Способ извлечения слабосвязных пород полезных ископаемых из подземных формаций и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gsi>s Е 21 С 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 (21) 4702961/03 (22) 09.06.89 (46) 07.10.91. Бюл. N 37 (71) Пермский политехнический институт (72) В.А.Николаев, В.M.Màëüöåâ и В.И,Дурникин (53) 622.234.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР *

N 1265339, кл. Е 21 С 45/ОО, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N 1314068, кл. Е 21 С 45/00, 1985.

Ъ»- . (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЛАБОСВЯЗНЫХ ПОРОД ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к горному делу. и геологии и может быть использовано при скважинной гидродобыче полезных ископа- .. емых, при геологической разведке и апроби- . ровании продуктивных пластов слабосвязных пород. Цель — повышение эффективности извлечения за счет увеличения радиуса размыва и повышения достоверности отбора проб. Для этого вскрывают фор- . мацию сважиной {C) 1, обсаживают ее трубой 2 в интервале налегающих пород и

Изобретение относится к горному делу и геологии и может быть использовано при скважинной гидродобыче полезных ископа-, . емых, при геологической разведке и апробировании продуктивных пластов. слабосвязных пород.

Цель изобретения — повышение эффективности извлечения за счет увеличения радиуса размыва и повышения даставернасти отбора проб.

„„5U„„1682574 À1 герметиэируют. Размыв ведут после подачи в С 1 сжатого воздуха, создавая в зоне размыва воздушную подушку, Размыв осуществляют горизонтальными попарно противоположно направленными струями жидкости с формированием вертикальных щелевых выемочНых камер и межкамерных целиков. Давлейие сжатого воздуха передается пульпе и вытесняет ее по колонне труб (КТ) 4, которая имеет пульпоприемные отверстия 5. На нижнем конце КТ 4 жестко закреплен" цилиндрический породосборник (ПС) 8 с, приемными отверстиями в его верхнем торце. Над ПС 8 на КТ 4 установлен с воэможностью осевого перемещения регулятор 12 уровня жидкости, перекрывающий гидромониторные насадки, встроенные в КТ

4 и размещенные попарно и противоположно направленно. Пакерирующий элемент 10 установлен у верхнего торца ПС 8. Пакер 6 установлен у нижнего торца обсадной трубы

2 и герметизирует С 1. Через него проведен воэдуховод 11 для создания давления, поддерживающего выемочную камеру и вытесняющего пульпу. Крупные куски породы накапливаются в ПС 8 и поднимаются вместе с устройством, 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

На чертеже изображено устройство. размещенное в скважине.

Способ осуществляют следующим образом.

В скважину 1 опускают обсадную трубу

2 до уровня верхней границы продуктивного пласта 3 и пространство между стенками скважин и обсадной трубой герметизируют.

Затем в скважину 1 опускают устройство для извлечения полезного ископаемого, включающее в свою канструкцию колонну 4

"682574 труб. Пространство между обсадной трубой и колонной труб на уровне верхней границы продуктивного пласта гермегизируют, Размыв грунта производят симметричными противоположна расположенным|л одной или несколькими парами горизонтальных высоконапорных жидкостных струй в направлении сверху вниз с периодическим или постоянным изменением глубины горизонта струи,с формированием в конечном итоге в направлении каждой струи вертикальных щелей выемочных KB-, мер и межкамерных целиков, После достижения максимальной длины первой пары (или группы пар) боковых камер, обуслав— ленной прочностью грунта и напором струи, устройство поворачивают HB заданный угол по азимуту, устанавливают на исходную гг убину и начинают новый цикл размыва.

В начале размыва по заполнении жидкостью нижней части скважины примерно до уровня подошвы продуктивного пласта 3 в загерметизированную часть скважины нагнетают сжа-ûé во:здух:,,создавая в зоне размыва воздушную подушку повышенного давления, Жидкость размывающих струй после удара о забой образующейся щели вместе с отбитыми (аазмытьIìè) частицами грунта в виде пульпы стекает вниз и скапливается в нижней части скважины.

Давление сжатого воздуха, поддерживаемого работой компрессора на поверхности, передается пульпе и вытесняет ее на поверхность по внутреннему каналу колонны 4 труб.

Устройство, осуществляющее способ, состоит из колонны 4 труб с пульпоприемными окнами 5 в ее нижней части, пакера б, установленного у нижнего конца обсадной трубы 2, гидроманитарных насадок 7 попарно противоположно направленных, встроенных в колонну 4 труб, парадосбарника 8, представляющего собой цилиндр с приемными окнами 9 в верхнем торце, закрепленного на нижнем конце колонны 4 труб и охватывающего приемные окна 5, пакетирующего элемента 10, установленного у верхнего торца порадасборника, воздухопровода 11 повышенного давления. проведенного через пакер б и соединенного на поверхности с компрессором (не показан), регулятора уровня, установленного на колонне 4 труб с возможностью осевого перемещения. Пакер б жесткс соединен с колонной 4 труб и имеет пневмакамеру, которая при нагнетании в нее сжатого воздуха увеличивает внеLL Ièè диэMBòð паYåpà.

Пневмокамера соедлненэ индивидуальным шлангом с истачн IY.ol. сжэ ага воздуха на

ПаВЕРХНаетИ (НЕ Пакля, I) 5

Устройство работает следующим образом.

В скважину 1, обсаженную обсадной трубой 2 на участке налегающих пород и вскрывающую с перебуром продуктивный пласт 3, опускают устройство и располагают

его таким образом, чтобы насадки 7 находились на уровне верхней границы формации

3 и были направлены по азимуту одного из заданных направлений взятия проб.

Пакерирующий элемент 10 имеет эластичные края, которые при движении вдоль стенки скважин загибаются по ходу движения и не тормозят ега.

Между колонной 4 труб устройства и нижним концом обсадной трубы 2 устанавливают пакер 6, предпочтительно пневматический, герметизируют межтрубное пространство и заливают его водой. Затем включают гидромониторные насадки 7 и начинают размыв грунта в области продуктивного пласта 3.

При заполнении породосбарника 8 пульпой в размывочное рабочее пространство 13 подают сжатый воздух через воздухопровод

11, проведенный через пакер б и сообщающийся с воздушным компрессором на поверхности, и создают в выемочной камере воздушную подушку повыLUBIIíого давления. Под действием давления воздуха пульпа в нижней части колонны труб, проникшая туда из породосборника через окна 9, начинает подниматься по внутреннему каналу на поверхность. Поскольку объемы подаваемой через насадки и вытесняемой через колонну труб жидкости сбалансированы, уровень жидкости в камере должен быть стабилен. Если по каким-либо причинам приток жидкости превысит ее вытеснение, то уровень жидкости в скважине начнет подниматься и регулятор уровня жидкости пе рекроет насадки.

Крупные куски породы, не проходящие в приемные отверстия 5, накапливаются внутри парадосборника 8, остаются в последнем и после окончания запланированной добычи поднимаюгся на паверхна.;ть вместе с устройством, Опускание уровня размывающих струй осуществляется опусканием колонны труб, для чего в пэкере б из пневмокамеры стравливают некоторое количество воздуха. При этом из выемачных рабочих камер стравливается некоторое количество воздуха, вследствие чего пульпа перестает подниматься, а регулятор уровня жидкости перекрывает насадки. После установки IIB заданную глубину давление в пакере 6 и выемочных камерах доводят да рабочих значений и включают гидромониторные насадки.

1682574

Фалор ая

Формула изобретения

1, Способ извлечения слабосвязных пород полезных ископаемых из подземных формаций, включающий вскрытие формации скважиной, обсадку ее в интервале налегающих пород и герметизацию, размыв пород формаций струей жидкости в направлении сверху вниз с выдачей размытых пород на поверхность и формированием выемочных камер, отл ич а ю щи йся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения за счет увеличения радиуса размыва и повышения достоверности отбора проб, в скважину подают сжатый воздух, а размыв пород осуществляют горизонтальными попарно противоположно направленными струями жидкости с формированием вертикальных щелевых выемочных камер и межкамерных целиков.

2, Устройство для извлечения слабосвязных полезных ископаемых из подземных формаций, содержащее обсадную трубу, колонну труб с пульпоприемными от5 верстиями и встроенной поменьшей мере одной гидромониторной насадкой, пакер, установленный у нижнего торца обсадной трубы, и пакерирующий элемент, о т л и ч а ю ще е с я тем, что оно снабжено цилиндриче10 ским породосборником с приемными окнами в его верхнем торце, воздухопроводом и регулятором уровня жидкости, причем последний установлен на колонне труб с возможностью осевого перемещения, 15 воздухопровод проведен через пакер, а породосборник жестко закреплен на нижнем конце колонны труб, при этом пакерирующий элемент установлен у верхнего торца породосборника, а гидромсниторные на20 садки установлены попарно противополож, но направленными,