CN1702290A - 一种爆破治理盐井窜卤的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种爆破治理盐井窜卤的方法及装置，是将装有炸药、爆炸封隔器、控制装置等的装置用下钻或测井方法将装置沿盐井送至盐井最上部盐层顶板基岩段内适合造堵处，引爆装置，利用爆炸瞬间产生的能量，将堵头段的固井套管和水泥环彻底粉碎并销毁局部基岩，形成沿径向向外凸进井外基岩外缘形成裂缝和裂隙的圆柱状空腔；装置中的爆炸封隔器经爆炸扩张卡固于堵头段下方的盐井内，将下部采空腔隔断；然后向空腔压注水泥，使水泥充满空腔和渗入裂缝、裂隙，最终使封堵、基岩和固井层三者紧密凝结为一整体，进而彻底、持久消除盐井窜卤。该方法具有成腔可靠、封堵效果好、安全、工艺简便等优点，适用于其它液相开采矿山的窜漏治理。

Description

一种爆破治理盐井窜卤的方法及装置

技术领域：本发明涉及一种盐井造堵治理盐井窜卤的方法和装置。

背景技术：目前，在我国采用钻井水溶方法开采岩盐的生产中，经常会遇到盐井窜卤。造成盐井窜卤的主要原因是在成井时会在固井水泥环中不同程度地形成空穴、蜂窝状结构、网络状缝隙等固井质量缺陷。固井套管长年遭受卤水的腐蚀破坏，以及地压扰动等的作用下，使某个某些固井质量缺陷点或面受力加剧，形成缝隙、穿孔甚至断裂等损坏，导致套管隔断卤水的功能失效。经套管破损点涌出的卤水首先进入水泥环，因水泥环的密实度、整体性和耐腐性通常低于井外基岩，以及固井质量缺陷的存在，使涌出卤水不能或不易进入基岩中，而集中于水泥环中，并凭借自身的强大腐蚀破坏能力和压力，在不断扩大与延伸水泥环中的固井残存缝隙的同时不停歇地向上窜动，迅速在水泥环中形成具有一定导流能力的窜卤通道，使大量卤水沿此通道上窜而产生盐井窜卤。盐井窜卤不仅会迫使生产盐井报废而使开采投资陡增，还因无法进行设定矿块的开采而造成巨大资源浪费，更为严重是窜卤会导致的地下水污染、房屋倒塌、耕地盐碱化、地面下沉乃至塌陷等地质灾害发生。以截流原理为基础的盐井封堵技术，旨在将上窜卤水堵截在含盐段地层内，是目前治理盐井窜卤的有效途径。为此先后提出了盐井内造堵、射孔造堵和切割造堵等方法，因这些方法有的未涉及销毁固井层、有的仅能局部销毁固井层、有的即使径向可销毁固井层，但轴向有限。而在未销毁的固井层中不可避免会残留下随时间扩展的窜卤通道，或因堵塞太薄不能保持截窜封堵持久而导致治理失效。

发明内容：本发明的目的在于提供一种利用爆炸能量彻底销毁堵头段固井层和局部基岩，堵截窜卤的封堵头长度可达数米段长，且径向向外凸进井外基岩，使封堵、固井层和基岩三者紧密凝结为整体，进而达到彻底、持久消除盐井窜卤治理的方法及装置。

本发明采用的爆破治理盐井窜卤方法的技术方案是：通过选择与工况环境和目的相匹配的炸药以及调节爆炸能量作功效应的控制技术，将炸药、控制装置和爆炸封隔器等组合制备成既产生又能调控爆炸能的装置，用下钻或测井的方法将该装置沿盐井送至盐井最上部盐层顶板以上基岩段内适合造堵处，引爆装置，利用爆炸瞬间产生的能量，将堵头段的固井套管和水泥环彻底粉碎并销毁局部基岩，形成轴向数米长且沿径向向外凸进井外基岩数米的外缘形成裂缝和裂隙的园柱状空腔；装置中的爆炸封隔器经爆炸扩张卡固于堵头段下方的盐井内，将下部采空溶腔隔断；然后用孔底压注法，将水泥浆向空腔内压注，水泥充满空腔和渗入裂缝、裂隙中直至从井口漫出，形成封堵；空腔中的水泥浆凝固形成嵌进井外基岩的园柱状截窜封堵头，缝隙中水泥浆凝固则使截窜封堵、基岩和固井层三者紧密凝结为一整体。进而使上窜卤水被堵截在含盐段地层内，达到彻底、持久消除盐井窜卤的治理目的。

本发明爆破治理盐井窜卤方法所用装置的技术方案是：装置由连接螺母、雷管引线、卸力管、上导向锥、外壳、炸药、雷管束、金属中心管、爆炸封隔器等部件组成。外壳和中心管均由金属材料制成。外壳是上部有一环状V形槽的圆柱筒体，外壳的一端面与上部为圆锥形下部为圆柱形的爆炸封隔器相接，另一端面与上导向锥相接，在上导向锥的一侧延伸有一端装有连接螺母的卸力管，另一侧延伸有一处于外壳中的延伸至爆炸封隔器中的金属中心管，中心管与卸力管相通，中心管中设有雷管束和雷管引线，中心管与外壳之间和伸入爆炸封隔器中的中心管的部分填充有固体炸药。所述固体炸药为RDX和TNT的混合熔铸体，其组分配比为：(重量比)RDX：50～30％；TNT：50～70％。

本项发明由于采用上述方案和装置，满足了在复杂工况条件下销毁堵头段固井层和局部基岩而形成空腔等的需求。尤其是把匹配炸药等组合制备成具有产生与调控爆炸能的弹状装置，既使炸药不直接接触井内卤水和井壁，排除了环境对炸药的腐蚀、污染和摩擦等破坏作用，又有效地提高了炸药的抗压能力等力学性能和爆炸能量的调控效应，更好的满足了下井输送要求。该方法具有机理合理、成腔可靠、封堵效果好、安全、工艺简便等优点，为治理盐井窜卤提供了一种新方法、新工艺，还可恢复原窜卤盐井呆滞矿产资源的回采。适用于其它液相开采矿山(如石油、芒硝、天然碱等矿)的窜漏治理。

附图说明：图1为本发明所用装置的结构示意图。

具体实施例：如附图：装置由连接螺母1、雷管引线2、卸力管3、上导向锥4、外壳5、炸药6、雷管束7、中心管8、爆炸封隔器9组成。外壳5是上部有一环状V形槽的金属圆柱筒体，外壳5的一端面与上部为圆锥形下部为圆柱形的爆炸封隔器9相接，另一端面与上导向锥4相接，在上导向锥4的一侧延伸有一端装有连接螺母1的卸力管2，另一侧延伸有一处于外壳中的延伸至爆炸封隔器9中的金属材料制成的中心管8，中心管8与卸力管3相通，中心管8中设有一雷管束7和雷管引线2，中心管8与外壳5之间和伸入爆炸封隔器中9的中心管8的部分填充有炸药6。装置长度为3米。所述炸药6为RDX和TNT的混合熔铸体，其组分配比为：(重量比)RDX：50～30％；TNT：50～70％。

用下钻或测井的方法将装置沿盐井送至盐井最上部盐层顶板以上基岩段内适合造堵处，引爆装置，引爆后，炸药爆炸释放的巨大能量受调控装置的作用，将堵头段的套管、水泥环和局部基岩击碎，形成一以井轴线为中心、轴向长度稍大于装置长度、径向凸进基岩可达数米的准园柱状空腔，空腔外缘为伴有裂缝的崭新基岩面；此外，装置的爆炸封隔器9，经爆炸扩胀后卡固于堵头段下方的盐井内，再经爆碴的冲击夯实与覆盖，在堵头段下方形成一预堵隔断下部已采溶腔；空腔上端中部与盐井连通，下端为预堵隔断，实现爆破制备截卤封堵空腔的目标。然后用孔底压注法，将水泥浆向空腔内压注直至从井口漫出，形成既嵌进井外基岩，又使基岩、固井层和封堵三者紧密凝结成整体的嵌岩截窜封堵。达到了彻底截断盐井原有窜卤通道，可靠、持久消除盐井窜卤的治理目的。

用上述方法和装置，成功地完成了八口窜卤盐井的爆破治理。取得了井场附近地表窜卤灾害消失、村民水井恢复饮用、优质高效回采原窜卤呆滞矿产资源的结果。

Claims (3)

1.一种爆破治理盐井窜卤的方法，其特征在于：用下钻或测井方法将装置沿盐井送至盐井最上部盐层顶板以上基岩段内适合造堵处，引爆装置，利用爆炸瞬间产生的能量，将堵头段的固井套管和水泥环彻底粉碎，并销毁局部基岩，形成沿径向向外凸进井外基岩的外缘形成裂缝和裂隙的园柱状空腔；装置中的爆炸封隔器经爆炸扩张卡固于堵头段下方的盐井内，将下部采空溶腔隔断；然后用孔底压注法，将水泥浆向空腔内压注，水泥充满空腔和渗入裂缝、裂隙中直至从井口漫出，形成封堵；空腔中的水泥浆凝固形成嵌进井外基岩的园柱状截窜封堵头，缝隙中水泥浆凝固则使截窜封堵、基岩和固井层三者紧密凝结为一整体。

2.一种权利要求1所述方法所用的装置，包括连接螺母(1)、雷管引线(2)、卸力管(3)、上导向锥(4)、外壳(5)、炸药(6)、雷管(7)、中心管(8)等部件，外壳(5)的一端面与上导向锥(4)相接，在上导向锥(4)的一侧延伸有一端装有连接螺母(1)的卸力管(2)，另一侧延伸有一处于外壳(5)中的中心管(8)，中心管(8)与卸力管(2)相通，中心管(8)中设有雷管束(7)，中心管(8)与外壳(5)之间填充有固体炸药(6)，其特征在于：外壳(5)是金属材料制成的上部有一环状V形槽的圆柱筒体，外壳(5)的一端面与上部为圆锥形下部为圆柱形的爆炸封隔器(9)相接，外壳(5)中的金属材料制成的中心管(8)延伸至爆炸封隔器(9)中，伸入爆炸封隔器(9)中的中心管(8)的部分填充有固体炸药。

3.根据权利要求1所述的爆破治理盐井窜卤的方法，其特征在于：所用装置中的固体炸药为RDX和TNT的混合熔铸体，其组分配比为：(重量比)RDX：50～30％；TNT：50～70％。

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