Способ создания противофильтрационной завесы в водоносных пластах

 

Предназначено для создания противофильтрационной завесы при разработке месторождений полезных ископаемых .Способ включает образование вертикальных скважин до подошвы водоносного пласта, нагнетание через них воздуха - окислителя через воздухоподводящую трубу и горизонтальную перфорированную аэрационную трубу Устанавливают пакер и образуют тело противофильтрационной завесы При этом осуществляют прерывистое нагнетание воздуха для осаждения осадка гидрата окиси железа и выполнения завесы по всей мощности водоносного пласта 2 ил.

ОПИСАИИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

Ю

CO

ЬЭ

СР

4ь

О1

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (23) 4907779/03 (22) 05.02.91 (46) ЗОБО.93 Бюл. Йа 39-40 (71) Институт горного дела Дальневосточного отделения AH СССР (72) Зимин ГТ„ Кислицын Л.В. (73) Институт горного дела Дальневосточного отделения PAH

{54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ В ВОДОНОСНЫХ

ПЛАСТАХ (57) Предназначено для создания противофиль(19) RU - (11) 2002046 CI (51) 5 Е21843 28 E02 D 19 18 трационной завесы при разработке месторождений полезных ископаемых .Способ включает образование вертикальных скважин до подошвы водоносного пласта. нагнетание через них воздуха — окислителя через воздухоподводящую трубу и горизонтальную перфорированную аэрационную трубу. Устанавливают пакер и образуют тело противофильтрационной завесы При этом осуществляют прерывистое нагнетание воздуха для осаждения осадка гидрата окиси железа и выполнения завесы по всей мощности водоносного пласта 2 ил.

2002046

Изобретение относится к геотехнологическим способам разработки полезных ископаемых, в частности к созданию противофильтрационных завес.

Известен способ создания противофильтрационной завесы в водонапорном пласте с использованием магнитных добавок в иньектируемую воду с последующим воздействием магнитного поля, в результате создается дополнительное сопротивление течению воды. ., Недостатком приведенного способа является сложность технологии ведения и дороговизна инспектируемых магнитных материалов, кроме этого сохраняется экологическая опасность использования подобных материалов.

Известен способ осушения ненапорных водоносных пластов, состоящий в бурении из подземных выработок восходящих скважин до кровли водоносного пласта и закачке в пласг воздуха, В результате возрастания давления в образующемся воздушном куполе постепенно понижается кривая депрессии до обезвоживания водоносного пласта.

Недостаток способа в ограниченной области применения и только в ненапорных пластах; кроме того, в кровле пласта должны залегать водоупорные породы, а скважины бурятся из сооружаемых подземных 30 выработок, т.е. высокие капитальные затраты.

Известен способ создания противофильтрационного экрана в грунте, который наиболее близок по своим существенным 35 признакам к заявляемому способу. Способ состоит в образовании скважин и нагнетании через них кальматирующего противофильтрационного раствора, в качестве последнего используют водный раствор 40 карбоксиметилцеллюлозы. Ликвидация экрана при необходимости осуществляется напорным нагнетанием воды, превышающим давление грунтовых вод в 1,5 — 2 раза.

В описанном способе остается нагнетание кальматирующего противофильтрационного раствора, в качестве которых используют водный раствор карбоксиметилцеллюлозы, Применение раствора усложняет и удорожает технологию создания противофильтрационной завесы. Недоста50 ток солей карбоксиметилцеллюлозы состоит в деструктировании в водных растворах минеральных кислот и щелочей в присутст- 55 вии Oz, что делает завесу ненадежной в условиях карбонатных подземных вод.

Целью изобретения является упрощение технологии и повышение экономичности способа.

Указанная цель достигается тем, что в способе создания противофильтрационной завесы в водоносных пластах, включающем образование скважин и нагнетание через них воздуха (окислитель), в качестве кальматирующего противофильтрационного материала служит осаждающийся в порах и трещинах пласта гель гидрокарбоната окисного железа. образующийся в результате аэрации подземных вод, при этом нагнетание воздуха (окислителя) производится через перфорированную трубу, расположенную в горизонтальной округлой полости, образуемой одновременно с погружением аэрационной трубы, благодаря эффекту псевдоожижения окружающих пород, при этом режим нагнетания воздуха прерывистый для создания условий осаждения кальматирующих частиц.

В результате подземной аэрации гидрокарбонат закисного железа окисляется в гидроксид трехвалентного железа, Отложения гелеподобного гидроксида железа, заполняя поры и трещины в водопроводящих породах, снижают водоприток. При кислотности вод с показателями рН равными

8 и более основной формы является гидрат окиси железа. При увеличении кислотности увеличивается доля других форм и даже свободных ионов железа. Нагрузку нагнетания следует принимать, поддерживая расход воздуха до 10 м на 1 м расхода воды. Контроль з з степени уменьшения водопроводимости пласта осуществляется по показаниям пьезометра, установленного в скважине ниже створа противофильтрационной завесы в сторону ограждаемого объекта.

Нагнетание воздуха проводится через перфорированную аэрационную трубу, расположенную в горизонтальной полости, выполненной способом гидропневморазмыва в радиальном направлении. Общее направление горизонтальных подземных полостей создает непрерывную линию в крест направления подземного водопотока вокруг осушаемого или охраняемого обьекта.

На фиг, 1 представлена линия аэрации; на фиг. 2 — то же, поперечное сечение.

Способ включает образование скважин

1, до подошвы водоносного пласта 2, воздухоподающую трубу 3, перфорированную аэрационную трубу 4, пакер 5 и тело противофильтрационной завесы 6, Порядок создания противофильтрационной завесы включает образование по линии противофильтрационной завесы скважин

1 до f70QOU3Bbl водоносного пласта 2..Скважина оборудуется подвижным ставом воздухоподающих труб 3, заканчивающихся в устьевой части скважины гибкой аэрацион2002046 воздух окислитель

Фиг. I ной трубой, способной благодаря направляющим перемещаться из вертикального в горизонтальное положение в радиальном направлении. Для внедрения аэрационной трубы в породу по ней подается сжатый 5 воздух (окислитель) под давлением до 0,5

МПа выше пластового, в результате происходит псевдоожижение пород в торце и вокруг внедряемой трубы, благодаря чему труба погружается на глубину, равную ее длине. По 10 мере готовности нагнетательной линии на части или полной длине противофильтрационной завесы производится нагнетание в линию воздуха (окислителя) под давлением, превышающим пластовое на 0,01 МПа на вы- 15 ходе из трубы. Расстояние между скважинами завесы равно двойной глубине погружения в породы аэрационной трубы.

Формула изобретения 20 .СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ В ВОДОНОСНЫХ ПЛАСТАХ, включающий образование скважин, нагнетание в них воздуха и 25 заполнение трещинного и порового пространства горных пород кольматирующим веществом, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат и упрбщения технологии создания завесы, в качестве коль- 30 мвтирующего вещества используют осаждающийся в порах и трещинах гель

С целью создания противофильтрационного массива по всей мощности водоносного пласта режим нагнетания воздуха прерывистый для создания условий осаждения гелеподобных частиц в нижние слои водоносного пласта при наличии пор с размерами, свободно проходимыми этими частицами, Таким образом нарастание противофильтрационного слоя происходит от подошвы к кровле водоносного пласта, Экономический эффект от применения заявляемого способа составляет 40 тыс на

1 м противофильтрационной завесы по снижению стоимости материала. Эффект, связанный с упрощением технологии возведения завесы, не обсчитывался. (56) Авторское свидетельство СССР

N 881203, кл. Е 02 D 19/18, 1980. гидрокарбоната окисного железа, который образуют аэрацией подземных вод, при этом воздух нагнетают через перфорированную аэрационную трубу, которую располагают в горизонтальной округлой полости, образуемой одновременно с погружением аэрационной трубы благодаря эффекту псевдоожижения окружающих пород, при этом воздух нагнетают в скважины в прерывистом режиме для создания условий осаждения кольматирующих частиц, 2002046 наирввл ение иотвка

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3161

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Составитель Г, Зимин

Редактор С. Кулакова Техред M.Ìoðråíòàë Корректор Л. Ливринц