CN1412414A - 一种爆破开通与压裂封闭盐层的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种爆破开通与压裂封闭盐层的方法及装置，是利用盐矿现有钻机，将装有炸约、聚能器、装药结构等的爆破弹安装于钻杆前端，沿盐井送至并定位于封闭盐层所处位置，引爆爆破弹，将封闭盐层段固井套管和混凝土外环粉碎及剥离，实现全层厚开通封闭盐层及压裂盐层的目的。可实现快速建槽、高产稳回采，延长矿山寿命，可有效降低开采成本，经济效益显著。本发明可适用于各种类型井盐矿，也适用可液相开采的其它矿(如油、气、芒硝等)。

Description

一种爆破开通与压裂封闭盐层的方法及装置

技术领域：

本发明公开了一种爆破开通与压裂封闭盐层的方法及装置，以实现用

口(组)盐井完成多个盐层逐层分层回采的目的。并具有建槽快、高产稳产回采的特点。

技术背景：

岩盐矿多为多盐层矿，其回采方式大都采用钻井分层回采，先钻井至第一盐层(最底部盐层) 然后用钢质套管和混凝土进行全程固井，利用套管和中心管构成对流回采通道，实现第一盐层的回采；因固井封隔了上部所有盐层，使之与盐井之间处于封闭状态，当完成第一盐层回采后，无法利用现有盐井再回采上部盐层，造成了资源的巨大浪费和开采成本显著增高。为此提出了钻除、射孔及切割等方法消除固井封隔，实现封闭盐层的开通，但因这些方法普遍存在准确度差、费用高、施工难度大等缺点，且这些方法仅能以弹孔或切割槽的形式使封闭盐层与盐井沟通。这种局部开通很难满足水溶采盐对通道和溶蚀面积的要求，因此，上述方法在生产中很少使用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种可靠性高，工艺简单、操作方便、成本低、效果好，既能全层(盐层)厚开通封闭盐层，又同时能大范围压裂盐层并具有安全和高效回采特征的爆破开通与压裂封闭盐层的方法及装置。

本发明-----一种爆破开通与压裂封闭盐层的方法是采用下述方案实现的：利用盐矿现有钻机，将爆破弹安装于钻杆前端，沿盐井精确送至并定位于封闭盐层所处位置，引爆爆破弹，凭借爆炸瞬间释放的巨大能量将封闭盐层段固井套管和混凝土外环粉碎及剥离，实现全层厚开通封闭盐层及同时大范围压裂盐层的目的。所述爆破弹为装有与工况环境、效果要求相匹配的炸药，以及装有用于调节爆炸能量传播方向、大小的聚能器、装药结构等构成，以实现仅粉碎盐层段固井结构而不破坏盐层以上固井结构的目标。

本发明-----种爆破开通与压裂封闭盐层的装置是采用下述方案实现的：它有一壳体，两端各设有一导向锥，在上导向锥的一侧延伸有一端为螺母的过渡管，另一侧延伸一中心管至壳体中，且中心管与过渡管相互联通，在中心管靠近上导向锥的一端设有一聚能器，一雷管设置于中心管中，在中心管与壳体之间填充有固体炸药。所述炸药为TNT和RDX的混合物，其组份配比为：(重量比)TNT：60～70；RDX：30～40。

本发明由于采用上述方案及装置，一方面，由刚性钻杆计量能确保爆破弹定位精确到100％，有效保证了盐井与目的盐层之间全层厚贯通和压裂的可靠性，为单井对流回采提供了足够的两管距离和溶蚀面积，确保了被开通盐层回采的低耗高效；另一方面因引爆后，由炸药特性和爆炸作用特征决定了在瞬间产生对套管的强烈冲击，并在套管中产生冲击压应力波。套管直接受到炸药爆轰压力的作用，固井套管被击碎；在爆轰波冲击套管的同时，高温高压气体急剧膨胀，加剧了冲击波的破坏作用，加剧了裂缝的扩展。同时，迫使已破碎套管作经向移动，当套管中传播的压应力波到达套管与混凝土外环的交界面时，压应力波在此界面上形成折射和反射，折射部分进入混凝土外环并在其中传播，而反射则将原压应力波反射成拉应力波。继续作用于套管，直至将已破碎套管拉断及剥离。而进入混凝土外环传播的压应力波到达混凝土外环和盐层的交界面时，再次形成折射和反射，反射形成拉应力波将混凝土外环拉断及剥离。至此，原封闭盐层的套管和混凝土外环被彻底粉碎和剥离，使盐井与盐层形成一“空腔”，实现裸露开通封闭盐层的目的；另外，由混凝土外环与盐层的交界面折射进入盐层的压应力波在盐层中向远处传播，由于盐层经向可视为无限盐层而设有可形成折射和反射的变质界面，因此，其只能对盐层产生压力作用，在爆生气体膨胀作功的共同作用下，使岩盐在一定范围内产生和扩张裂隙，实现压裂盐层。到此，爆炸释放的能量完成了开通封闭盐和压裂封闭盐层任务，实现了爆破开通与压裂封闭盐层的目的。由于炸药品种的选择中就考虑了破坏中保护的要求，特别是通过装药结构的调整、聚能器等，实现了对爆炸能量大小和传播方向调节，获行了既实现开通与压裂所需的粉碎性破碎，又同时满足盐井再生产所需的完整或安全的爆破效果，使利用一口(组)盐井完成多个或全面盐层的逐层分层回成为现实。由于爆破对紧贴混凝土外环的岩盐生产的高压、高热和伴随剥离，形成了空腔和大范围压裂，为水溶采盐提供了非常溶蚀面积和破岩盐，保障了快速建槽、高产稳回采及资源回收率高的实现。有效地降低了开采投资成本，提高了生产能力及产品质量(卤水浓度)、经济效益显著。资源回收率的提高、有效延长了矿山寿命进而产生了巨大的社会效益。本发明可适用于各种类型井盐矿，也适用可液相开采的其它矿(如油、气、芒硝等)。

附图说明：

附图为本发明的结构示意图。

实施例；

见附图，本发明一种爆破开通与压裂封闭盐层的装置包括：螺母1、过渡管3、上、下导向锥4、11，聚能器5、外壳6、炸药7、雷管8、中心管9组成，所述外壳6为一圆柱筒体，两端各设有一上、下导向锥4、11，在上导向锥4一侧延伸有一端固装有螺母1的过渡管3，另一侧延伸有一处于外壳6中的中心管9，且中心管9与过渡管3相互联通，在中心管9中设有一雷管8，其靠近上导向锥的一端设有一聚能器5，在中心管9与外壳6之间填充有固态炸药7，所述炸药7由TNT与RDX混合构成，其组份配比为：(重量比)TNT：60～70；RDX：30～40。

Claims (3)

1、一种爆破开通与压裂封闭盐层的方法，其特征是：采用盐矿现有钻机，将爆破弹安装于钻杆前端，沿盐井送至并定位于封闭盐层所处位置，引爆爆破弹，利用爆炸瞬间释放的巨大能量将封闭盐层段固井套管和混凝土外环粉碎及剥离。

2、一种爆破开通与压裂封闭盐层的装置，包括螺母(1)、过渡管(3)、上、下导向锥(4)、(11)，聚能器(5)、外壳(6)、炸药(7)、雷管(8)、中心管(9)，所述外壳(6)为一圆柱筒体，其特征在于：外壳(6)两端各设有一上、下导向锥(4)、(11)，在上导向锥(4)一侧延伸有一端固装有螺母(1)的过渡管(3)，另一侧延伸有一处于外壳(6)中的中心管(9)，且中心管(9)与过渡管(3)相互联通，在中心管(9)中设有一雷管(8)，其靠近上导向锥的一端设有一聚能器(5)，在中心管(9)与外壳(6)之间填充有固态炸药(7)。

3、根据权利要求2所述的一种爆破开通与压裂封闭盐层的装置，其特征在于：所述炸药(7)由TNT与RDX混合构成，其组份配比为：(重量比)TNT：60～70；RDX：30～40。