RU2181434C2 - Method of hydraulic borehole mining of minerals and device for its embodiment - Google Patents

Method of hydraulic borehole mining of minerals and device for its embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2181434C2
RU2181434C2 RU99106006A RU99106006A RU2181434C2 RU 2181434 C2 RU2181434 C2 RU 2181434C2 RU 99106006 A RU99106006 A RU 99106006A RU 99106006 A RU99106006 A RU 99106006A RU 2181434 C2 RU2181434 C2 RU 2181434C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
suction
suction tip
well
casing
mining
Prior art date
Application number
RU99106006A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99106006A (en
Inventor
А.С. Хрулев
В.И. Смирнов
М.К. Теплов
А.В. Кубланов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Подземгазпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Подземгазпром" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Подземгазпром"
Priority to RU99106006A priority Critical patent/RU2181434C2/en
Publication of RU99106006A publication Critical patent/RU99106006A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2181434C2 publication Critical patent/RU2181434C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: offered method is applicable in mining of hard minerals by hydraulic borehole mining and also in construction engineering for construction through boreholes of underground storages in sedimentary rocks of liquid and gaseous products, and burial of industrial wastes. Method includes tapping of producing bed by producing well; installation of casing string into well; lowering of coaxial suspended pipe string with jet nozzle and suction nose; supply into well of water and compressed air; the latter is supplied through one of suspended pipes to lower part of suction nose; washing of borehole mining chamber within interval of producing bed and intake of formed slurry through suction nose moving vertically without leaving fully the casing string. Device for realization of claimed method has suction nose accommodating jet nozzle. In this case, gap between suction nose and casing string amounts to 1-10 mm. EFFECT: higher efficiency of mineral hydraulic borehole mining and increased device operate reliability. 5 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к горному делу и может быть использовано при разработке твердых полезных ископаемых способом скважинной гидродобычи, в строительном деле при сооружении через скважины подземных хранилищ в осадочных горных породах для хранения жидких и газообразных продуктов и захоронения промышленных отходов. The proposed technical solution relates to mining and can be used in the development of solid minerals using downhole hydraulic mining, in the construction business during the construction through the wells of underground storage in sedimentary rocks for storing liquid and gaseous products and the disposal of industrial waste.

Известен способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта скважиной, оборудование ее обсадной трубой, монтаж в нее подвесной колонны, состоящей из водоподающей, воздухоподающей и пульпоподъемной труб, подачу воды и сжатого воздуха в скважину и подъем гидросмеси на поверхность по подвесной колонне труб [1]. A known method of downhole hydraulic production of solid minerals, including opening a reservoir by a well, equipping it with a casing pipe, installing a suspension string consisting of a water supply, air supply and slurry pipe, supplying water and compressed air to the well, and raising the hydraulic mixture to the surface through the suspension pipe string [1].

Устройство для реализации данного способа представляет собой подвесную колонну труб, состоящих из пульпоподъемной трубы, внутри которой расположены водоподающая и воздухоподающая трубы [1]. A device for implementing this method is a suspended column of pipes consisting of a slurry pipe, within which are located the water supply and air supply pipes [1].

Недостатки данного способа и устройства для его осуществления заключаются в низкой производительности подъема гидросмеси, ввиду неполного использования сечения скважины (30-60%), и в сложности монтажа и управления скважинным оборудованием в процессе добычи из-за большого веса подвесной колонны, состоящей из трех труб: водоподающей, воздухоподающей и пульпоподъемной. The disadvantages of this method and device for its implementation are the low productivity of lifting the slurry, due to the incomplete use of the cross section of the well (30-60%), and the complexity of installation and control of downhole equipment during production due to the large weight of the suspension string, consisting of three pipes : water supply, air supply and pulp lifting.

Наиболее близким к заявленному техническому решению, относящемуся к способу скважинной гидродобычи полезных ископаемых, является способ извлечения материалов из глубоко залегающих подземных формаций, включающий вскрытие продуктивного пласта добычной скважиной с обсадкой ее колонной труб, спуск в скважину двух подвесных колонн труб с всасывающим наконечником, подачу сжатого воздуха по обсадной колонне труб, перемещение всасывающего наконечника, подачу воды на размыв гидродобычной камеры в интервале продуктивного пласта, подачу воды по одной из подвесных колонн, забор образующейся гидросмеси через всасывающий наконечник и подъем ее на поверхность по другой подвесной колонне труб [2]. Closest to the claimed technical solution related to the method of downhole hydraulic mining of minerals is a method of extracting materials from deep-seated underground formations, including opening a producing formation by a production well with a casing of its pipe string, lowering two suspended pipe columns with a suction tip into the well, supplying compressed air through the casing pipe, moving the suction tip, water supply to erosion of the hydraulic chamber in the interval of the reservoir, water supply one of the suspension columns, the intake of the resulting hydraulic mixture through the suction tip and lifting it to the surface along the other hanging pipe string [2].

Известно устройство для реализации данного способа, включающее обсадную колонну труб скважины, оголовок, две соосно расположенные подвесные колонны труб с гидромониторной насадкой в нижней части для подачи воды, одна из которых жестко связана с всасывающим наконечником [2]. A device for implementing this method is known, including a casing string of a well pipe, a head, two coaxially arranged suspension columns of pipes with a hydraulic nozzle in the lower part for supplying water, one of which is rigidly connected to the suction tip [2].

Недостатки указанного способа и устройства для его осуществления заключаются в низкой производительности эрлифтного подъема, обусловленной малым значением коэффициента затопления эрлифта из-за высокого уровня ввода воздуха в пульпоподъемную колонну, а также в большом весе подвесных колонн, обусловленном большим диаметром пульпоподъемной колонны. The disadvantages of this method and device for its implementation are the low productivity of airlift lifting, due to the low value of the flooding coefficient of the airlift due to the high level of air input into the pulp-lifting column, as well as the large weight of the suspension columns due to the large diameter of the pulp-lifting column.

Решаемая задача заключается в повышении эффективности скважинной гидродобычи полезных ископаемых и надежности работы устройства. The task at hand is to increase the efficiency of downhole hydraulic mining and the reliability of the device.

При этом достигается повышение производительности и объема добычи полезных ископаемых из добычной камеры при залегании неустойчивых пород в кровле продуктивного пласта за счет увеличения дальности гидромониторного разрушения и создания избыточного давления воды в камере, повышающего устойчивость ее кровли. Кроме того, снижаются металлоемкость и вес устройства, основу которого составляют воздухо- и водоподающие трубы сравнительно небольшого диаметра, существенно упрощается конструкция устройства. At the same time, an increase in productivity and volume of extraction of minerals from the mining chamber is achieved when unstable rocks are deposited in the roof of the productive formation by increasing the range of hydro-monitor destruction and creating excessive water pressure in the chamber, which increases the stability of its roof. In addition, the metal consumption and weight of the device are reduced, the basis of which are air and water supply pipes of a relatively small diameter, the design of the device is greatly simplified.

Достижение технического результата обеспечивается при использовании известного способа, включающего вскрытие продуктивного пласта добычной скважиной, установку в ней обсадной колонны труб, спуск подвесных колонн труб с всасывающим наконечником, подачу в скважину воды и сжатого воздуха, перемещение всасывающего наконечника, размыв гидродобычной камеры в интервале продуктивного пласта, забор образующейся гидросмеси через всасывающий наконечник и подъем ее на поверхность. При этом согласно предлагаемому способу воздух подают по одной из подвесных колонн труб в нижнюю часть всасывающего наконечника, а подъем гидросмеси производят по обсадной колонне, перемещение всасывающего наконечника осуществляют по вертикали, не выводя его полностью из обсадной колонны. The achievement of the technical result is achieved by using the known method, including opening a producing formation by a production well, installing a casing string in it, lowering the suspension strings of pipes with a suction tip, supplying water and compressed air to the well, moving the suction tip, eroding the hydro-extraction chamber in the interval of the producing formation , sampling the resulting slurry through the suction tip and lifting it to the surface. Moreover, according to the proposed method, air is supplied through one of the suspension pipes to the lower part of the suction tip, and the hydraulic mixture is lifted along the casing, the suction tip is moved vertically, without completely removing it from the casing.

Другое отличие способа заключается в том, что подачу воды осуществляют с производительностью, превышающей производительность подъема гидросмеси на поверхность. Another difference of the method is that the water supply is carried out with a capacity exceeding the productivity of lifting the hydraulic mixture to the surface.

Для достижения названного технического результата предлагается устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее в качестве известных признаков обсадную колонну труб скважины и оголовок, соосно расположенные подвесные колонны труб с гидромониторной насадкой в нижней части для подачи воды, одна из которых жестко связана с всасывающим наконечником. Согласно предлагаемому устройству внутри всасывающего наконечника размещена форсунка, связанная с одной из подвесных колонн труб, при этом зазор между всасывающим наконечником и обсадной колонной труб составляет 1-10 мм. To achieve the above technical result, a device for downhole hydraulic mining of minerals is proposed, including well-known casing string of pipes and heads, coaxially arranged suspension columns of pipes with a hydraulic nozzle in the lower part for water supply, one of which is rigidly connected to the suction tip. According to the proposed device, a nozzle is placed inside the suction nozzle connected to one of the pipe suspension columns, while the gap between the suction tip and the pipe casing is 1-10 mm.

Отличием устройства является также то, что для создания зазора между всасывающим наконечником и обсадной колонной труб, на нижнем ее конце установлено кольцо, внутренний диаметр которого на 1-5 мм больше наружного диаметра всасывающего наконечника. The difference between the device is that to create a gap between the suction tip and the casing string, a ring is installed at its lower end, the inner diameter of which is 1-5 mm larger than the outer diameter of the suction tip.

Другим отличием является то, что подвесные колонны труб во всасывающем наконечнике расположены эксцентрично относительно его оси. Another difference is that the suspended pipe columns in the suction nozzle are eccentric about its axis.

Раздельная подача воды на размыв продуктивного пласта по одной подвесной колонне, а воздуха на эрлифтирование - по другой подвесной колонне труб в нижнюю часть всасывающего наконечника позволяет увеличить производительность и дальность гидромониторного разрушения и снизить потери давления, неизбежные при транспортировании смеси воды и воздуха по одной колонне труб. Separate water supply for erosion of the productive formation through one suspension column, and air for airlift - through another suspension pipe string to the lower part of the suction tip allows to increase the productivity and range of hydraulic monitor destruction and reduce pressure losses that are inevitable when transporting a mixture of water and air through one pipe string .

Подача воздуха, осуществляемая с расходом, при котором производительность по поднимаемой гидросмеси меньше расхода подаваемой воды, создает в подземной гидродобычной камере избыточное давление относительно естественного гидростатического давления воды во вмещающих породах. Это избыточное давление повышает устойчивость кровли камеры, т.к. давление и фильтрационные токи воды направлены наружу, а не внутрь камеры. В результате создается возможность увеличения объема добычи в неустойчивых породах без обрушения кровли подземной камеры. Кроме того, избыточное давление воды в подземной камере также повышает коэффициент затопления эрлифта и тем самым увеличивает его производительность. The air supply, carried out at a flow rate at which the productivity of the raised slurry is less than the flow rate of the supplied water, creates an excess pressure in the underground hydraulic chamber relative to the natural hydrostatic pressure of the water in the host rocks. This overpressure increases the stability of the roof of the chamber, as pressure and filtration currents of water are directed outward, and not inside the chamber. As a result, it is possible to increase production in unstable rocks without collapsing the roof of the underground chamber. In addition, excess water pressure in the underground chamber also increases the flooding coefficient of the airlift and thereby increases its productivity.

Размещение форсунки внутри всасывающего наконечника увеличивает степень затопления эрлифта, что приводит к повышению производительности эрлифтного подъема. Placing the nozzle inside the suction tip increases the degree of flooding of the airlift, which leads to an increase in the productivity of the airlift lift.

Установка кольца на нижнем конце обсадной колонны, внутренний диаметр которого на 1-5 мм больше наружного диаметра всасывающего наконечника, позволяет, с одной стороны, облегчить монтаж подвесных колонн в скважине за счет увеличения зазора между всасывающим наконечником и обсадной колонной, а с другой - сделать зазор минимальным для уменьшения возможного подсоса воды из верхней части гидродобычной камеры, что повышает производительность эрлифтного подъема. The installation of a ring at the lower end of the casing, the inner diameter of which is 1-5 mm larger than the outer diameter of the suction tip, allows, on the one hand, to facilitate the installation of suspension columns in the well by increasing the gap between the suction tip and the casing, and on the other to make minimum clearance to reduce the possible suction of water from the upper part of the hydraulic chamber, which increases the productivity of airlift lift.

Расположение подвесных колонн труб во всасывающем наконечнике эксцентрично относительно его оси позволяет увеличить проходное сечение в самом узком месте при подъеме гидросмеси, и тем самым уменьшить вероятность забивки всасывающего наконечника при подъеме крупнообломочного материала (щебня, гравия), то есть повысить надежность работы устройства. The location of the suspended pipe columns in the suction tip eccentrically relative to its axis allows you to increase the flow area in the narrowest place when lifting the slurry, and thereby reduce the likelihood of clogging of the suction tip when lifting large-fragment material (gravel, gravel), that is, to increase the reliability of the device.

Смещение гидромониторной насадки от оси всасывающего наконечника также увеличивает проходное сечение при подъеме гидросмеси. Кроме этого, возникающий при работе гидромониторной насадки вращающий момент облегчает поворот в скважине в этом же направлении всасывающего наконечника, что также повышает надежность и эффективность работы устройства. The offset of the nozzle from the axis of the suction tip also increases the flow area when lifting the hydraulic mixture. In addition, the torque that occurs during operation of the hydraulic nozzle facilitates rotation in the well in the same direction of the suction tip, which also increases the reliability and efficiency of the device.

Таким образом, совокупность вышеперечисленных признаков обеспечивает решение задачи повышения эффективности способа скважинной гидродобычи. Thus, the combination of the above features provides a solution to the problem of increasing the efficiency of the method of downhole hydraulic production.

Предлагаемый способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых поясняется схемой на фиг.1. The proposed method of downhole hydraulic mining is illustrated by the scheme in figure 1.

На фиг.2, 3, 4 показано устройство для осуществления предложенного способа. На фиг.2 - вариант выполнения устройства с соосным расположением подвесных колонн труб. На фиг.3 - вариант выполнения устройства с эксцентричным расположением нижних частей подвесных колонн труб. На фиг.4 показано сечение по А-А устройства, изображенного на фиг.3. Figure 2, 3, 4 shows a device for implementing the proposed method. Figure 2 is an embodiment of a device with a coaxial arrangement of suspended pipe columns. Figure 3 is an embodiment of a device with an eccentric arrangement of the lower parts of the suspended pipe columns. Figure 4 shows a section along aa of the device depicted in figure 3.

В устройстве на фиг. 1 и 2 продуктивный пласт 1 вскрывается добычной скважиной 2 с обсадной колонной труб 3. В скважину 2 спущены соосно расположенные подвесные воздухоподающая наружная и внутренняя водоподающая 5 колонны труб, снабженные всасывающим наконечником 6 и гидромониторной насадкой 7. Для отвода гидросмеси из гидродобычной камеры 8 обсадная колонна 3 труб снабжена в верхней части оголовком 9. Водоподающая подвесная колонна 5 труб в нижней части снабжена форсункой 10 для выхода воздуха. Обеспечение необходимого зазора между всасывающим наконечником 6 и обсадной колонной труб 3 создается посредством кольца 11, установленного на нижнем конце обсадной колонны 3 труб. In the device of FIG. 1 and 2, the reservoir 1 is opened by a production well 2 with a casing string 3. In a well 2, coaxially arranged suspended external and internal water supply pipes 5 are lowered, equipped with a suction tip 6 and a hydraulic nozzle 7. For casing the hydraulic mixture from the hydraulic production chamber 8, a casing string 3 pipes are provided in the upper part with a head 9. A water supplying suspension column 5 of pipes in the lower part is equipped with a nozzle 10 for air outlet. Providing the necessary clearance between the suction lug 6 and the casing string 3 is created by means of a ring 11 mounted on the lower end of the casing string 3.

Способ осуществляют следующим образом (фиг. 1). Продуктивный пласт 1 вскрывают добычной скважиной 2, в которой устанавливают обсадную колонну 3. После этого в скважину 2 спускают две соосные подвесные колонны труб 4 и 5 с всасывающим наконечником 6. Подвесную колонну 3 труб в верхней части соединяют с трубопроводом сжатого воздуха, а подвесную водоподающую колонну 5 соединяют в верхней части с трубопроводом воды. В скважину 2 подают воду и сжатый воздух. The method is as follows (Fig. 1). Productive formation 1 is opened with a production well 2, in which a casing 3 is installed. After that, two coaxial suspension columns of pipes 4 and 5 with a suction tip 6 are lowered into the well 2. The suspension string 3 of the pipes in the upper part is connected to the compressed air pipeline, and the suspended water supply the column 5 is connected at the top with a water pipe. In the well 2 serves water and compressed air.

Перемещая всасывающий наконечник 6 по вертикали с одновременным вращением его в скважине 2 и подъемом и спуском его по всей мощности продуктивного пласта 1, производят размыв гидродобычной камеры 8 с помощью гидромониторной насадки 7, при этом образующуюся гидросмесь забирают через нижний конец всасывающего наконечника 6 и далее по всасывающему наконечнику 6 и обсадной колонне 3 поднимают на поверхность. Сжатый воздух, подаваемый по подвесной колонне 4 во всасывающий наконечник 6, формирует поток гидросмеси вверх с забором гидросмеси через нижнюю часть всасывающего наконечника 6. Последний перемещают по вертикали, не выводя его полностью из обсадной колонны 3, чтобы не происходил забор воды из верхней части гидродобычной камеры 8. Moving the suction tip 6 vertically while rotating it in the well 2 and raising and lowering it over the entire power of the reservoir 1, the hydro-mining chamber 8 is washed out using the hydraulic nozzle 7, while the resulting hydraulic mixture is taken through the lower end of the suction tip 6 and further along the suction tip 6 and the casing 3 are raised to the surface. Compressed air supplied through the suspension string 4 to the suction nozzle 6 forms a flow of slurry upward with the intake of the slurry through the lower part of the suction nozzle 6. The latter is moved vertically without completely withdrawing it from the casing 3, so that water does not come out of the upper part of the hydraulic cameras 8.

При размыве гидродобычной камеры 8 подачу воды производят с производительностью, превышающей производительность по подъему гидросмеси на поверхность. Благодаря этому в гидродобычной камере 8 создают избыточное давление воды, что увеличивает производительность подъема гидросмеси из скважины 2 и возможный объем добычи полезных ископаемых из гидродобычной камеры 8 вследствие повышения устойчивости пород в ее кровле. When erosion of the hydro-mining chamber 8, the water supply is produced with a capacity exceeding the productivity of lifting the hydraulic mixture to the surface. Due to this, an excess pressure of water is created in the hydro-mining chamber 8, which increases the productivity of lifting the hydraulic mixture from the well 2 and the possible volume of extraction of minerals from the hydro-mining chamber 8 due to increased rock stability in its roof.

Примером конкретного выполнения служат испытания данного способа при добыче циркон-ильменитовых песков. Согласно предлагаемому способу продуктивный пласт 1 песков вскрывают скважиной 2 на глубину 60 метров с обсадкой ее трубой 3 диаметром 245х9 мм на глубину 53 м от поверхности. В скважину 2 буровым станком УРБ-3АМ монтируют две соосно расположенные подвесные колонны труб 4 и 5: наружную 4 диаметром 168 мм для подачи воздуха и внутреннюю 5 диаметром 108 мм для подачи воды. В нижней части подвесных колонн 4 и 5 закрепляют всасывающий наконечник 6 в виде трубы диаметром 219 мм и длиной 10 м. При этом зазор между всасывающим наконечником 6 (диаметром 219 мм) и внутренним диаметром обсадной колонны 3 (245х9 мм) устанавливают равным 8 мм. Внутри, в нижней части наружной подвесной колонны 5 устанавливают форсунку 10 для выхода сжатого воздуха и гидромониторную насадку 7 диаметром 24 мм для размыва продуктивного пласта 1 песков. При подаче воды под давлением около 2 МПа по водоподающей колонне труб 4 к гидромониторной насадке 7 производят размыв продуктивного пласта 1 путем вертикального перемещения подвесных колонн труб 4 и 5 и всасывающего наконечника 6 с их круговым вращением в скважине 2. При этом верхний конец всасывающего наконечника 6 не выводят из обсадной колонны труб 3. Образующуюся гидросмесь удаляют через нижний торец всасывающего наконечника 6 и по обсадной колонне труб 3 поднимают на поверхность, где с помощью оголовка 9 на скважине 2 отводят на карту намыва. Производительность подачи воды составляет 120-130 м3/ч, а производительность подъема гидросмеси около 100-110 м3/ч, в том числе по пескам около 40 т/ч. Таким образом, в размываемой подземной камере 8 создают избыточное давление воды, которое увеличивает производительность эрлифта при расходе воздуха около 6 м3/мин в 2 раза и объем добычи в 4 раза. В процессе испытаний не было зафиксировано обрушение пород кровли подземной камеры 8, в то время как при обычной откачке, без создания избыточного давления воды в подземной камере 8, обрушение пород кровли происходило непрерывно, достигая поверхности в течение 1-3 суток.An example of a specific implementation are tests of this method for the extraction of zircon-ilmenite sands. According to the proposed method, the productive layer 1 of the sand is opened by a well 2 to a depth of 60 meters with a casing 3 of its diameter 245x9 mm to a depth of 53 m from the surface. In well 2, with a drilling rig URB-3AM, two coaxially located suspension columns of pipes 4 and 5 are mounted: an outer 4 with a diameter of 168 mm for air supply and an inner 5 with a diameter of 108 mm for water supply. In the lower part of the suspension columns 4 and 5, a suction tip 6 is fixed in the form of a pipe with a diameter of 219 mm and a length of 10 m.In this case, the gap between the suction tip 6 (diameter 219 mm) and the inner diameter of the casing 3 (245x9 mm) is set to 8 mm. Inside, in the lower part of the outer suspension column 5, a nozzle 10 is installed for the release of compressed air and a water monitor nozzle 7 with a diameter of 24 mm for erosion of the productive formation 1 of sand. When water is supplied at a pressure of about 2 MPa through the water supply pipe string 4 to the nozzle 7, the productive formation 1 is eroded by vertical movement of the suspended pipe columns 4 and 5 and the suction tip 6 with their circular rotation in the well 2. At the same time, the upper end of the suction tip 6 they are not removed from the casing string of pipes 3. The resulting hydraulic mixture is removed through the lower end of the suction tip 6 and raised along the casing of pipes 3 to the surface, where, using the head 9 in the well 2, the holes are drawn to the map wa. The productivity of water supply is 120-130 m 3 / h, and the lifting capacity of the hydraulic mixture is about 100-110 m 3 / h, including about 40 t / h in sands. Thus, in the eroded underground chamber 8, excess water pressure is created, which increases the airlift productivity at an air flow rate of about 6 m 3 / min by 2 times and the production volume by 4 times. During the tests, the collapse of the roof rocks of the underground chamber 8 was not recorded, while during normal pumping, without creating excessive water pressure in the underground chamber 8, the roof rocks collapsed continuously, reaching the surface within 1-3 days.

Предлагаемое устройство (фиг.1) для осуществления способа скважинной гидродобычи полезных ископаемых включает обсадную колонну 3 скважины 2, оголовок 9 для отвода поднимаемой эрлифтом гидросмеси, соосно расположенные подвесные колонны 4 и 5 труб соответственно для подачи воды с гидромониторной насадкой 7 в нижней части и для подачи сжатого воздуха с форсункой 10. Подвесные колонны труб 4 и 5 жестко связаны с всасывающим наконечником 6. Форсунка 10 расположена в нижней части всасывающего наконечника 6. Зазор между всасывающим наконечником 6 и обсадной колонной 3 в нижней ее части составляет 1-10 мм. The proposed device (Fig. 1) for implementing a method of downhole hydraulic mining of minerals includes a casing 3 of a well 2, a head 9 for discharging a hydraulic mixture lifted by airlift, coaxially arranged suspension columns 4 and 5 of pipes, respectively, for supplying water with a hydraulic nozzle 7 in the lower part and for compressed air supply with nozzle 10. The hanging columns of pipes 4 and 5 are rigidly connected to the suction tip 6. The nozzle 10 is located at the bottom of the suction tip 6. The gap between the suction tip 6 and adnoy column 3 at the bottom thereof is 1-10 mm.

Если указанный зазор при использовании стандартных труб превышает необходимый диапазон, то на нижнем конце обсадной колонны 3 может устанавливаться кольцо 11, внутренний диаметр которого на 1-5 мм больше наружного диаметра всасывающего наконечника 6 (фиг.3). If the specified gap when using standard pipes exceeds the required range, then at the lower end of the casing 3 can be installed ring 11, the inner diameter of which is 1-5 mm larger than the outer diameter of the suction tip 6 (figure 3).

При подъеме крупнообломочного материала важно обеспечить максимальное проходное сечение для пропуска гидросмеси в узкой части всасывающего наконечника 6, поэтому спускаемые соосные водоподающая 4 и воздухоподающая 5 подвесные колонны труб расположены эксцентрично относительно оси всасывающего наконечника б (фиг.3 и 4). Для этой же цели гидромониторная насадка 7 смещена от оси всасывающего наконечника 6. При этом, благодаря реактивной силе струи воды, вылетающей из насадки 7, облегчается вращение всасывающего наконечника 6 при размыве гидродобычной камеры 8. When lifting coarse material, it is important to ensure the maximum flow area for passing the slurry in the narrow part of the suction tip 6, so the descent coaxial water supply 4 and air supply 5 hanging pipe columns are eccentric relative to the axis of the suction tip b (Figs. 3 and 4). For the same purpose, the jet nozzle 7 is offset from the axis of the suction tip 6. Moreover, due to the reactive force of the water jet emanating from the nozzle 7, the rotation of the suction tip 6 is facilitated when the hydro-mining chamber 8 is eroded.

Работа устройства осуществляется следующим образом. После вскрытия продуктивного пласта 1 скважиной 2 производится монтаж в ней обсадной колонны 3 до кровли продуктивного пласта 1 (фиг.1). После этого внутрь обсадной колонны 3 скважины 2 монтируются соосно расположенные подвесные колонны труб 4 и 5 с всасывающим наконечником 6, а в верхней части скважины 2 устанавливается оголовок 9. Вода от насоса по наземному водоводу подается через подвесную колонну 4 труб на насадку 7, а сжатый воздух от компрессора по наземному воздуховоду подается через подвесную колонну 5 труб на форсунку 10. Перемещая с помощью подъемного устройства (крана, бурового станка и т.п.) подвесные колонны 4 и 5 труб вместе с всасывающим оголовком 6, производится размыв гидродобычной камеры 8 в интервале продуктивного пласта 1. Образующаяся при этом гидросмесь поступает через нижний конец всасывающего наконечника 6, где, смешиваясь с воздухом, выходящим из форсунки 10, поднимается по обсадной колонне 3 и с помощью оголовка 9 направляется на карту намыва для складирования продуктивных песков. The operation of the device is as follows. After opening the reservoir 1 by the well 2, casing 3 is installed in it to the roof of the reservoir 1 (Fig. 1). After that, coaxially located suspension columns of pipes 4 and 5 with a suction tip 6 are mounted inside the casing 3 of the well 2, and a head 9 is installed in the upper part of the well 2. Water from the pump through the ground water conduit is supplied through the 4 pipe hangar to the nozzle 7, and compressed the air from the compressor through the surface air duct is fed through the suspension column 5 pipes to the nozzle 10. Moving using a lifting device (crane, drilling rig, etc.) hanging columns 4 and 5 pipes together with the suction tip 6, is made once washing the hydraulic chamber 8 in the interval of the reservoir 1. The resulting hydraulic mixture flows through the lower end of the suction nozzle 6, where, mixed with air leaving the nozzle 10, it rises along the casing 3 and is sent to the alluvial map using the head 9 to store productive sand.

Источники информации
1. Аренс В.Ж., Брюховецкий О.С., Хчеян Г.Х. Скважинная гидродобыча угля. Учебное пособие. М., МГРА, 1995, с.85.
Sources of information
1. Arens V.Zh., Bryukhovetsky O.S., Khcheyan G.Kh. Downhole coal mining. Tutorial. M., MGRA, 1995, p. 85.

2. Абрамов Г.Ю., Вильмис А.Л. Скважинная гидродобыча глубокозалегающих богатых железных руд КМА. 1-й советско-югославский симпозиум по проблемам скважинной гидравлической технологии. T.I МГРИ,1991, с 33-37. 2. Abramov G.Yu., Vilmis A.L. Downhole hydraulic mining of deep-lying rich iron ores KMA. 1st Soviet-Yugoslav symposium on problems of downhole hydraulic technology. T.I MGRI, 1991, pp. 33-37.

Claims (5)

1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта добычной скважиной, установку в ней обсадной колонны труб, спуск подвесных колонн труб с всасывающим наконечником, подачу в скважину воды и сжатого воздуха, перемещение всасывающего наконечника, размыв гидродобычной камеры в интервале продуктивного пласта, забор образующейся гидросмеси через всасывающий наконечник и подъем ее на поверхность, отличающийся тем, что воздух подают по одной из подвесных колонн труб в нижнюю часть всасывающего наконечника, а подъем гидросмеси производят по обсадной колонне, причем перемещение всасывающего наконечника осуществляют по вертикали, не выводя его полностью из обсадной колонны. 1. A method of downhole hydraulic mining of minerals, including opening a producing formation by a production well, installing a casing string in it, lowering the suspension strings of pipes with a suction tip, supplying water and compressed air to the well, moving the suction tip, eroding the hydraulic production chamber in the interval of the producing formation, sampling the resulting slurry through the suction tip and raising it to the surface, characterized in that the air is fed through one of the suspension columns of pipes into the lower part of the suction onechnika, and produce slurry rise along the casing, wherein the movement of the suction nozzle carried vertically without removing it completely from the casing. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу воды осуществляют с производительностью, превышающей производительность подъема гидросмеси на поверхность. 2. The method according to p. 1, characterized in that the water supply is carried out with a capacity exceeding the productivity of lifting the slurry to the surface. 3. Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающее обсадную колонну труб скважины, оголовок, соосно расположенные подвесные колонны труб с гидромониторной насадкой в их нижней части для подачи воды, одна из которых жестко связана с всасывающим наконечником, отличающееся тем, что оно снабжено связанной с одной из подвесных колонн труб и размещенной внутри всасывающего наконечника форсункой, при этом зазор между всасывающим наконечником и обсадной колонной труб составляет 1-10 мм. 3. A device for downhole hydraulic mining, including a casing string of a well pipe, a head, coaxially arranged suspension strings of pipes with a hydraulic nozzle in their lower part for supplying water, one of which is rigidly connected to a suction tip, characterized in that it is provided with one of the hanging pipe strings and the nozzle located inside the suction lance, wherein the gap between the suction lance and the casing is 1-10 mm. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что для создания зазора между всасывающим наконечником и обсадной колонной труб на нижнем конце последней установлено кольцо с внутренним диаметром на 1-5 мм больше наружного диаметра всасывающего наконечника. 4. The device according to p. 3, characterized in that to create a gap between the suction tip and the casing string at the lower end of the latter, a ring with an inner diameter 1-5 mm larger than the outer diameter of the suction tip is installed. 5. Устройство по п. 3 или 4, отличающееся тем, что подвесные колонны труб во всасывающем наконечнике расположены эксцентрично относительно его оси. 5. The device according to p. 3 or 4, characterized in that the suspended pipe columns in the suction tip are eccentric relative to its axis.
RU99106006A 1999-03-18 1999-03-18 Method of hydraulic borehole mining of minerals and device for its embodiment RU2181434C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106006A RU2181434C2 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Method of hydraulic borehole mining of minerals and device for its embodiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106006A RU2181434C2 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Method of hydraulic borehole mining of minerals and device for its embodiment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99106006A RU99106006A (en) 2000-12-27
RU2181434C2 true RU2181434C2 (en) 2002-04-20

Family

ID=20217584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99106006A RU2181434C2 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Method of hydraulic borehole mining of minerals and device for its embodiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2181434C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447287C1 (en) * 2010-08-26 2012-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский промышленный холдинг" (ООО "Сибирский промышленный холдинг") Method to extract materials from thick underground formations

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АБРАМОВ Г.Ю. и др. Скважинная гидродобыча глубокозалегающих богатых железных руд КМА. 1-й советско-югославский симпозиум по проблемам скважинной гидравлической технологии. - М.: МГРИ, 1991, т.1, с.33-37. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447287C1 (en) * 2010-08-26 2012-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский промышленный холдинг" (ООО "Сибирский промышленный холдинг") Method to extract materials from thick underground formations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3081828A (en) Method and apparatus for producing cuts within a bore hole
CN106507866B (en) Original place loosens leaches uranium extraction method
JP7349174B2 (en) Intrusive mining equipment and mining method for marine natural gas hydrate
WO2015000446A1 (en) Method and device for extracting coalbed methane by discharging water and coal fines
WO2022126801A1 (en) Barrel-type extraction device for natural gas hydrate in sea area and method therefor
CN109236186A (en) New well drilling casing and big wellbore multilateral well quick drill completion method
CN107780888A (en) Gas hydrates pilot production analogue means and method
US3439953A (en) Apparatus for and method of mining a subterranean ore deposit
US3852967A (en) Method of filling subterranean voids with a particulate material
US4527836A (en) Deep well process for slurry pick-up in hydraulic borehole mining devices
US3393013A (en) Process of mining ore from beneath an overburden of earth formation
US4906048A (en) Method of downhole hydraulicking of mineral resources
RU2181434C2 (en) Method of hydraulic borehole mining of minerals and device for its embodiment
CN105756591A (en) Coal bed gas well completion method
Boonstra et al. Well design and construction
US1530221A (en) Process and apparatus for increasing the recovery of petroleum from wells
Karmanov et al. The use of airlift during drilling of technological wells
RU2386776C1 (en) Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation
CN109488212A (en) Drilling and finishing drilling method in drilling engineering in shale reservoir
CN114622874A (en) Method for removing blockage and increasing yield of coal bed methane exploitation well injected with liquid carbon dioxide
RU2299986C1 (en) Method for well hydro-extraction of mineral resources
RU2225938C1 (en) Methods for exploiting oil extracting wells
RU2256796C1 (en) Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method
CN112196500B (en) Discharging and blockage removing device in natural gas hydrate and petroleum and natural gas exploitation well
SU1534184A1 (en) Method of equipping injection wells, and deep-well filter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090319