соответствующего интервала, при этом заполнение объема камеры ведут после заполнения участка скважины ниже него Верхнюю часть камеры заполняют расширяющим материалом, интенсивность схватывания которого выше интенсивности схватывания материала в нижней части камеры (в зависимости от конкретных условий

можно либо добавить в заполняющий материал ускорители твердения, либо подавать специальный быстротвердеющий материал иного состава, например на основе синтетических смол или на основе быстросхватыва- ющего цемента),

Скорость заполнения камер и, соответственно, параметры используемого оборудования (производительность) опре0 деляются параметрами материала, используемого для заполнения(время заполнения интервала должно быть меньше времени от приготовления этого материала до начала его твердения-расширения, т.е. времени

5 срабатывания).

Необходимым условием, обеспечивающим реализацию способа, является выполнение кровли и почвы камеры наклонными от скважины, поскольку это обеспечивает

0 полноту заполнения камеры расширяющимся материалом и эффективное использование расширения твердеющего материала. При этом наклон кровли должен быть существенно более пологим чем почвы

5 (практически угол наклона кровли должен бьт. не более 5° к горизонтали), в противном случае ухудшаются условия разрушения целика, расположенного над камерой 4. При высокой проницаемости пород,

0 слагающих формацию, необходимо перед заполнением камер расширяющимися твердеющими материалами нанести на стенки ее покрытие, например на- брызг-бетонное, для исключения части

5 массива формации, прилегающей к интервалу, в процессе твердения расширяющегося твердеющего материала.

После окончания работ по заполнению камер 4 расширяющимися материалами,

0 консервируют зону ведения работ до окончания твердения расширяющегося материала, о чем можно судить по пробному бурению в самую верхнюю камеру 4, а также на основании предварительных экспери5 ментальных работ В силу увеличения объема заполнения в камерах 4 при наличии пустот в камерах 5 (работающего, фактически, как поверхность обнажения для массива пород, слагающил целики 3) при

0 твердении материала-заполнителя происходит резкое перераспределение нагрузки на целики 3 и разупрочнение пород

В каждом конкретном случае на основании экспериментов спределяот высоту не5 четных и четных камер я также целиков для обеспечения наиболее равномерного и эффективного разупрочнение высоты камер 4 и 5, породы которых необходимо размывать в неразупрочненном состоянии гидромониторной струей агрегата 2

Далее восстанавливают скважину 1 путем разбуриеания в ней пробок, сформировавшихся на уровнях камер 4. В восстановленной скважине размещают скважинный гидромониторный агрегат и производят размыв разупрочненных пород целиков 3.

Формула изобретения 1. Способ скважинного извлечения материалов из мощных подземных формаций, включающий вскрытие формации скважиной, поинтервальный по высоте размыв пород с оставлением целиков между камерами, заполнение камер через одну расширяющимся материалом, консервацию скважины до окончания процесса расширения материала с разупрочнением пород целиков, размыв разупрочненных пород и подъем горной массы на поверхность, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения и расширения условий применения способа, поинтервальный размыв пород осуществляют с формированием наклонных от скважины кровли и почвы заполняемых камер, перед заполнением камер заполняют примыкающий к ней участок скважины на вели- чину, исключающую попадание

0 расширяющегося материала в нижерасположенную камеру, а в качестве расширяющегося материала используют твердеющие расширяющиеся смеси, например расширяющиеся цементы.

5 2. Способ по п.1,отличающийся тем, что верхнюю часть камер заполняют расширяющим материалом, интенсивность схватывания которого выше интенсивности схватывания материала в нижней части камеры.