способ скважинной гидродобычи

Формула изобретения

СПОСОБ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ, включающий бурение скважины, спуск воздухопроводной, перфорированной пульпоподъемной и центральной агентоподающей труб с расположением конца агентоподающей трубы ниже конца пульпоподъемной трубы, нагнетание сжатого воздуха по воздухопроводящей трубе и агента по агентоподающей с образованием подсечной камеры и выносом руды на поверхность, возбуждение процесса самообрушения и гидроподъем образующейся массы с доизмельчением и разжижением, отличающийся тем, что возбуждение процесса самообрушения осуществляют путем временного прекращения нагнетания воздуха и агента, поднятия агентоподающей трубы с размещением ее конца в зоне перфорации, нагнетания воздуха в воздухопроводную и пульпоподъемные трубы с отжатием столба воды в них до уровня перфорации, резкого сбрасывания воздуха в атмосферу по воздухопроводной и пульпоподъемной трубам, а гидроподъем обрушающейся массы производят и при опускании агентоподающей трубы в первоначальное положение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидродобыче, в частности к импульсным методам воздействия на руду и регулирования ее поступления к гидродобычному снаряду.

Известен способ скважинной гидродобычи, включающий бурение скважины, спуск воздухопроводной, перфорированной пульпоподъемной и центральной агентоподающей труб, установку оголовка с патрубками для подачи воздуха, рабочего агента и отвода пульпы, вскрытие проектного интервала скважины и расположение конца агентоподающей трубы ниже конца трубы для подъема пульпы, подачу сжатого воздуха и агента с выносом руды на поверхность с образованием камеры, разрушение руды и зачистку камеры [1]

При эксплуатации этого способа сжатый воздух при подаче ниже перфорированной части пульпоподъемной трубы выходит из скважины и теряется в порах и трещинах горных пород.

Цель предупреждение неэффективного использования сжатого воздуха, повышение технологичности и производительности процесса скважинной гидродобычи.

Цель достигается тем, что в способе скважинной гидродобычи, включающем бурение скважины, спуск воздухопроводной, перфорированной пульпоподъемной и центральной агентоподающей труб, установку оголовка с патрубками для подачи воздуха, рабочего агента и отвода пульпы, вскрытие проектного интервала скважины и расположение конца агентоподающей трубы ниже конца трубы для подъема пульпы, подачу сжатого воздуха и агента с выносом руды на поверхность с образованием камеры, прекращение подачи воздуха и агента в пласт, резкий сброс воздуха в атмосферу по трубам для подачи воздуха и отвода пульпы, подачу агента и воздуха для разрушения руды и зачистки камеры, между процессами прекращения подачи воздуха и агента и сброса его в атмосферу поднимают агентоподающую трубу, отжимают столб воды из воздухопроводной и пульпоподъемной труб до уровня перфорации пульпоподъемной трубы путем нагнетания воздуха в воздухопроводную и пульпопроводную трубы, а после сброса воздуха производят спуск агентоподающей трубы до исходного горизонта.

На чертеже показана схема снаряда для реализации предлагаемого способа.

Снаряд содержит воздухопроводную 1, пульпоподъемную 2, центральную агентоподающую 3 трубы, оголовок 4 с патрубками 5,6 и 7 для подачи воздуха, рабочего агента и отвода пульпы соответственно. Конец 8 трубы 3 установлен ниже конца 9 трубы 2. Участок пульпопроводной трубы 2, находящийся в нижней части воздухопроводной трубы 1, имеет перфорацию 10. При гидродобыче в пласте 11 образуется камера 12.

Способ осуществляют следующим образом.

Бурят скважину, затем опускают в нее воздухопроводную 1, пульпоподъемную 2 и центральную агентоподающую 3 трубы. При этом трубу 3 устанавливают таким образом, чтобы перфорация 10 не выходила из-под конца трубы 1. Далее сверху на трубах 1,2 и 3 монтируют оголовок 4 с патрубками 5, 6 и 7 соответственно для подачи воздуха, рабочего агента и отвода пульпы. При спуске пульпопроводящей трубы 2 ее нижним концом 9 производится вскрытие проектного интервала скважины. При этом конец 8 агентоподающей трубы 3 должен находиться ниже конца 9 трубы 2.

Далее через патрубки 5 и 6 в трубы 1 и 3 подают сжатый воздух и агент для разрушения пласта 11 и выноса руды на поверхность с образованием камеры 12. Откачку руды продолжают до снижения удельного веса пульпы < 1040 г/см³. Затем прекращают подачу воздуха и агента в пласт. После чего поднимают агентоподающую трубу вверх к перфорации 10 пульподъемной трубы 2. Конец агентоподающей трубы при этом может быть установлен ниже на уровне или выше перфорации 10. Высота его подъема определяется экспериментальным путем исходя из высоты подъема руды в трубах в конкретных горно-геологических условиях гидродобычи. После этого закачивают сжатый воздух в трубы 1 и 2 для отжатия столба воды до перфорации 10. Сжатый воздух подают в трубы 1 и 2 одним из способов.

1-й способ. Перекрывают вентиль (не показан) на патрубке 7, а в патрубок 5 подают воздух. После оттеснения воды до перфорации 10 воздух через отверстия перфорации будет поступать в трубы 2 и вытеснять из них воду.

2-й способ. Перекрывают вентиль (не показан) на патрубке 5, а в патрубок 7 подают воздух. Вытеснив воду из труб 2, воздух через перфорацию 10 будет поступать в трубы 1.

3-й способ. Воду можно вытеснить из труб 1 и 2 одновременно, подавая воздух в патрубки 5 и 7. Для того, чтобы избежать избыточной закачки воздуха в трубы 1 и 2, его подачу выполняют в определенном объеме. В противном случае избыточный воздух через кольцевой зазор между трубами 1 и 2 будет выходить из скважины в поры и трещины горных пород или уноситься подземными водами.

После этого резко сбрасывают воздух в атмосферу по трубам 1 и 2. В результате сброса воздуха из скважины происходит отрыв рудного материала из стенок камеры, который затем в виде пульпы заполняет как камеру 12, так и трубу 2. Для продолжения цикла добычи производят спуск агентоподающей трубы 3 с одновременной подачей агента, при этом поступивший в трубу 2 песок разрушается и выносится на поверхность. После очистки трубы 2 осуществляется разрушение руды и зачистка камеры 12. Далее после снижения плотности пульпы до 1040 г/см³ повторяются операции по подъему агентоподающей трубы, отжатию воды из труб 1 и 2 и все последующие операции.

Предложенная технология добычи богатой рыхлой железной руды обеспечивает нормальный производительный процесс поднятия рудных песков с содержанием железа до 70% Способ позволяет поднять руды из рыхлых отложений, часто перемещающихся крупными и средними по размеру кусками твердой руды и породы. Рыхлая руда извлекается с глубины скважины до 1000 м. Средняя производительность при этом составляет более 35 т/ч, в отдельные интервалы времени производительность колеблется от 50 до 70 т/г.