Способ извлечения слабосвязных пород полезных ископаемых из подземных формаций и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21C45/00 

труб. Пространство между обсадной грубой и колонной труб на уровне верхней границы продуктивного пласта герметизируют.

Размыв грунта производят симметричными противоположно расположенными одной или несколькими парами горизонтальных высоконапорных жидкостных струй в направлении сверху вниз с периодическим или постоянным изменением глубины горизонта струи,с формированием в конечном итоге в направлении каждой струи вертикальных щелей выемочных камер и межкамерных целиков. После достижения максимальной длины первой пары (или группы пар) боковых камер, обусловленной прочностью грунта и напором струи, устройство поворачивают на заданный угол по азимуту, устанавливают на исходную глубину и начинают новый цикл размыва.

В начале размыва по заполнении жидкостью нижней части скважины примерно до уровня подошвы продуктивного пласта 3 в загерметизированную часть скважины нагнетают сжатый воздух, создавая в зоне размыва воздушную подушку повышенного давления. Жидкость размывающих струй после удара о забой образующейся щели вместе с отбитыми (размытыми) частицами грунта в виде пульпы стекает вниз и скапливается в нижней части скважины.

Давление сжатого воздуха, поддерживаемого работой компрессора на поверхности, передается пульпе и вытесняет ее на поверхность по внутреннему каналу колонны 4 труб.

Устройство, осуществляющее способ, состоит из колонны 4 труб с пульпоприем- ными окнами 5 в ее нижней части, пакера 6, установленного у нижнего конца обсадной трубы 2, гидромониторных насадок 7 попарно противоположно направленных, встроенных в колонну 4 труб, породосборника 8, представляющего собой цилиндр с приемными окнами 9 в верхнем торце, закрепленного на нижнем конце колонны 4 труб и охватывающего приемные окна 5, пакетирующего элемента 10, установленного у верхнего торца породосборника, воздухопровода 11 повышенного давления, проведенного через пакерб и соединенного на поверхности с компрессором (не показан), регулятора уровня, установленного на колонне 4 труб с возможностью осевого перемещения. Пакер 6 жестко соединен с колонной 4 труб и имеет пневмокамеру, которая при нагнетании в нее сжатою воздуха увеличивает внешний диаметр пакера Пневмокамера соединена индивидуальным шлангом с источником сжатого воздуха на поверхности (не поклтлн)

Устройство работает следующим образом.

В скважину 1, обсаженную обсадной трубой 2 на участке налегающих пород и

вскрывающую с перебуром продуктивный пласт 3, опускают устройство и располагают его таким образом, чтобы насадки 7 находились на уровне верхней границы формации 3 и были направлены по азимуту одного из

0 заданных направлений взятия проб.

Пакерирующий элемент 10 имеет эластичные края, которые при движении вдоль стенки скважин загибаются по ходу движения и не тормозят его.

5Между колон ной 4 труб устройства и нижним

концом обсадной трубы 2 устанавливают па- кер б, предпочтительно пневматический, герметизируют межтрубное пространство и заливают его водой. Затем включают гидро0 мониторные насадки 7 и начинают размыв грунта в области продуктивного пласта 3. При заполнении породосборника 8 пульпой в размывочное рабочее пространство 13 подают сжатый воздух через воздухопровод

5 11, проведенный через пакер б и сообщающийся с воздушным компрессором на поверхности, и создают в выемочной камере воздушную подушку повышенного давления. Под действием давления воздуха пуль0 па в нижней части колонны труб, проникшая туда из породосборника через окна 9, начинает подниматься по внутреннему каналу на поверхность. Поскольку объемы подава5 емой через насадки и вытесняемой через колонну труб жидкости сбалансированы, уровень жидкости в камере должен быть стабилен. Если по каким-либо причинам приток жидкости превысит ее вытеснение,

0 то уровень жидкости в скважине начнет подниматься и регулятор уровня жидкости пе- рекроет насадки.

Крупные куски породы, не проходящие в приемные отверстия 5, накапливаются

5 внутри породосборника 8, остаются в последнем и после окончания запланированной добычи поднимаются на поверхность вместе с устройством.

Опускание уровня размывающих струй

0 осуществляется опусканием колонны труб, для чего в пакере б из пневмокамеры стравливают некоторое количество воздуха При этом из выемочных рабочих камер стравливается некоторое количество воздуха,

5 вследствие чего пульпа перестает подниматься, а регулятор уровня жидкости перекрывает насадки После установки на заданную глубину давление в пакере 6 и выемочных камерах доводят до рабочих значений и включают гидромониторные насадки

Формула изобретения

1. Способ извлечения слабосвязных пород полезных ископаемых из подземных формаций, включающий вскрытие форма- ции скважиной, обсадку ее в интервале налегающих пород и герметизацию, размыв пород формаций струей жидкости в направлении сверху вниз с выдачей размытых пород на поверхность и формированием выемочных камер, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения за счет увеличения радиуса размыва и повышения достоверности отбора проб, в скважину подают сжатый воздух, а размыв пород осуществляют горизонтальными попарно противоположно направленными струями жидкости с формированием вертикальных щелевых выемочных камер и межкамерных целиков.

2. Устройство для извлечения слабосвязных полезных ископаемых из подземных формаций, содержащее обсадную трубу, колонну труб с пульпоприемными отверстиями и встроенной по меньшей мере одной гидромониторной насадкой, пакер, установленный у нижнего торца обсадной трубы, и пакерирующий элемент, отличающееся тем, что оно снабжено цилиндрическим породосборником с приемными окнами в его верхнем торце, воздухопроводом и регулятором уровня жидкости, причем последний установлен на колонне труб с возможностью осевого перемещения, воздухопровод проведен через пакер, а по- родосборник жестко закреплен на нижнем конце колонны труб, при этом пакерирующий элемент установлен у верхнего торца породосборника, а гидромониторные насадки установлены попарно противоположно направленными.

Напорная вода ij.

Воздух.