CN212716560U - 一种地下晶间卤水抽采的井身结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利提供了一种地下晶间卤水抽采的井身结构，包括造斜井、主水平井、N支分支井、垂向联通井和主抽采井，N≥1，所述造斜井、主水平井、主抽采井顺序连通，所述每支分支井分别连通主水平井，每支分支井分别连通一支垂向联通井，所述垂向联通井、造斜井、主抽采井分别开口于地面。本实用新型采用主水平井基础上施工多个分支水平井，在垂向上施工多个联通井与各分支水平井沟通的设计方案，联通井和主抽采井在垂向上深度大于水平井，有多个含水层的情况下，联通井在垂向上能够尽可能多的连通卤水层，具有汇水面积大，单井抽水量补给充足的优点，可以有效的提高单井卤水抽采效率。

Description

一种地下晶间卤水抽采的井身结构

技术领域

本实用新型属于地下资源开发技术领域，尤其涉及一种地下晶间卤水抽采的井身结构。

背景技术

我国是农业大国，钾是农作物生长的三种重要元素之一，因此钾肥是农业生产的关键肥料，我国可溶性钾资源严重匮乏，钾肥资源的短缺制约着我国农业发展，可溶性钾盐存在找矿难度大，钾肥供需矛盾突出的问题，我国钾肥产量不能满足国内需求。

钾盐按赋存方式和相态主要为两种类型：液态钾盐和固体钾盐，按成因和储存条件等方面的差异，液态钾盐可分为现代盐湖卤水和地下富钾卤水。地下富钾卤水为后生水成溶液型钾盐矿床，是一种特殊的钾盐产出形式，在其形成过程中经历了由沉积到富集埋藏等复杂的演化阶段，具有综合利用的价值。地下卤水抽采技术目前主要有一中深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法(2014102706601)、一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法(2012101131491)、一种盐湖承压储卤水和固体盐类的开采方法(200910278206)等等。上述几种方法都不同程度的存在一些缺陷，例如一中深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法中需要人工开挖采卤渠和输卤井，工程量极大且效率较低，渗水效果并不理想；一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法中需要引入空压机进行注水加压驱动，一方面危险性较高，另一方面，流速较快导致固体可溶盐溶解量不足，开采效率较差；一种盐湖承压储卤水和固体盐类的开采方法则存在淤泥或结晶盐堵塞筛管的风险。

实用新型内容

针对上述背景技术的阐述，本实用新型提供一种地下晶间卤水抽采的井身结构，增加井下汇水面积，解决单井卤水抽采效率低的技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种地下晶间卤水抽采的井身结构，包括造斜井、主水平井、N支分支井、垂向联通井和主抽采井，N≥1，所述造斜井、主水平井、主抽采井顺序连通，所述每支分支井分别连通主水平井，每支分支井分别连通一支垂向联通井，所述垂向联通井、造斜井、主抽采井分别开口于地面。

上述技术方案中，所述垂向联通井与主抽采井在垂向上的深度大于水平井的深度。

上述技术方案中，所述分支井位于主水平井两侧，位于主水平井同侧分支井间距不小于200米。

上述技术方案中，所述分支井与主水平井存在径向夹角。

上述技术方案中，所述分支井单支长度不小于400米。

上述技术方案中，所述分支井设置方式为均匀分散设置或随机设置。

上述技术方案中，所述径向夹角范围为15°-75°。

本实用新型采用主水平井基础上施工多个分支水平井，在垂向上施工多个联通井与各分支水平井沟通的设计方案，联通井和主抽采井在垂向上深度大于水平井，有多个含水层的情况下，联通井在垂向上能够尽可能多连通过层卤水，具有汇水面积大，单井抽水量补给充足的优点，可以有效的提高单井卤水抽采效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型专利实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型专利的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例水平设置结构示意图；

其中，1造斜井；2主水平井；3分支井；4垂向联通井；5含水层；6主抽采井。

具体实施方式

下面将结合本实用新型专利的附图，对本实用新型专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型专利保护的范围。

根据图1-图2所示，作为实施例所示的一种地下晶间卤水抽采的井身结构，包括造斜井、主水平井、10支分支井、垂向联通井和主抽采井，由于非开挖钻机钻进过程中必须在地表开始造斜，达到一定深度以后才能实现水平钻进，基于地质条件选择，一般卤水层深度为40mi左右，造斜井造斜角度为，其α角度为20°，且造斜段从地面井口开始，造斜井、主水平井、主抽采井顺序连通，所述每支分支井分别连通主水平井，每支分支井分别连通一支垂向联通井，所述垂向联通井、造斜井、主抽采井分别开口于地面。

分支井位于主水平井两侧，位于主水平井同侧分支井间距不小于200米，分支井单支长度不小于400m米。分支井与主水平井存在径向夹角，径向夹角范围为15°-75°直接，按照地质条件进行选择，分支井设置方式为照地质条件均匀分散设置或随机设置。

本方案设计卤水抽采井为一组多分支水平井配合多口垂向联通井组成。

具体过程如下：

1、首先基于地质情况，设计施工造斜井和主水平井，要求主水平井在水平方向严格沿卤水含水层钻进。

2、主水平井完成以后开始使用定向侧钻工艺进行分支井施工，要求在平面上分支井与主水平井平行，分支井数量与长度依据地质特征进行具体设计，一般的，同侧分支井间距不小于200m，单个分支井长度不小于400m。

3、分支井施工完成以后开始施工垂向联通井，联通井设置目的一方面为了使卤水层与大气层联通，使井内卤水更易于流动，另外一方面对于有多层卤水的矿区，联通井能够在垂向上将各层卤水沟通，进一步增大卤水出水量，联通井要求与各分支井在含矿层沟通，同时要求联通井在垂向上深度大于水平井深度。

4、垂向联通井施工完成之后开始施工主抽采井，主抽采井底部与主水平井联通，且垂向深度大于主水平井，主抽采井孔径大小依据矿区抽水泵体积大小设置。

实施例中，假设地层卤水渗透半径为R，假设水平井长度为L(主水平井和各分支井的长度之和)，单位：米；造斜角度为α°；水平井垂深为h，单位：米；含水层厚度为h’，单位：米；井径为D，单位：米；地层渗透率为K，mD(0.9869×10^-15m²)；ΔP为渗透半径为R范围含矿层流体压力差，Pa；流体黏度为μ，单位：Pa·s；流体流过横截面积为A,单位平方米；则单位时间内通过水平井岩石孔隙流量q，m³/s为：

将(2)式代入(1)中得到单井抽水能力q为：

单井每年抽水时间为t，s，则单井年抽水量Q，m³为

Q＝qt (4)

其中渗透半径R可以通过水文地质方法获取，流体压差通过现场实测获取。

以上所述，仅为本实用新型专利的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种地下晶间卤水抽采的井身结构，其特征在于：包括造斜井、主水平井、N支分支井、垂向联通井和主抽采井，N≥1，所述造斜井、主水平井、主抽采井顺序连通，所述每支分支井分别连通主水平井，每支分支井分别连通一支垂向联通井，所述垂向联通井、造斜井、主抽采井分别开口于地面。

2.根据权利要求1所述一种地下晶间卤水抽采的井身结构，其特征在于：所述垂向联通井与主抽采井在垂向上的深度大于水平井的深度。

3.根据权利要求1或2所述一种地下晶间卤水抽采的井身结构，其特征在于：所述分支井位于主水平井两侧，位于主水平井同侧分支井间距不小于200米。

4.据权利要求3所述一种地下晶间卤水抽采的井身结构，其特征在于：所述分支井与主水平井存在径向夹角。

5.根据权利要求4所述一种地下晶间卤水抽采的井身结构，其特征在于：所述分支井单支长度不小于400米。

6.根据权利要求5所述一种地下晶间卤水抽采的井身结构，其特征在于：所述分支井设置方式为均匀分散设置或随机设置。

7.根据权利要求6所述一种地下晶间卤水抽采的井身结构，其特征在于：所述径向夹角范围为15°—75°。

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