способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из продуктивных горизонтов

Формула изобретения

1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из продуктивных горизонтов, включающий вскрытие горизонта гидродобычной скважиной, размещение в ней скважинного гидромониторного агрегата с устройством для подачи раствора реагента, отработку горизонта слоями сверху вниз с обработкой породы раствором реагента и размывом напорной струей, формирование выемочной камеры и выдачу пульпы на поверхность, отличающийся тем, что при разработке кимберлитовых трубок, сцементированных кальцитом, после размещения скважинного гидромониторного агрегата в скважине ее устье герметизируют и устанавливают приборы контроля давления газа, обработку породы раствором реагента осуществляют в режиме орошения с растворением кальцита и выделением газа, при снижении давления газа в гидродобычной скважине в период орошения повышают давление подачи раствора реагента, при этом отработанный раствор вытесняют избыточным давлением газа по пульповыдачной колонне скважинного гидромониторного агрегата, а размыв пород слоя осуществляют после обработки их по всему сечению кимберлитовой трубки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в гидродобычную скважину в период обработки слоя раствором реагента нагнетают сжатый воздух.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при разработке месторождений, преимущественно кимберлитовых трубок.

Известен способ скважинной гидродобычи кимберлитов, включающий вскрытие рудного тела скважинами и системой подготовительных подземных горных выработок, установку оборудования в скважинах, обработку пород кимберлитовой трубки с обрушением, их дезинтеграцию в процессе падения и магазинирование [1]

Недостатками способа являются большой объем проведения подготовительных выработок и низкая эффективность дезинтеграции.

Известен также способ скважиной гидродобычи полезных ископаемых из продуктивных горизонтов, принятый в качестве ближайшего аналога, включающий вскрытие горизонта скважиной, размещение в ней оборудования, отработку горизонта слоями в нисходящем порядке с обработкой породы раствором реагента и размывом напорной струей [2]

Недостатками способа являются высокие энергозатраты процесса обработки пород, бесконтрольность и неуправляемость процессом.

Технической задачей заявляемого способа является контролируемость процесса в целом и снижение затрат процесса дезинтеграции пород, сцементированных кальцитом.

Это достигается тем, что согласно способу скважинной гидродобычи полезных ископаемых из продуктивных горизонтов, включающему вскрытие горизонта гидродобычной скважиной, размещение в ней скважинного гидромониторного агрегата с устройством для подачи раствора реагента, отработку горизонта слоями сверху вниз с обработкой породы раствором реагента и размывом напорной струей, формирование выемочной камеры и выдачу пульпы на поверхность, при обработке кимберлитовых трубок, сцементированых кальцитом, после установки агрегата устье скважины герметизируют, устанавливают на агрегате приборы контроля давления газа, обработку породы раствором реагента осуществляют в режиме орошения с растворением кальцита и выделением газа, при снижении давления газа в гидродобычной скважине в период орошения повышают давление подачи раствора реагента, при этом отработанный раствор вытесняют избыточным давлением газа по пульповыдачной колонне скважинного гидромониторного агрегата, размыв пород слоя осуществляют после обработки их по всему сечению кимберлитовой трубки.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Продуктивный горизонт кимберлитовой трубки 1 вскрывают гидродобычной скважиной 2, в которой размещают скважинный гидромониторный агрегат с устройством для подачи раствора реагента 3, пульповыдачной колонной 4, напорными водоводами 5, 6 пульпоподъемного механизма и гидромониторинга, при этом гидромонитор и устройство для подачи реагента устанавливают с возможностью осевого, вертикального перемещения относительно пульповыдачной колонны.

Кроме того, устья скважины герметизируют и устанавливают приборы контроля давления газа и воздухопровод 7.

Разработку горизонта слоями в направлении сверху вниз с образованием выемочной камеры.

Устройство для подачи раствора реагента 3, состоящее из трубопровода и смонтированного вокруг пульповыдачной колонны 4 кольцевого оросителя, устанавливают в интервале разрабатываемого слоя. Подачу раствора реагента осуществляют через отверстия кольцевого коллектора в режиме орошения дисперсными частицами. Раствор реагента, взаимодействуя с кальцитом, растворяет последний со "вскипанием" образованием газа и порошкообразного вещества, разрушая структурные связи пород и насыщая собой поры и капилляры.

В процессе обработки слоя раствором реагента отработанный раствор накапливается на забое скважины и его вытесняют на поверхность по пульповыдачной колонне 4 скважинного гидромониторного агрегата избыточным давлением образуемого газа. В случае, когда давление этого газа недостаточно для вытеснения отработанного раствора, например при большой мощности продуктивного горизонта или малом содержании кальцита в породе, в скважину в период обработки пород раствором реагента подают сжатый воздух по воздухопроводу 7.

О взаимодействии раствора реагента с кальцитом судят по показаниям приборов контроля давления газа. При определенном давлении подачи реагента обрабатывают определенную прискважинную зону слоя кимберлитовой трубки. Снижение давления газа в гидродобычной скважине свидетельствует о том, что весь кальцит в указанной зоне трубки растворился. Повышают давление подачи раствора реагента, увеличивая зону обработки кимберлитовой трубки в данном слое. Если при дальнейшем повышении давления подачи раствора реагента, давление газа в скважине не возрастает до заданного предела, то это означает, что произвели растворение кальцита в данном слое продуктивного горизонта по всему сечению кимберлитовой трубки. После этого приступают к размыву гидромониторной струей обработанного, разупрочненного слоя.

Поскольку при обработке вышележащего слоя происходит фильтрация неотработанного раствора реагента в нижележащий слой и частичное растворение кальцита в нем, а также происходит эрозионное разрушение его пород гидросмесью от размыва, то зона обработки нижележащего слоя удаляется от оси скважины и его обработку можно начинать с давлением подачи раствора реагента высшим, нежели вначале обработки вышележащего слоя.

Таким образом заявляемый способ позволяет управлять процессом дезинтеграции и снизить затраты на его проведение.