Способ извлечения материалов из обводненных горизонтов

 

Изобретение относится к геологии и горному делу и может быть использовано при опробовании мощных продуктивных горизонтов и при скважинной добыче полезных ископаемых. Цель - повышение эффективности извлечения за счет предотвращения разубоживания извлекаемой горной массы налегающими породами. При осуществлении способа извлечения материалов из обводненных горизонтов последние вскрывают скважиной. В ней размещают обсадную колонну (К) с образованием зазора между ее нижним торцом и нижней границей. В К вводят скважинный гидромонитор (ГМ) с исполнительным органом, имеющим две насадки. Устанавливают насадки ГМ так, чтобы каждая струя, истекающая из насадки, была направлена по образующей поверхности формирующегося при гидроподъеме горной массы кругового конуса подвижных пород. Угол раскрытия конуса изменяется в зависимости от свойств пород, слагающих продуктивный горизонт. Расстояние от нижней границы извлечения до налегающих пород принимают не более R<SB POS="POST">пр</SB>/α, где R<SB POS="POST">пр</SB> - предельный радиус налегающих пород, при котором последняя находится в устойчивом состоянии

α - половина угла раскрытия указанного конуса. Размыв и откачку горной массы производят до полного извлечения пород в объеме конуса. После окончания размыва из колонны извлекают скважинный гидромонитор для последующего использования. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1я1) g E 21 С 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4190909/22-03 (? 2) 03. 02. 87 (46) 30.09.89. Бюл. Р 36 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) N.N. Смирнов, В.В.Петрищев и В.С. Козлов (53) 622. 234. 5(088.8) ! (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1054544, кл, Е 21 С 45/00, 198 1.

Авторское свидетельство СССР

Р 1451275, кл. E 21 С 45/00, 1987. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ИЗ

ОБВОПНЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ (57) Изобретение относится к геологии и горному делу и м.б, использовано прИ опробовании мощных продуктивных горизонтов и при скважинной добыче полезных ископаемых. Цель — повьппение эффективности извлечения за счет пре дотвращения раэубоживания извлекаемой горной массы налегающими породами.

При осуществлении способа извлечения материалов из обводненных горизонтов

Изобретение относится к геологии и горному делу и может быть использовано при опробовании мощных продуктивных горизонтов, а также при скважинной добыче полезных ископаемых.

Цель изобретения — повышение эфо фективности извлечения за счет предотвращения разубоживания извлекае2 последние вскрывают скважиной В ней размещают обсадную колонну (К) с образованием зазора между ее нижним торцом и нижней границей, В К вводят скважинный гидромонитор (ГМ) с исполнительным органом, имеющим две насадки. Устанавливают насадки ГМ так, чтобы каждая струя, истекающая иэ насадки, была направлена по образующей поверхности формирующегося при гидроподъеме горной массы кругового конуса подвижных пород. Угол раскрытия конуса изменяется в зависимости от свойств пород,. слагающих продуктивный горизонт. Расстояние от нижней границы извлечения до налегающих пород принимают не более R„ /Ы,, где

R„ — предельный радиус налегающих пород, при котором последняя находится в устойчивом состоянии; сб †.половина угла раскрытия указанного конуса. Размыв и откачку горной массы производят до полного извлечения пород в объеме конуса. После окончания, размыва из колонны извлекают скважинHbBI гидромонитор для последующего использования. 1 з.п. ф-ль1, 2 ил ° мой горной массы налегающими породами .

На фиг. 1 представлена схема работ по извлечению при опускании налегающих пород; на фиг. 2 — то же, при удержании налегающих пород.

Способ поясняется на примере опробования мощного горизонта россыпи, 3 1511400 представленного несвязными сильно обводненными песками, Предварительно горизонты вскрывают скважиной 1, в которой размещают обсадную колонну 2 с образованием зазора между ее нижним торцом и нижней границей извлечения, в частности у плотика. После этого в колонну 2 вводят скважинный гидромонитор 3 с исполнительным органом 4, снабженным например, двумя гидромониторными насадками.

Гидромониторные насадки в исполнительном органе 4 устанавливают таким образом, чтобы каждая струя, ис- 15 текающая из насадки, была направлена по образующей поверхности 5 формирую, щегося при откачке горной массы кру, гового конуса 6 подвижных пород. В этом случае угол между осями двух 20 струй, расположенных в одной плоскос ти, должен быгь равен углу раскрытия конуса 2 . Указанный угол определяют на основании проведения опытных экспериментов в условиях данного мес-25 торождения .

Указанный конус подвижных пород образуется при гидроподъеме горной массы из несвязных или слабосвязных обводненных пород вокруг скважины, 30 при этом угол раскрытия конуса изменяется в зависимости от свойств пород слагающих продуктивный горизонт, Способ используют следуюпым об— разом. 35

B предлагаемом способе за счет воздействия струями по поверхности конуса б подвижных пород оседание пород вдоль обсадной колонны 2 к всасу происходит достаточно равномерно> 40 т.е. скорости. оседания пород, примыкающих к колонйе 2, и пород в периферийных зонах конуса 6 выравниваются.

Это, во-первых, гарантирует полноту извлечения пород в пределах конуса 45

6 и сводит к минимуму возможность разубоживания извлекаемых пород из-за исключения преждевременного прорыва оседающих налегающих пород к всасу и обеспечивает более плавную осадку налегающих пород, что существенно повышает безопасность извлечения.

Во-вторых, указанное направление воздействия струями обеспечивает более эффективную дезинтеграцию поступающих к всасу пород, так как порода испытывает многократное действие струй перед поступлением на всас. Одновременно, с этим за счет того, что истечение восходящих струй осуществляется ниже уровня всасывания, практически исключаются потери полезного компонента, так как вся горная масса поступает в зону действия восходящих . струй и отбрасывается к всасу. Выдача указанной породы на поверхность может осуществляться путем выноса ее обратными водовоздушными потоками, при использовании в качестве рабочего агента водовоздушной смеси, или же с помощью эрлифта. В последнем случае в колонне 2 дополнительно размещают шланг с форсунками для подачи сжатого воздуха.

Размыв и откачку горной массы производят до полного извлечения пород в объеме конуса б, о чем можно судить по присутствию в выдаваемой горной массе налегающих пород. После окончания размыва из колонны 2 извлекают скважинный гидромонитор 3 для последующего использования.

В том случае, если по ряду соображений обрушение налегающих пород недопустимо, на основании опытных экспериментов определяют предельный радиус устойчивости К „ пород кровли, при котором последние йаходятся в устойчивом состоянии, т.е. предельно возможный радиус обнажения кровли.

Для исключения обрушения кровли расстояние между нижней границей извлечения и налегающими породами Н принимают меньше соотношения R„ где R и — предельный радиус обнажения налегающих пород, cC, — половина угла раскрытия конуса подвижных пород, В этом случае радиус основания конуса б будет меньше указанного предельно-. го радиуса и будет выполнено усло-. вие поддержания налегающих пород в устойчивом состоянии при достижении всех указанных положительных эффекТоВ по извлечению пород.

Формула изобретения

1. Способ извлечения материалов из обводненных горизонтов, включающий раскрытие горизонта скважиной, размещение в ней обсадной колонны с образованием зазора между ее нижним торцом и нижней границей, круговой размыв подвижных пород разрушающей струей гидромониторной насадки через укаэанный зазор, всасывание горной

1511400 массы и ее гидроподъем на поверхность, отлич ающийся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения за счет предотвращения разубоживания извлекаемой горной массы налегающими породами, по меньшей мере одну разрушающую струю от нижней границы., извлечения направляют вверх по образующей поверхности формирую- 1р щегося при. гидроподъеме горной массы конуса подвижных пород, при этом всасывание горной MBccbI осуществляют нац гидромониторной насадкой.

2.Способпоп.1,отличаюшийся тем, что расстояние от нижней границы извлечения до налегающих пород принимают не более R /о, где

R — предельный радиус обнажения наQp легающих пород, при котором последние находятся в устойчивом состоянии; oC— половина угла раскрытия укаэанного конуса.

l 5 l l 400

Составитель Н. Чертова

ТехредИ.Верес Корректор М. Васильева

Редактор Ю . Сер еда

Заказ 5875/34 Тираж 449 Подпи оно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производств,:: по-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. агарина„101