Способ скважинной разработки многолетнемерзлых россыпей

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гидродобычи полезных ископаемых, опробования продуктивных горизонтов, а также создания подземных хранилищ в мерзлых осадочных породах. Сущность способа: в скважине устанавливают две концентрично расположенные герметично соединенные на устье скважины обсадные колонны, причем наружную обсадную колонну закрепляют ниже зоны сезонного протаивания мерзлых пород, а внутреннюю размещают до кровли продуктивного пласта. Пласт отрабатывают путем затопления формируемой камеры водой, а прокачиваемый через воду воздух накапливают в затрубном и межтрубном пространствах обсадных колонн и поддерживают уровень воды во внутренней обсадной колонне над кровлей продуктивного пласта. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гидродобычи полезных ископаемых и опробования продуктивных горизонтов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ скважинной гидродобычи материалов, включающий размещение в скважине напорной колонны с гидромонитором и пульповыдачной колонны, ввод в камеру сжатого воздуха, размыв материала струей из гидромонитора, периодическое затопление части камеры с поддержанием уровня пульпы между гидромонитором и всасом пульповыдачной колонны и выдачу пульпы на поверхность [1] . Недостатками данного способа являются большие энергозатраты на размыв камеры гидромонитором и создание большого давления сжатого воздуха для осушения камеры и подъема пульпы.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки за счет снижения энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что в способе скважинной разработки многолетнемерзлых россыпей, включающем вскрытие продуктивного пласта скважиной и крепление ее обсадной колонной, размещение в скважине водонапорной, воздухоподающей и пульпоподъемных труб, отработку продуктивного пласта на всю его мощность камерой, с поддержанием в ней заданного уровня раздела "вода-воздух"", удаление воздуха из камеры по обсадной колонне и подъем пульпы на поверхность, скважину крепят двумя обсадными концентрично расположенными колоннами, загерметизированными между собой на устье скважины, причем наружную обсадную колонну закрепляют в скважине ниже зоны сезонного протаивания мерзлых пород, а внутренней обсадной колонной перекрывают мерзлые покрывающие породы до кровли продуктивного пласта, при этом камеру отрабатывают при постоянном затоплении ее водой, с прокачкой через толщу воды воздуха и накапливанием в затрубном и межтрубном пространствах обсадных колонн, а уровень воды поддерживают во внутренней обсадной колонне в интервале покрывающих пород.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от прототипа наличием признаков, изложенных в отличительной части формулы предлагаемого изобретения, и это позволяет судить о его соответствии критерию "новизна".

Способ скважинной разработки осуществляется по схеме, изображенной на чертеже.

С поверхности полигона бурят скважину 1 ниже продуктивного пласта 2. Скважину 1 крепят двумя обсадными колоннами, которые расположены концентрично относительно друг друга. Наружную 3 обсадную колонну закрепляют в интервале покрывающих пород 4 ниже границы 5 сезонного протаивания мерзлых пород, а внутренней 6 обсадной колонной перекрывают мерзлые покрывающие породы 4 до кровли 7 продуктивного пласта 2. На устье 8 скважины 1 наружная 3 и внутренняя 6 обсадные колонны загерметизированы между собой. Затем в скважину 1 опускают пульпоподъемную трубу 9, воздухоподающую трубу эрлифта 10, водоподающую трубу 11 и воздухоподающую трубу 12, нижний конец которой располагают в нижней части скважины 1.

Подогретая от солнечной энергии вода из поверхностного водоема подается насосом по водоподающей трубе 11 к подошве продуктивного пласта 2 и движется вверх по стенкам скважины 1, отдавая за счет конвекции тепло мерзлым породам продуктивного пласта 2. Частицы пород по мере оттаивания опускаются под тяжестью собственного веса в нижнюю часть скважины 1 и засасываются в пульпоподъемную трубу 9, в которую по воздухоподводящей трубе эрлифта 10 подается сжатый воздух. При этом в интервале продуктивного пласта 2 образуется камера 13. Уровень воды 14 в скважине 1 при откачке гидросмеси оттаявших пород поддерживается во внутренней 6 обсадной колонне в интервале покрывающих пород 4 путем регулирования расходов воды, подаваемой по водоподающей трубе 11 и сжатого воздуха, подаваемого по воздухоподающей трубе эрлифта 10.

Чтобы не происходила оттайка пород у кровли камеры 13 и в скважине 1 в интервале покрывающих пород 4, по воздухоподающей трубе 12 подается сжатый воздух, который, проходя через толщу воды камеры 13, охлаждается и накапливается у кровли камеры 13, между стенками скважины 1 и внутренней 6 обсадной колонной, а также в межтрубном пространстве наружной 3 и внутренней 6 обсадных колонн. Избыточный воздух из кровли камеры 13 удаляется по внутренней 6 обсадной колонне в атмосферу.

Отработку камеры производят до предельно устойчивого пролета кровли, достижение которого можно определить по сбойке с ранее отработанными камерами путем изменения в них уровня воды или гидролокационными замерами.

Применение данного способа позволяет поддерживать уровень воды в камере на уровне башмака внутренней обсадной колонны, тем самым предотвращая разубоживание полезного ископаемого покрывающими породами, что также повышает эффективность. (56) Авторское свидетельство СССР N 1265339, кл. E 21 C 45/00, 1985.

Формула изобретения

СПОСОБ СКВАЖИННОЙ РАЗРАБОТКИ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ РОССЫПЕЙ, включающий вскрытие продуктивного пласта скважиной, установку в ней по меньшей мере одной обсадной и одной напорной колонны труб, пульпоподъемной трубы, отработку продуктивного пласта на всю его мощность с формированием камеры и поддержанием в ней заданного уровня раздела "вода - воздух", удаление воздуха из камеры по обсадной колонне и подъем пульпы на поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки за счет снижения энергозатрат, в скважине устанавливают водо- и воздухонапорные колонны труб и две концентрично расположенные герметично соединенные на устье скважины обсадные колонны, причем наружную обсадную колонну закрепляют ниже зоны сезонного протаивания мерзлых пород, а внутреннюю размещают до кровли продуктивного пласта, при этом последний отрабатывают путем затопления формируемой камеры водой, а прокачиваемый через воду воздух накапливают в затрубном и межтрубном пространствах обсадных колонн и поддерживают уровень воды во внутренней обсадной колонне над кровлей продуктивного пласта.

РИСУНКИ

Рисунок 1