RU2340774C2 - Method of hydraulic borehole mining of minerals - Google Patents
Method of hydraulic borehole mining of minerals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2340774C2 RU2340774C2 RU2006128811/03A RU2006128811A RU2340774C2 RU 2340774 C2 RU2340774 C2 RU 2340774C2 RU 2006128811/03 A RU2006128811/03 A RU 2006128811/03A RU 2006128811 A RU2006128811 A RU 2006128811A RU 2340774 C2 RU2340774 C2 RU 2340774C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- borehole
- mining
- well
- minerals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке полезных ископаемых в виде крутопадающего продуктивного пласта, перекрытого толщей пород в виде осадочных отложений способом скважинной гидродобычи.The invention relates to mining and can be used in the development of minerals in the form of steeply falling reservoir, overlapped by the thickness of the rocks in the form of sedimentary deposits by the method of downhole hydraulic production.
Известен «Способ опробования мощных подземных формаций» (АС СССР, №1318689, 23.06.87 БИ №23), предназначенный для извлечения пробы из крутых и наклонных формаций полезного ископаемого. Мощную наклонную формацию вскрывают двумя добычными скважинами - наклонной по падению формации у висячего бока, до нижней границы опробования и вертикальной, также до нижней границы опробования и производят их сбойку. В наклонной скважине размещают гидромонитор, в вертикальной - пульпоподъемную колонну.The well-known "Method of testing powerful underground formations" (USSR AS, No. 1318689, 06.23.87 BI No. 23), designed to extract samples from steep and inclined mineral formations. A powerful inclined formation is opened by two production wells - a formation inclined by the dip at the hanging side, to the lower test line and vertical, also to the lower test line, and they are faulted. A hydraulic monitor is placed in an inclined well, and a pulp-lifting column is placed in a vertical well.
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- необходимость бурения двух скважин на большие глубины;- the need to drill two wells at great depths;
- ненадежность процесса сбойки скважин из-за их искривления и небольших диаметров.- unreliability of the process of well shutdown due to their curvature and small diameters.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является «Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых и устройство для его осуществления» (RU №2256796, дата публикации 2005.07.20).Closest to the claimed technical solution is the "Method of downhole hydraulic mining and device for its implementation" (RU No. 2256796, publication date 2005.07.20).
Способ включает вскрытие продуктивного пласта добычной наклонной скважиной, обсадку скважины колонной труб, монтаж скважинного снаряда с концентрично расположенными колоннами труб, гидроэлеватором и гидромониторной насадкой. Производят гидромониторный размыв пласта и подъем образующейся гидросмеси пород гидроэлеватором на поверхность. Вскрытие продуктивного пласта добычной наклонной скважиной и ее обсадку осуществляют путем перемещения внешней колонны труб скважинного снаряда вдоль оси скважины и одновременного вращения внутренней колонны труб, при этом гидромониторную насадку вводят внутрь внешней колонны труб скважинного снаряда, а при размыве продуктивного пласта ее выводят из внешней колонны труб скважинного снаряда.The method includes opening a productive formation with a production deviated well, casing a well with a pipe string, installing a well projectile with concentrically arranged pipe columns, a hydraulic elevator and a hydraulic nozzle. Hydro-monitor erosion of the formation and lifting of the resulting hydraulic mixture of rocks with a hydraulic elevator to the surface are performed. The productive formation is opened by a production inclined well and cased by moving the external pipe string along the axis of the well and simultaneously rotating the internal pipe string, while the nozzle is introduced into the external pipe string, and when the productive layer is eroded, it is removed from the external pipe string downhole projectile.
Основными недостатками данного способа являются:The main disadvantages of this method are:
- необходимость бурения наклонными скважинами большого объема покрывающих полезное ископаемое пород, которые могут иметь сложное строение и содержать не один водоносный горизонт;- the need for drilling inclined wells of a large volume of covering mineral deposits, which may have a complex structure and contain more than one aquifer;
- не предусмотрены меры, предотвращающие деформацию земной поверхности при ведении буровых работ;- no measures are provided to prevent deformation of the earth's surface during drilling operations;
- постоянное вращение внутренней колонны, что приводит к ее быстрому износу.- the constant rotation of the inner column, which leads to its rapid wear.
Известно устройство для реализации данного способа (RU №2256796, дата публикации 2005.07.20), выполненное в виде скважинного снаряда, включающего концентрично расположенные колонны труб, внешняя из которых является обсадной колонной скважины, а внутренняя снабжена наконечником с гидроэлеватором, гидромониторной насадкой и герметизирующим элементом и оголовок в виде двухпроходного вертлюга для подвода и выдачи пульпы, при этом герметизирующий элемент установлен на наконечнике выше гидромониторной насадки и выполнен в виде цилиндрического выступа.A device is known for implementing this method (RU No. 2256796, publication date 2005.07.20), made in the form of a borehole projectile, including concentrically arranged pipe columns, the external of which is a casing of the well, and the internal one is equipped with a tip with a hydraulic elevator, a hydraulic nozzle and a sealing element and a head in the form of a two-pass swivel for supplying and dispensing pulp, while the sealing element is mounted on the tip above the nozzle and is made in the form of a cylindrical height stupid.
Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:
- установка гидромониторной насадки с зазором внутри внешней колонны труб при бурении скважин приводит к образованию кольцевой струи, в результате чего увеличивается расход воды, требующий дополнительного источника водоснабжения;- the installation of a hydraulic nozzle with a gap inside the outer string of pipes when drilling wells leads to the formation of an annular jet, resulting in increased water consumption, requiring an additional source of water supply;
- выполнение скважинного снаряда с возможностью постоянного вращения внутренней колонны труб при бурении скважины приводит к ее повышенному износу;- the implementation of a downhole projectile with the possibility of constant rotation of the inner pipe string while drilling the well leads to its increased wear;
- отсутствие на внутренней колонне труб центрирующих устройств, которые необходимы в наклонных скважинах, что привод к биению и ускоренному износу внутренней колонны труб.- lack of centering devices on the inner pipe string that are necessary in deviated wells, which leads to runout and accelerated wear of the inner pipe string.
Задачей предлагаемого технического решения является создание способа скважинной гидродобычи полезных ископаемых для разработки месторождений крутопадающих пластов, залегающих среди устойчивых вмещающих пород, перекрытых толщей осадочных образований, снижающего материальные затраты, позволяющего обеспечить безопасность проведения буровых работ, а также расширить зону разработки и тем самым увеличить объем добычи полезных ископаемых, а также создание устройства для осуществления вышеуказанного способа.The objective of the proposed technical solution is to create a method of downhole hydraulic mining of minerals for the development of steeply dipping deposits occurring among stable enclosing rocks, overlain by the thickness of sedimentary formations, which reduces material costs, allows to ensure the safety of drilling operations, and also to expand the development zone and thereby increase production minerals, as well as the creation of a device for implementing the above method.
Задача решается за счет того, что предложен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, который включает вскрытие продуктивного пласта добычной наклонной скважиной, обсадку скважины колонной труб, установку в скважине гидродобычного снаряда и гидроэлеватора, гидромониторный размыв пласта и подъем образующейся гидросмеси пород гидроэлеватором на поверхность и отличается от наиболее близкого технического решения тем, что:The problem is solved due to the fact that a method of downhole hydraulic mining of minerals is proposed, which includes opening a productive formation by a production deviated well, casing a pipe string, installing a hydraulic production projectile and hydraulic elevator in the well, hydraulic monitor erosion of the formation and lifting the resulting hydraulic mixture of rocks with a hydraulic elevator to the surface and differs from the closest technical solution in that:
- в толще пород, покрывающей продуктивный пласт, сооружают вертикальную скважину до его вскрытия, что ускоряет процесс вскрытия продуктивного пласта и уменьшает материальные затраты;- in the thickness of the rocks covering the reservoir, construct a vertical well before opening, which speeds up the process of opening the reservoir and reduces material costs;
- из вертикальной скважины осуществляют последовательное бурение нескольких добычных наклонных скважин в разных направлениях по падению пласта у висячего бока, что позволяет расширить зону разработки и тем самым увеличить объем добычи полезных ископаемых;- from a vertical well, several production inclined wells are drilled sequentially in different directions by the dip of the formation at the hanging side, which allows to expand the development zone and thereby increase the volume of mining;
- из добычных наклонных скважин осуществляют размыв пласта полезных ископаемых снизу-вверх, что позволяет создать в верхней части наклонной скважины необходимый целик безопасности от деформации земной поверхности;- from production deviated wells carry out erosion of the mineral layer from the bottom up, which allows you to create the necessary safety pillar from deformation of the earth's surface in the upper part of the deviated well;
- по мере подъема гидродобычного снаряда извлекают из добычной наклонной скважины обсадные трубы, что так же снижает материальные затраты при добычи полезных ископаемых.- as the hydro-production shell rises, casing pipes are removed from the production deviated well, which also reduces material costs in mining.
Поставленная задача решается за счет использования устройства для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающего гидродобычной снаряд с гидромониторами, установленный на внутренней колонне труб, и гидроэлеватор для выдачи образовавшейся гидросмеси с использованием внешней колонны труб. При этом согласно предлагаемому устройству гидромониторы через связи соединены с двумя втулками, сидящими на внутренней колонне труб и способными вращаться на ней, одна из них выполнена подвижной вдоль продольной оси колонны труб, а вторая - неподвижной, гидромониторы через неподвижную втулку гидравлически соединены с колонной труб, а подвижная втулка соединена с пружинным устройством, регулирующим положение гидромониторов в скважине, причем в гидромониторах смонтированы сопла, с помощью одних производят размыв продуктивного пласта, а с помощью других создают крутящий момент на гидромониторах вокруг оси скважины.The problem is solved by using a device for downhole hydraulic mining of minerals, including a hydraulic production shell with hydraulic monitors installed on the inner pipe string, and a hydraulic elevator for generating the resulting hydraulic mixture using an external pipe string. Moreover, according to the proposed device, the hydraulic monitors are connected through communication with two bushings sitting on the inner pipe string and able to rotate on it, one of them is movable along the longitudinal axis of the pipe string, and the second is stationary, the hydraulic monitors are hydraulically connected to the pipe string through the stationary sleeve, and the movable sleeve is connected to a spring device that regulates the position of the hydromonitors in the well, and nozzles are mounted in the hydromonitors, using one they erode the reservoir, via other to create a torque around the jetting hole axis.
Данное устройство позволяет:This device allows you to:
- отказаться от вращения внутренней колонны труб в процессе размыва полезных ископаемых и от центрирующих элементов внутренней колонны труб, что значительно снижает материальные затраты добычи полезных ископаемых;- abandon the rotation of the inner pipe string during the erosion of minerals and the centering elements of the inner pipe string, which significantly reduces the material costs of mining;
- давлением жидкости, подаваемой к гидромониторам, регулировать число оборотов гидромониторов, что расширяет зону добычи.- the pressure of the fluid supplied to the hydraulic monitors to regulate the number of revolutions of the hydraulic monitors, which expands the production area.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:The proposed technical solution is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - стадия сооружения вертикальной скважины;figure 1 - stage of construction of a vertical well;
на фиг.2 - стадия сооружения добычной наклонной скважины из вертикальной параллельно углу падения крутопадающего продуктивного пласта полезных ископаемых;figure 2 is a stage of the construction of a production deviated well from a vertical parallel to the angle of incidence of steeply falling productive formation of minerals;
на фиг.3 - промежуточная стадия осуществления способа скважинной гидродобычи полезных ископаемых на этапе размыва продуктивного пласта;figure 3 is an intermediate stage of the method for downhole hydraulic mining at the stage of erosion of the reservoir;
на фиг.4 - конечная стадия размыва продуктивного пласта;figure 4 - the final stage of erosion of the reservoir;
на фиг.5 - схема осуществления гидродобычи полезных ископаемых при сооружении нескольких (на данной фигуре трех) добычных наклонных скважин из одной вертикальной скважины;figure 5 - diagram of the implementation of hydraulic mining during the construction of several (in this figure, three) production deviated wells from one vertical well;
на фиг.6 - продольный разрез гидродобычного снаряда, расположенного в добычной наклонной скважине в момент размыва продуктивного пласта;figure 6 is a longitudinal section of a hydro-production projectile located in the production deviated well at the time of erosion of the reservoir;
на фиг.7 - разрез гидромонитора по А-А на фиг.6.in Fig.7 is a section of a hydraulic monitor according to aa in Fig.6.
На фигурах 1-5 показаны полезное ископаемое 1 в виде крутопадающего продуктивного пласта, покрывающая толща пород 2, представленная в основном осадочными отложениями, устойчивые породы 3 и подстилающие породы 4, а также почвы 5.Figures 1-5 show
В почве 5 и в покрывающей толще пород 2 сооружают вертикальную скважину 6 до вскрытия полезного ископаемого 1. Из вертикальной скважины 6 с использованием отклоняющего инструмента (не показан) гидродобычным снарядом 7 с использованием долота 8 с инерционным расширителем 9 осуществляют бурение добычной наклонной скважины 10. На практике может быть сооружено несколько подобных скважин из одной вертикальной скважины 6 (на фиг.5 таких скважин показано три: 10, 11, 12) в разных направлениях по падению продуктивного пласта у висячего бока. Спуск гидродобычного снаряда 7 производят на внутренней колонне труб 13 с одновременной обсадкой наклонной скважины 10 внешней колонной труб 14, а также производят спуск гидроэлеватора (не показан). Гидромониторами 15 гидродобычного снаряда 7 производят размыв полезного ископаемого 1.In the
Для этого по внутренней колонне труб 13 подают под давлением промывочную жидкость, которая по каналам 23, полым связям 21 подается на гидромониторы 15 и вытекает через сопла 28 и 29. При истечении жидкости из сопел 28 производится размыв полезных ископаемых, а при истечении из сопел 29 возникает крутящий момент на гидромониторах 15 вокруг продольной оси наклонной скважины 10, который обеспечивает возникновение центробежных сил на гидромониторах и обуславливает их расхождение в стороны от продольной оси наклонной скважины 10, т.е. в конечном итоге увеличивается диаметр размыва скважины и тем самым расширяется зона гидродобычи полезного ископаемого 1. Положение гидромониторов 15 в вертикальной скважине 6 регулируется пружинным устройством 2 и зависит от давления подаваемой промывочной жидкости. В процессе работы гидродобывающего снаряда 7 внутренняя колонна труб 13 может оставаться неподвижной.To do this, washing fluid is supplied through the
Размыв полезного ископаемого 1 производят последовательно снизу-вверх (по стрелке Б на фиг.3, на этой фигуре показана промежуточная стадия 16) до получения конечной стадии 17, 18 и 19 (на фиг.4 и 5) с обязательным оставлением целика 20 полезного ископаемого 1 для обеспечения безопасности проведения работ.
Устройство для осуществления предложенного способа показано на фигурах 6 и 7. Оно включает гидроэлеватор (не показан), внутреннюю 13 и внешнюю 14 колонны труб, гидродобычной снаряд 7, установленный на внутренней колонне труб 13, на конце этой колонны смонтировано долото 8 с инерционным расширителем 9. Гидродобычной снаряд 7 содержит гидромониторы 15, которые через связи 21 и 24 соединены с двумя втулками 22 и 25, сидящими на внутренней колонне труб 13 и способными вращаться на ней, одна из них 25 выполнена подвижной вдоль продольной оси колонны труб 13, а вторая 22 - неподвижной, гидромониторы 15 через неподвижную втулку 22 гидравлически соединены с внутренней колонной труб 13, а подвижная втулка 25 соединена с пружинным устройством 27, регулирующим положение гидромониторов 15 в наклонной скважине 10, причем в гидромониторах 15 смонтированы сопла 28 и 29, с помощью сопел 28 производят размыв продуктивного пласта, а при истечении жидкости из сопел 29 возникает крутящий момент на гидромониторах 15 вокруг оси наклонной скважины 10.A device for implementing the proposed method is shown in figures 6 and 7. It includes a hydraulic elevator (not shown), an internal 13 and an external 14 pipe string, a
Таким образом, предлагаемый способ скважинной гидродобычи и устройство для его осуществления обеспечивают решение задачи повышения эффективности разработки полезных ископаемых за счет снижения материальных затрат, а также увеличения объема добычи в результате расширения зоны разработки.Thus, the proposed method of downhole hydraulic production and a device for its implementation provide a solution to the problem of increasing the efficiency of mining by reducing material costs, as well as increasing production as a result of the expansion of the development zone.
Предлагаемое изобретение может найти применение при разработке месторождений КМА и других регионов.The present invention may find application in the development of deposits of KMA and other regions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006128811/03A RU2340774C2 (en) | 2006-08-08 | 2006-08-08 | Method of hydraulic borehole mining of minerals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006128811/03A RU2340774C2 (en) | 2006-08-08 | 2006-08-08 | Method of hydraulic borehole mining of minerals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006128811A RU2006128811A (en) | 2008-02-20 |
RU2340774C2 true RU2340774C2 (en) | 2008-12-10 |
Family
ID=39266733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006128811/03A RU2340774C2 (en) | 2006-08-08 | 2006-08-08 | Method of hydraulic borehole mining of minerals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2340774C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499140C2 (en) * | 2011-04-27 | 2013-11-20 | Юрий Викторович Пономаренко | Method of well hydromining at excavation with preliminary drying of minerals |
-
2006
- 2006-08-08 RU RU2006128811/03A patent/RU2340774C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499140C2 (en) * | 2011-04-27 | 2013-11-20 | Юрий Викторович Пономаренко | Method of well hydromining at excavation with preliminary drying of minerals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006128811A (en) | 2008-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4333539A (en) | Method for extended straight line drilling from a curved borehole | |
CN106460491B (en) | The method for forming multilateral well | |
CN107816366B (en) | A kind of multilayer goaf filling well is at well engineering method | |
CA2614569A1 (en) | Method of increasing reservoir permeability | |
CN101936153A (en) | Method for exploiting coal bed gas by water power spray drilling for releasing pressure | |
CN111535791A (en) | Efficient gas extraction method for broken soft low-permeability coal seam well upper and lower combined fracturing area | |
CN112253070B (en) | Method for sectional seam making, coal washing and outburst elimination of thick coal seam top-bottom linkage horizontal well | |
CN104265357B (en) | Anti-burst method is taken out in a kind of strong prominent coal seam in advance | |
CN103615226A (en) | Drilling and fracturing method by hydraulic jetting | |
CN105134213B (en) | Regional drilling and coal mining process method | |
CN100575659C (en) | A kind of insufficient balance well completion method | |
WO2013153388A2 (en) | Improved underground coal gasification methods, systems and apparatus | |
RU166522U1 (en) | DRILLING DRILL FOR DRILLING WITH SIMULTANEOUS CASE | |
RU2340774C2 (en) | Method of hydraulic borehole mining of minerals | |
CN114607318A (en) | Fracturing cooperative construction method for combined production and drilling of multi-layer horizontal well for deep coal bed methane | |
RU2564314C1 (en) | Method of recovery of passability of open horizontal wellbore | |
RU2435925C1 (en) | Procedure for construction of horizontal drain hole in unstable moveable rock and drilling assembly for its implementation | |
RU2645059C1 (en) | Method of rimose hydrosand-blast perforation | |
RU2256796C1 (en) | Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method | |
RU2000437C1 (en) | Method of borehole mining of solid mineral resources and device for its implementation | |
RU2762900C1 (en) | Method for secondary penetration of a layer | |
RU2097563C1 (en) | Method of hydraulic borehole mining of coal formation | |
RU66423U1 (en) | DEVICE FOR WELL HYDRAULIC PRODUCTION OF USEFUL FOSSIL | |
RU2235881C1 (en) | Method for extraction of slanted bed of hard mineral resource by means of method of well hydro-extraction (variants) | |
RU2301337C1 (en) | Device for well hydro-extraction of solid mineral resources |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120809 |