CN107366505B - 一种地浸采铀钻孔结构施工方法 - Google Patents

一种地浸采铀钻孔结构施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种地浸采铀新型钻孔结构施工方法，其包括步骤：(a)裸孔钻进至矿层上部5～10m，更换钻头钻进至设计深度；(b)用稀泥浆替换孔内泥浆后，进行综合物探测井，确定矿层位置，确定井管长度、过滤器位置和长度，换用牙轮钻头扩孔到要求深度得到裸孔；(c)扩孔结束后用稀泥浆循环冲洗裸孔，然后向裸孔内依次下入配置好的套管；(d)从套管底部向管外环形空间注入普通硅酸盐水泥浆封至孔口，完成注浆固井作业；(e)水泥注浆固井16～18h，对矿层段进行切割，形成矿层切割段；(f)切割完毕后向套管内下放过滤器至矿层段。本发明解决了现有技术中不足，实现钻孔施工的“提质、增效、降耗”。

Description

一种地浸采铀钻孔结构施工方法
技术领域
本发明属于铀矿浸出工艺技术领域，具体涉及一种地浸采铀钻孔结构施工方法。
背景技术
地浸工艺钻孔是浸出剂进入砂岩铀矿床和浸出液提升至地表的唯一通道，它控制着注入的浸出剂在含矿含水层中的分布和在矿层中运移情况，决定浸出剂能否充分与矿层中的铀矿物发生反应、浸出液被地下水稀释程度以及地下水环境是否造成污染和污染程度。同时，地浸钻孔的施工成本和质量在很大程度上决定了地浸开采的技术经济可行性、开采的合理性和有效性。因此提高地浸工艺钻孔施工效率和钻孔质量是地浸开采提质增效的关键。
目前应用较多的地浸钻孔结构是大孔径填砾结构，该钻孔结构是采用大孔径钻头开孔，为保证物探测井的准确性，钻至含矿含水层顶板上部时，更换小钻头揭穿矿层，在利用大孔径钻头扩孔，依次下入沉沙管、环形外骨架过滤器和套管，为满足过滤器段渗透性，同时防止泥沙进入过滤器，需要对过滤器段进行填砾，最后利用套管外注浆工艺进行固井封孔。大孔径填砾钻孔结构在施工和成井过程中存在以下不足：施工周期长，防泥沙性较差，钻孔成井率低，洗井劳动强度大，成本高，施工质量较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其能够提高钻孔施工的“提质、增效、降耗”，以解决目前钻孔施工工艺存在的施工周期长、防泥沙性较差、钻孔成井率低、洗井劳动强度大、成本高和施工质量较差等难题。
实现本发明目的的技术方案：一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其包括如下步骤：
(a)裸孔钻进采用Φ180～230mm钻头开孔，钻进至矿层上部5～10m，更换Φ130～170mm钻头，钻进至设计深度；
(b)用稀泥浆替换孔内泥浆后，进行综合物探测井，确定矿层位置，确定井管长度、过滤器位置和长度，换用Φ180～230mm牙轮钻头扩孔到要求深度得到裸孔；
(c)扩孔结束后用稀泥浆循环冲洗裸孔，然后向裸孔内依次下入配置好的套管；
(d)从套管底部向管外环形空间注入水灰比为1：(0.8～1.5)普通硅酸盐水泥浆封至孔口，完成注浆固井作业；
(e)水泥注浆固井16～18h，对矿层段进行切割，形成矿层切割段；
(f)切割完毕后向套管内下放过滤器至矿层段。
如上所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其步骤(b)所述的稀泥浆的含沙量<5％，粘度<30s，密度1.0～2.0g/cm3。
如上所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其步骤(c)所述的稀泥浆的含沙量<5％，粘度<30s，密度1.0～2.0g/cm3。
如上所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其步骤(c)所述的依次下入配置好的套管，其井管顶端第一根套管长度固定为0.8～1.2米，底端套管切17～23cm长三角口。
如上所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其步骤(c)所述的依次下入配置好的套管，其井管顶端第一根套管长度固定为1米，底端套管切20cm长三角口。
如上所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其所述的过滤器包含底部沉砂管。所述的沉砂管长度为过滤器底部至钻孔底部的距离。
如上所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其步骤(e)所述的对矿层段进行切割，切割方式为沿轴向切割3～6条切割缝隙，缝隙长度为过滤段长度的110％～130％，保证过流面积。
如上所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其步骤(f)下放过滤器后，过滤器上部与套管由隔塞进行密封。所述的隔塞遇水膨胀，隔塞宽度大于10cm，保证过滤器与套管紧密连接，并且不使过滤器由于浮力造成上浮。
本发明的效果在于：本发明所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其解决了现有技术中施工周期长、防泥沙性较差、钻孔成井率低、洗井劳动强度大、成本高和施工质量较差等不足，实现钻孔施工的“提质、增效、降耗”。
附图说明
图1为本发明所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法工艺流程示意图；
图2为本发明所述的一种地浸采铀钻孔结构示意图；
图中：1.套管；2.裸孔；3.隔塞；4.过滤器；5.沉砂管；6.注浆固井；7.矿层切割段；8.矿层段。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法作进一步描述。
实施例1
如图1至图2所示，本发明所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其包括如下步骤：
(a)裸孔钻进采用Φ215mm钻头开孔，钻进至矿层上部8m，更换Φ151mm钻头，钻进至设计深度；
(b)用稀泥浆替换孔内浓泥浆后，进行综合物探测井，确定矿层位置，确定井管长度、过滤器位置和长度，换用Φ215mm牙轮钻头扩孔到要求深度得到裸2；所述的稀泥浆含沙量<5％，粘度<30s，密度1.3g/cm3。
(c)扩孔结束后用稀泥浆循环冲洗裸孔2，然后向裸孔2内依次下入配置好的套管1；井管顶端第一根套管长度固定为1米，底端套管切20cm长三角口。所述的稀泥浆含沙量<5％，粘度<30s，密度1.3g/cm3。
(d)从套管1底部向管外环形空间注入水灰比1：1普通硅酸盐水泥浆封至孔口，完成注浆固井6作业；
(e)水泥注浆固井17h，对矿层段进行切割，形成矿层切割段7；切割方式为沿轴向切割5条切割缝隙，缝隙长度为过滤段长度的120％，保证过流面积。
(f)切割完毕后向套管内下放过滤器4至矿层段8。所述的过滤器4包含底部沉砂管5，沉砂管5长度为过滤器底部至钻孔底部的距离。
下放过滤器4后，过滤器上4部与套管1由隔塞3进行密封，隔塞3遇水膨胀，隔塞3宽度大于10cm，保证过滤器4与套管1紧密连接，并且不使过滤器4由于浮力造成上浮。
实施例2
如图1至图2所示，本发明所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其包括如下步骤：
(a)裸孔钻进采用Φ180mm钻头开孔，钻进至矿层上部5m，更换Φ130mm钻头，钻进至设计深度；
(b)用新鲜稀泥浆替换孔内浓泥浆后，进行综合物探测井，确定矿层位置，确定井管长度、过滤器位置和长度，换用Φ180mm牙轮钻头扩孔到要求深度得到裸孔2；所述的新鲜稀泥浆含沙量<5％，粘度<30s，密度1.0g/cm3。
(c)扩孔结束后用稀泥浆循环冲洗裸孔2，然后向裸孔2内依次下入配置好的套管1；井管顶端第一根套管长度固定为0.8米，底端套管切17cm长三角口。所述的稀泥浆含沙量<5％，粘度<30s，密度1.0g/cm3。
(d)从套管1底部向管外环形空间注入水灰比1：0.8普通硅酸盐水泥浆封至孔口，完成注浆固井6作业；
(e)水泥注浆固井16h，对矿层段进行切割，形成矿层切割段7；切割方式为沿轴向切割3条切割缝隙，缝隙长度为过滤段长度的130％，保证过流面积。
(f)切割完毕后向套管内下放过滤器4至矿层段8。所述的过滤器4包含底部沉砂管5，沉砂管5长度为过滤器底部至钻孔底部的距离。
下放过滤器4后，过滤器上4部与套管1由隔塞3进行密封，隔塞3遇水膨胀，隔塞3宽度大于10cm，保证过滤器4与套管1紧密连接，并且不使过滤器4由于浮力造成上浮。
实施例3
如图1至图2所示，本发明所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其包括如下步骤：
(a)裸孔钻进采用Φ230mm钻头开孔，钻进至矿层上部10m，更换Φ170mm钻头，钻进至设计深度；
(b)新鲜稀泥浆替换孔内浓泥浆后，进行综合物探测井，确定矿层位置，确定井管长度、过滤器位置和长度，换用Φ230mm牙轮钻头扩孔到要求深度得到裸孔2；所述的新鲜稀泥浆含沙量<5％，粘度<30s，密度2.0g/cm3。
(c)扩孔结束后用稀泥浆循环冲洗裸孔2，然后向裸孔2内依次下入配置好的套管1；井管顶端第一根套管长度固定为1.2米，底端套管切23cm长三角口。所述的稀泥浆含沙量<5％，粘度<30s，密度2.0g/cm3。
(d)从套管1底部向管外环形空间注入水灰比1：1.5普通硅酸盐水泥浆封至孔口，完成注浆固井6作业；
(e)水泥注浆固井18h，对矿层段进行切割，形成矿层切割段7；切割方式为沿轴向切割6条切割缝隙，缝隙长度为过滤段长度的110％，保证过流面积。
(f)切割完毕后向套管内下放过滤器4至矿层段8。所述的过滤器4包含底部沉砂管5，沉砂管5长度为过滤器底部至钻孔底部的距离。
下放过滤器4后，过滤器上4部与套管1由隔塞3进行密封，隔塞3遇水膨胀，隔塞3宽度大于10cm，保证过滤器4与套管1紧密连接，并且不使过滤器4由于浮力造成上浮。
实施例4
如图1至图2所示，本发明所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其包括如下步骤：
(a)裸孔钻进采用Φ210mm钻头开孔，钻进至矿层上部5～10m，更换Φ140mm钻头，钻进至设计深度；
(b)新鲜稀泥浆替换孔内浓泥浆后，进行综合物探测井，确定矿层位置，确定井管长度、过滤器位置和长度，换用Φ220mm牙轮钻头扩孔到要求深度得到裸孔2；所述的新鲜稀泥浆含沙量<5％，粘度<30s，密度1.5g/cm3。
(c)扩孔结束后用稀泥浆循环冲洗裸孔2，然后向裸孔2内依次下入配置好的套管1；井管顶端第一根套管长度固定为1米，底端套管切20cm长三角口。所述的新鲜稀泥浆含沙量<5％，粘度<30s，密度2.0g/cm3。
(d)从套管1底部向管外环形空间注入水灰比1：1.2普通硅酸盐水泥浆封至孔口，完成注浆固井6作业；
(e)水泥注浆固井16h，对矿层段进行切割，形成矿层切割段7；切割方式为沿轴向切割4条切割缝隙，缝隙长度为过滤段长度的115％，保证过流面积。
(f)切割完毕后向套管内下放过滤器4至矿层段8。所述的过滤器4包含底部沉砂管5，沉砂管5长度为过滤器底部至钻孔底部的距离。
下放过滤器4后，过滤器上4部与套管1由隔塞3进行密封，隔塞3遇水膨胀，隔塞3宽度大于10cm，保证过滤器4与套管1紧密连接，并且不使过滤器4由于浮力造成上浮。
上述地浸采铀钻孔结构施工方法，能够解决现有技术存在的施工周期长、防泥沙性较差、钻孔成井率低、洗井劳动强度大、成本高和施工质量较差等不足，实现钻孔施工的“提质、增效、降耗”。

Claims (9)

1.一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(a)裸孔钻进采用Φ180～230mm钻头开孔，钻进至矿层上部5～10m，更换Φ130～170mm钻头，钻进至设计深度；
(b)用稀泥浆替换孔内泥浆后，进行综合物探测井，确定矿层位置，确定井管长度、过滤器位置和长度，换用Φ180～230mm牙轮钻头扩孔到要求深度得到裸孔(2)；
(c)扩孔结束后用稀泥浆循环冲洗裸孔(2)，然后向裸孔(2)内依次下入配置好的套管(1)；所述的依次下入配置好的套管(1)，其井管顶端第一根套管长度固定为0.8～1.2米，底端套管切17～23cm长三角口；
(d)从套管(1)底部向管外环形空间注入水灰比为1：(0.8～1.5)普通硅酸盐水泥浆封至孔口，完成注浆固井(6)作业；
(e)水泥注浆固井16～18h，对矿层段进行切割，形成矿层切割段(7)；
(f)切割完毕后向套管内下放过滤器(4)至矿层段(8)。
2.根据权利要求1所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：步骤(b)所述的稀泥浆的含沙量<5％，粘度<30s，密度1.0～2.0g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：步骤(c)所述的稀泥浆的含沙量<5％，粘度<30s，密度1.0～2.0g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：步骤(c)所述的依次下入配置好的套管(1)，其井管顶端第一根套管长度固定为1米，底端套管切20cm长三角口。
5.根据权利要求1所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：所述的过滤器(4)包含底部沉砂管(5)。
6.根据权利要求5所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：所述的沉砂管(5)长度为过滤器底部至钻孔底部的距离。
7.根据权利要求1所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：步骤(e)所述的对矿层段进行切割，切割方式为沿轴向切割3～6条切割缝隙，缝隙长度为过滤段长度的110％～130％，保证过流面积。
8.根据权利要求1所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：步骤(f)下放过滤器(4)后，过滤器(4)上部与套管(1)由隔塞(3)进行密封。
9.根据权利要求8所述的一种地浸采铀钻孔结构施工方法，其特征在于：所述的隔塞(3)遇水膨胀，隔塞(3)宽度大于10cm，保证过滤器(4)与套管(1)紧密连接，并且不使过滤器(4)由于浮力造成上浮。
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