Способ скважинного извлечения материалов из мощных подземных формаций

 

Изобретение относится к геотехнологии и м.б. использовано при скважинной гидродобыче полезных ископаемых. Цель - повышение эффективности работ по извлечению материалов из подземных формаций за счет упрощения процесса разупрочнения материалов формации и расширения условий применения способа. Для этого подземную формацию вскрывают скважиной 1, в которой размещают скважинный гидромониторный агрегат (ГМА) 2. С помощью последнего производят поинтервальный размыв по высоте камер (К) 4, 5 с оставлением целиков 3 между ними. Поинтервальный размыв пород осуществляют с формированием наклонных от скважины 1 кровли и почвы заполняемых К 4, 5. Затем извлекают ГМА 2 и К через одну заполняют материалами, расширяющимися при твердении, например раствором расширяющегося цемента. Четные К 5 оставляют незаполненными. Для обеспечения этого перед заполнением нечетных К 4 заполняют примыкающий к ней участок скважины 1 на величину, исключающую попадание расширяющегося материала в нижерасположенную К. Верхнюю часть К заполняют расширяющимся материалом, интенсивность схватывания которого выше интенсивности схватывания материала в нижней части. В силу увеличения объема заполнителя в К 4, при наличии пустот в К 5, при твердении материала заполнителя происходит резкое перераспределение нагрузки на целики 3 и разупрочнение пород. Затем путем разбуривания пробок восстанавливают скважину, размещают в нем ГМА и производят размыв разупрочненных пород целиков 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (сi>s Е 21 С 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4733601/03 (22) 01.09.89 (46) 23.08.91. Бюл. N 31 (71) Дальневосточный политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) М.И.Звонарев, Ю.Н.Нисковский и

Н.А. Николайчук (53) 622.234.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 1346798, кл. Е 21 С 45/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1384756, кл. Е 21 С 45/00, 1988. (54) СПОСОБ СКВАЖИННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ИЗ МОЩНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ (57) Изобретение относится к геотехнологии и м.б. использовано при скважинной гидродобыче полезных ископаемых. Цель — повышение эффективности работ по извлечению материалов иэ подземных формаций за счет упрощения процесса разупрочнения материалов формации и расширения условий применения способа. Для этого подземную формацию вскрывают скважиной 1, в которой размещают скважинный гидромониторный агрегат (ГМА). С помощью последнего

„„Я „„1671861 А1 производят поинтервальный размыв по высоте камер (К) 4,5 с оставлением целиков 3 между ними. Поинтервальный размыв пород осуществляют с форм рованием наклонных от скважины 1 кровли и почвы заполняемых К 4,5. Затем извлекают ГМА и

К через одну заполняют материалами. расширяющимися при твердении. например раствором расширяющегося цемента. Четные К 5 оставляют незаполненными. Для обеспечения этого перед заполнением нечетных К 4 заполняют примыкающий к ней участок скважины 1 на величину. исключающую попадание расширяющегося материала в нижерасположенную К. Верхнюю часть

К заполняют расширяющимся материалом, интенсивность схватывания которого выше интенсивности схватывания материала в нижней части. В силу увеличения объема заполнителя в К 4, при наличии пустот в К 5, при твердении материала заполнителя происходит резкое перераспределение нагрузки на целики 3 и разупрочнение пород.

Затем путем разбуривания пробок восстанавливают скважину, размещают в нем ГМА и производят размыв разупрочненных пород целиков 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1б71861

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при скважинной гидродобыче полезных ископаемых в широком диапазоне горно-геологических условий, при повышенной прочности пород, 5 слагающих подземную формацию.

Цель изобретения — повышение эффективности работ по извлечению материалов из подземных формаций за счет упрощения 10 процесса разупрочнения материалов формации и расширения условий применения способа.

На фиг.1 показана схема заполнения интервалов расширяющимся материалом; 15 на фиг.2 — схема размыва разупрочненных пород, Способ осуществляется следующим образом, Первоначальную формацию до нижней 20 границы извлечения вскрывают скважиной

1, в которой размещают скваж нный гидромониторный агрегат 2, С помощью этого агрегата производят круговой поинтервальный по высоте формации размыв пород с 25 оставлением целиков 3 между камерами.

Нечетные камеры 4 (с отсчетом от кровли формации) проводят с радиусом, превышающим радиус выемочной камеры, а четные камеры 5 размывают с радиусом выемочной 30 камеры.

Предпочтительно размывать породы от верхней границы извлечения к нижней. Высота указанных камер 4 и 5 существенно меньше мощности оставляемых целиков 3 35 между камерами.

После формирования камер 4 и 5 иэ скважины извлекают скважинный гидроагрегат 2 и в последовательности от нижней границы извлечения к верхней, Камеры, че- 40 рез одну, заполняют материалами, расширяющимися при твердении, например раствором расширяющегося цемента, а четные камеры 5 оставляют незаполненными.

Для обеспечения этого перед заполнением 45 камеры 4 заполняют примыкающий к ней участок скважины 1 на величину, исключающую попадание расширяющегося материала в нижерасположенную камеру, Подачу материала, расширяющегося 50 при твердении, ведут посредством шлангов, которые опускают в скважину до уровня соответствующего интервала, при этом заполнение объема камеры ведут после заполнения участка скважины ниже него. 55

Верхнюю часть камеры заполняют расширяющим материалом, интенсивность схватывания которого выше интенсивности схватывания материала в нижней части камеры (в зависимости от конкретных условий можно либо добавить в заполняющий материал ускорители твердения, либо подавать специальный быстротвердеющий материал иного состава, например на основе синтетических смол или на основе быстросхватывающего цемента), Скорость заполнения камер и, сооТветственно, параметры используемого оборудования (производительность) определяются параметрами материала. используемого для заполнения (время заполнения интервала должно быть меньше времени от приготовления этого материала до начала его твердения-расширения, т,е. времени срабатывания).

Необходимым условием, обеспечивающим реализацию способа, является выполнение кровли и почвы камеры наклонными от скважины, поскольку это обеспечивает полноту заполнения камеры расширяющился материалом и эффективное использование расширения твердеющего материала. При этом наклон кровли должен бысть существенно более пологим чем почвы (практически угол наклона кровли должен быть не более 5 к горизонтали), в противном. случае ухудшаются условия разрушения целика, расположенного над камерой 4.

При высокой проницаемости пород, слагающих формацию, необходимо перед заполнением камер расширяющимися твердеющими материалами нанести на стенки ее покрытие, например набрызг-бетонное, для исключения части массива формации, прилегающей к интервалу, в процессе твердения расширяющегося твердеющего материала.

После окончания работ по заполнению камер 4 расширяющимися материалами, консервируют зону ведения работ до окончания твердения расширяющегося материала, о чем можно судить по пробному бурению в самую верхнюю камеру 4, а также на основании предварительных экспериментальных работ. В силу увеличения обьемь заполнения в камерах 4 при наличии пустот в камерах 5 (работающего, фактически, как поверхность обна кения для массива пород, слагающих целики 3) при твердении материала-заполнителя происходит резкое переоаспределение нагрузки на целики 3 и разупрочнение пород.

В каждом конкретном слу ае на основании экспериментов спределя от высоту нечетных и четных камер, а также целиков для обеспечения наиболее равномерного и эффективного разупроч ен 1 высоты камер 4 и 5, породы которых необходимо размывать в неразупрочненном состоянии гидромониторной струей агрегата ?

1671861

Далее восстанавливают скважину 1 путем разбуривания в ней пробок, сформировавшихся на уровнях камер 4. В восстановленной скважине размещаютскважинный гидромониторный агрегат и производят размыв разупрочненных пород целиков 3.

Составитель Н.Чертова

Редактор Н.Лазаренко Техред М,Моргентал Корректор О,Ципле

Заказ 2812 Тираж 284 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

1. Способ скважинного извлечения материалов из мощных подземных формаций, включающий вскрытие формации скважиной. поинтервальный по высоте размыв пород с оставлением целиков между камерами, заполнение камер через одну расширяющимся материалом, консервацию скважины до окончания процесса расширения материала с разупрочнением пород целиков, размыв разупрочненных пород и подъем горной массы на поверхность, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыше--. ния эффективности извлечения и расширения условий применения способа, поинтервальный размыв пород осуществля5 ют с формированием наклонных от скважины кровли и почвы заполняемых камер, перед заполнением камер заполняют примыкающий к ней участок скважины на величину, исключающую попадание

10 расширяющегося материала в нижераспоL ложенную камеру. а в качестве расширяющегося материала используют твердеющие расширяющиеся смеси, например расширяющиеся цементы.

15 2. Способ по и 1, отличающийся тем, что верхнюю часть камер заполняют расширяющим материалом, интенсивность схватывания которого выше интенсивности схватывания материала в нижней части ка20 меры.