CN212716561U - 一种用于地下卤水抽采的水平井网结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利提供了一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，包括N支分支水平孔和主水平孔，N≥1，分支水平孔位于主水平孔侧面，所述主水平孔分别和每支分支水平孔连通，在垂直于分支水平孔方向上设置竖井，本实用新型结构简单，提出一种通过非开挖穿越钻井网卤水抽采方案，以增大地下卤水汇水面积，提高卤水抽采效率，实现孔隙卤水的高效开采，可以有利于能源的综合利用，具有施工技术成熟，施工难度低、效率高，安全系数高的特点，无需下入筛管，工程成本低，在后期卤水不足情况下，可以通过注水方式进行地下水补充，实现固体矿溶解开采，适合大范围推广使用。

Description

一种用于地下卤水抽采的水平井网结构

技术领域

本实用新型属于盐湖矿产资源开发技术领域，尤其涉及一种用于地下卤水抽采的水平井网结构。

背景技术

我国盐湖矿产资源丰富，尤其以青海省柴达木盆地和共和盆地广泛分布，现已发现的矿种主要包括钠盐、钾盐、镁盐、天然碱、芒硝、硼矿、锂矿并伴生有溴、碘、铷等等，但该地区气候环境恶劣，干旱缺水，蒸发量大，年平均气温较低，同时盐类矿产资源一般赋存于第四系底层当中，且以液态卤水和固态结晶态共存的形式保存，该类矿产的开发一般是以卤水抽采的形式实现，随着地层卤水逐渐枯竭，固态盐类的开采则开始采用含矿层注水溶解的形式实现开采。

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用于地下卤水抽采的水平井网结构，采用非开挖穿越钻井网卤水抽采方案，以增大地下卤水汇水面积，解决了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：

一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，包括N支分支水平孔和主水平孔，N≥1，分支水平孔位于主水平孔侧面，所述主水平孔分别和每支分支水平孔连通，在垂直于分支水平孔方向上设置竖井。

上述技术方案中，所述主水平孔和每支分支水平孔的直径范围为10厘米—35厘米。

上述技术方案中，所述主水平孔长度和每支分支水平孔长度根据地质条件确认。

上述技术方案中，所述主水平孔分别和每支分支水平孔连通交叉点位置设置竖井。

上述技术方案中，所述分支水平孔位于主水平孔单侧或双侧。

上述技术方案中，所述主水平孔和分支水平孔分别设置造斜段。

上述技术方案中，在所述竖井中，深度最大的竖井为集中排采井，在集中排采井设置抽排设备。

上述技术方案中，所述竖井的直径为0.3米至1.8米。

上述技术方案中，所述竖井之间的间距为300米至600米。

本实用新型结构简单，提出一种通过非开挖穿越钻井网卤水抽采方案，以增大地下卤水汇水面积，提高卤水抽采效率，实现孔隙卤水的高效开采，可以有利于能源的综合利用，具有施工技术成熟，施工难度低、效率高，安全系数高的特点，无需下入筛管，工程成本低，在后期卤水不足情况下，可以通过注水方式进行地下水补充，实现固体矿溶解开采，适合大范围推广使用。

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1的结构示意图；

其中，分支水平孔1、主水平孔2、竖井3、集中排采井31、造斜段4。

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所示，作为实施例所示的一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，包括N支分支水平孔和主水平孔，N≥1，主水平孔长度和每支分支水平孔长度根据地质条件确定，分支水平孔位于主水平孔单侧或双侧，具体设置需要根据实际的水文和地质条件确定，主水平孔分别和每支分支水平孔连通，主水平孔和分支水平孔分别设置造斜段，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，造斜段造斜角度为，其α角度为20°，且造斜段从地面井口开始，主水平孔和每支分支水平孔的直径范围为10厘米—35厘米。

在垂直于分支水平孔方向上设置竖井，竖井的位置最好选择在主水平孔分别和每支分支水平孔连通交叉点位置，竖井的井深根据布设位置地质情况选取，一般略深于水平井垂深。一般而言，竖井的直径为0.3米至1.8米，竖井之间的间距为300米至600米。选择竖井的井深深度最大的竖井为集中排采井，在集中排采井设置抽排设备，选取最低点区域的竖井作为集中抽排井，由于孔、井相连形成导通网络，从最低点一个竖井下入抽排设备可以实现开采空间内全部卤水集中抽排的目的。

本专利的主要设计思路是：“水平钻孔、竖井连通、断面组合、集中抽排”的区块化开采设计方案。采用竖井和水平钻孔(即分支水平孔)对接，组合形成一个断面，增加汇水面积和贯通上下矿体；将若干个断面通过一条横向的主水平钻孔(即主水平孔)联通起来，组成区块，形成立体开采方式；选取主水平孔上轨迹最低区域的竖井作为集中抽排井，井径、深度满足抽采条件，进行集中抽排。

其具体的施工工艺为：

步骤1、水平钻孔：根据地质条件和控制工程成本，采用管道穿越钻机施工，根据已进行施工钻机能力,方案初次设计，将一个开采区块按1500×2000平方米平面范围设计，水平主孔长度1500米,水平支孔长度为1000米，水平孔直径在工程条件许可的情况下，争取最大，初步设定水平孔孔径为24厘米。

步骤2、竖井连通：井径、间距根据影响半径、钻井设备能力和经济性综合考虑，在经济许可的条件下，井径愈大、数量愈多效果越好，方案选择井径为0.8米且竖井间距应不大于抽水试验的影响半径。井深选择在满足开采降深情况下，深度越大越有利于采出卤水，同时达到与水平井贯通，前述中水平井最低垂深为地表下80米,方案设计竖井深度最大为85m，具体每个井深根据布设位置地质情况选取。

步骤3、断面组合：每个分支水平孔上施工若干竖井与之贯通，形成一个断面。断面间距应不超出抽水试验影响半径，同时由于水平钻孔施工成本较高，综合考虑开采成本，断面布设数量不宜过多，方案设计以300-500米间距初步设计，根据布置点情况具体选取。各断面平行布置，在两个断面结合部，垂直于断面方向施工主水平孔，主水平孔、分支水平孔通过竖井联通。在主水平钻孔另一侧按以上方式同样布设，平面上形成1500×2000平方米的开采区块。

步骤4、集中抽排：根据主水平钻孔实际施工轨迹。选取最低点区域的竖井作为集中抽排井，由于孔、井相连形成导通网络，从最低点一个竖井下入抽排设备可以实现开采空间内全部卤水集中抽排的目的。

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 (9)

1.一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：包括N支分支水平孔和主水平孔，N≥1，分支水平孔位于主水平孔侧面，所述主水平孔分别和每支分支水平孔连通，在垂直于分支水平孔方向上设置竖井。

2.根据权利要求1所述一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：所述主水平孔和每支分支水平孔的直径范围为10厘米—35厘米。

3.根据权利要求2所述一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：所述主水平孔长度和每支分支水平孔长度根据地质条件确认。

4.根据权利要求1-3任一所述一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：所述主水平孔分别和每支分支水平孔连通交叉点位置设置竖井。

5.根据权利要求4所述一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：所述分支水平孔位于主水平孔单侧或双侧。

6.根据权利要求5所述一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：所述主水平孔和分支水平孔分别设置造斜段。

7.根据权利要求6所述一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：在所述竖井中，竖井的井深深度最大的竖井为集中排采井，在集中排采井设置抽排设备。

8.根据权利要求7所述一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：所述竖井的直径为0.3米至1.8米。

9.根据权利要求8所述一种用于地下卤水抽采的水平井网结构，其特征在于：所述竖井之间的间距为300米至600米。

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