Способ закачки кислородсодержащего раствора в породы через скважины

 

Изобретение относится к области геотехнологии и может использоваться при выщелачивании полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение эффективности закачки кислородсодержащего раствора за счет предотвращения газовой кольматации, снижение затрат на обогащение раствора кислородом и дополнительное получение водорода. Для реализации способа в эксплуатационную колонну нагнетательной скважины опускают контейнер с водородопоглощающим сорбентом, ниже которого закреплен электролизер. Катод электролизера смонтирован в колпаке с проницаемыми стенами. Получаемый в результате электролиза кислород обогащает закачиваемый в породу раствор, а водород улавливается сорбентом. Контейнер с сорбентом периодически поднимают на поверхность для замены. Использование способа позволяет повысить эффективность обогащения раствора кислородом, предотвращает газовую кольматацию и позволяет получить дополнительно чистый водород. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 43/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4460008/23-03 (22) 14.07.88 (46) 07.06.90. Бюл. t4 21 (71) Московский геологоразведочный институт им.Серго Орджоникидзе (72) М.M.Ñìèðíîâ (53) 622.234.4(088.8) (56) Патент США М 4188068, кл. Е 21 В 43/28, опублик. 1980.

Патент США hh 4116488, кл. Е 21 В 43/28, опублик. 1978. (54) СПОСОБ ЗАКАЧКИ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕГО РАСТВОРА В ПОРОДЫ ЧЕРЕЗ

СКВАЖИН Ы (57) Изобретение относится к геотехнологии и может использоваться при выщелачивании полезных ископаемых. Цель изобретения — повышение эффективности закачки кислородсодержащего раствора за счет

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при закачке кислородсодержащих растворов в породы через скважины, в частности при выщелачивании полезных ископаемых. . Цель изобретения — повышение эффективности закачки кислородсодержащего раствора за счет предотвращения газовой кольматации, снижение затрат на обогащение раствора кислородом и дополнительное получение водорода.

На чертеже приведена схема осуществления способа.

На чертеже изображены нагнетательная скважина с колонной 1, фильтр 2, устройство для электролиза воды, содержащее анод 3 и катод 4, соединяющие анод и катод провода, заключенные в кабель 5, колпак,, Я2„, 1569402 А1 предотвращения газовой кольматации, снижение затрат на обогащение раствора кислородом и дополнительное получение водорода. Для реализации способа в эксплуатационную колонну нагнетательной скважины опускают контейнер с водородопоглощающим сорбентом, ниже которого закреплен электролизер. Катод электролизера смонтирован в колпаке с проницаемыми стенами. Получаемый в результате электролиза кислород обогащает закачиваемый в породу раствор, а водород улавливается сорбентом. Контейнер с сорбентом периодически поднимают на поверхность для замены. Использование способа позволяет повысить эффективность обогащения раствора кислородом, предотвращает газовую кольматацию и позволяет получать дополнительно чистый водород. 1 ил. водородоулавливателя, стенка колпака, выполненная в виде ионопроводящей диафрагмы 7, контейнер8сводородпоглощающим:, сорбентом, патрубок 9, соединяющий колпак с контейнером.

Способ поясняется на примере закачки ващелачивающего раствора, например раствора серной кислоты, в нагнетательную скважину с колонной 1 с фильтром 2.при добыче полезных ископаемых методом подземного выщелачивания. Перед началом нагнетания раствора в забойную часть . спускают специальное устройство, состоящее из вертикально установленных анода 3 и катода 4, которые соответственно связаны проводами, заключенными в кабель 5, выведенный на поверхность к источнику постоянного тока. Катод 4 заключен в колпак 6, 1569402 стенка которого со стороны расположения анода 3 выполнена в виде ионопроводящей диафрагмы. Последняя может быть выполнена из асбестовой ткани, ионопроводяшей мембраны MK-40, сульфинированного фторуглерода и т.д. Нижняя часть противоположной стенки колпака выполнена перфорированной для доступа раствора к . катоду 4. Над электролизером установлен контейнер 8 с водородопоглощающим сорбентом, а колпак 6 сообщен с укаэанным контейнером патрубком 9. Все устройство опускается в скважину на кабеле 5, который дополнительно крепится к контейнеру 8.

В качестве сорбента принимают соединения с общей формулой типа АВ Н», где

А — редкоземельный элемент;  — кобальт или немагнитный никель; H — водород. Могут быть использованы самарий-никелевые гидриды, лантан-никелевые гидриды и.т.д, Данные сорбенты получают в настоящее время большое распространение, так как в единице лантан-никелевого гидрида при насыщении водородом при 4 ата содержится столько водорода, как если бы его давление достигало 1000 ата. Водород поглощается подобными соединениями при 5-40 С, причем при повышении давления сорбционная емкость резко увеличивается, Отдача водорода происходит при нагревании соединения.

При закачке выщелачивающего раствора от источника постоянного тока на поверхности на электроды через кабель 5. подают ток с напряжением 5-8 В при плотности тока

60-100 А/м При этом происходит электрог. литическое разложение воды на кислород и водород. В силу распложения анода в пространстве эксплуатационной колонны 1 кислород как в растворенном состоянии, так и в виде мельчайших пузырьков проникает в выщелачивающий раствор в зоне нагнетания этого раствора в породы через фильтр

2.Размеры образуемых при этом пузырьков очень малы, что предотвращает газовую кольматацию в породах продуктивного горизонта.

Для исключения смешивания кислоро5 да и водородаводородотводятоткислорода, улавливая его в колпаке 6 и направляя через патрубок 9 в контейнер 8, где он активно поглощается сорбентом — лантан-никелевым гидридом.

10 Как показали испытания, объема сорбента в 0,8 м хватает на беспрерывную работу скважины в течение месяца, после чего извлекают устройство на поверхность, извлекают сорбент, нагревают его, улавливают

15 чистый водород для дальнейшего использования, охлаждают сорбент и снова опускают устройство в скважину.

Таким образом, предлагаемым способом обеспечивается не только эффективное

20 насыщение кислородом раствора при меньших затратах, но также обеспечивается получение чистого водорода.

Формула изобретения

25 Способ закачки кислородсодержащего раствора в породы через скважины, включающий подачу кислорода в раствор и ввод последнего в породы через скважину, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью

30 йовышения эффективности закачки кислородсодержащего раствора эа счет предотвращения газовой кольматации, снижения затрат на обогащение раствора кислородом и дополнительного получения водорода, 35 подачу кислорода в раствор осуществляют путем электролитического разложения воды на забое скважины, где предварительно размещают контейнер с водородопоглощающим сорбентом, при этом при электролизе

40 отделяют кислород от водорода, а водород отводят в контейнер с водородпоглощающим сорбентом, который периодически извлекают на поверхность для регенерации сорбента и отвода водорода. l569402! о

Ф

Составитель В.Архипов

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Редактор А.Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 10l

Заказ 1429 Тираж 478 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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