SU1384756A1

SU1384756A1 - Method of recovering materials from thick underground formations through wells

Info

Publication number: SU1384756A1
Application number: SU864070009A
Authority: SU
Inventors: Михаил Михайлович Смирнов; Виктор Сергеевич Козлов; Саида Аманулловна Рыбакова; Леонид Васильевич Ишукин
Original assignee: Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1986-05-28
Filing date: 1986-05-28
Publication date: 1988-03-30

Abstract

Изобретение относитс к геотехнологии и м.б. использовано при скважин- ной гидродобыче полезных ископаемых и при валовом опробовании мощных продуктивных горизонтов в услови х вечной мерзлоты. Цель изобретени - повышение эффективности извлечени в услови х вечной мерзлоты за счет снижени энергоемкости и улучшени условий размыва. Вскрывают формацию (Ф) до нижней границы извлечени скважиной I, в которой размешают гидромониторный агрегат (ГА) 2. С помошью последнего производ т круговой поинтерваль- ный по высоте Ф размыв пород с оставлением целиков 3 между интервалами (И). С отсчетом от кровли Ф нечетные И 4 провод т с радиусом, превышающим радиус выемочной камеры, а четные И 5 размывают с радиусом камеры. После извлечени всех И извлекают ГА 2. В последовательности от нижней границы извлечени пространство нечетных И 4 заполн ют водой, а четных И 5 - вспенивающейс пластмассой с закрытой , пористостью. Затем консервируют работы до замерзани воды. В восстановленной скважине размещают ГА 2 и осуществл ют размыв разупрочненных пород в целиках 3 и деформированной пластмассы между И, заполненными льдом. Размыв пород производ т в последовательности сверху вниз под зашитой блока льда в вышележащем нечетном И. 3 ил. (О (ЛThe invention relates to geotechnology and m. used in downhole hydraulic mining and in gross testing of powerful productive horizons in permafrost conditions. The purpose of the invention is to increase the efficiency of extraction in permafrost conditions by reducing energy intensity and improving erosion conditions. The formation (F) is opened to the bottom of the extraction by well I, in which the jetting unit (GA) 2 is stirred. With the aid of the latter, a circular interval of height F is effected, leaving the pillars 3 between intervals (I). With a reading from the roof F, the odd AND 4 is conducted with a radius exceeding the radius of the excavation chamber, and the even ones 5 are blurred with the radius of the chamber. After extracting all AND, HA 2 is extracted. In the sequence from the lower border of the extraction, the space of odd AND 4 is filled with water, and even even 5 is foamed with closed porosity plastic. Then canned work to freeze water. HA 2 is placed in the restored well and erosion of the softened rocks in the pillars 3 and the deformed plastic between And filled with ice is carried out. The rocks are washed out in a sequence from top to bottom under a wired block of ice in the overlying odd I. 3 Il. (Oh (L

Description

соwith

0000

4 four

СПSP

О5O5

Изобретение относитс к геотехнологии и может быть использовано при скважинной гидродобыче полезных ископаемых, а также при валовом опробовании мощных продуктивных горизонтов в услови х вечной мерзлоты .The invention relates to geotechnology and can be used in downhole hydraulic mining of mineral resources, as well as in gross testing of powerful productive horizons in permafrost conditions.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности извлечени в услови х вечной мерзлоты за счет снижени энергоемкости и улучшени условий размыва.The aim of the invention is to increase the efficiency of extraction in permafrost conditions by reducing energy intensity and improving erosion conditions.

На фиг. 1 представлена схема первоначального поиптервального размыва; на фиг. 2 - схема заполнени отработанных интервалов водой и вспениваюшейс пластмассой; на фиг. 3 - схема размыва разупроч- ненных пород целиков и деформированной пластмассы.FIG. 1 shows a diagram of the initial per interval washout; in fig. 2 shows a scheme for filling waste intervals with water and foaming plastic; in fig. 3 is a diagram of erosion of soften rocks of pillars and deformed plastic.

Способ осуществл етс следующим образом ..The method is carried out as follows.

Первоначально формацию до нижней границы извлечени вскрывают скважиной 1, в которой размещают скважинный гидромониторный агрегат 2. С помощью этого агрегата производ т круговой поинтервальный по высоте формации размыв пород с оставлением целиков 3 между интервалами. Нечетные интервалы 4 с отсчетом от кровли формации провод т с радиусом, превышающим радиус выемочной камеры, а четные интервалы 5 размывают с радиусом камеры.Initially, the formation to the lower boundary of the extraction is opened by the borehole 1, in which the downhole jetting unit 2 is placed. With this unit a circular scaling of the rocks along the height of the formation is carried out, leaving the pillars 3 between intervals. Odd intervals 4 counting from the roof of the formation are conducted with a radius greater than the radius of the excavation chamber, and even intervals 5 are blurred with the radius of the chamber.

Предпочтительно размывать интервалыIt is preferable to blur the intervals

от верхней границы извлечени к нижней, т Рззбуривани льда, разупрочненного маеМоп ность указанных интервалов 4 и 5 существенно меньше мощности оставл емых целиков 3 между интервалами.from the upper boundary of the extraction to the lower, t Routing of ice, weakened by May. The accuracy of the indicated intervals 4 and 5 is substantially less than the power of the remaining pillars 3 between the intervals.

После размыва всех интервалов в пределах границ извлечени из скважины извлекают скважинный агрегат 2 и в последовательности от нижней границы извлечени к верхней выработанное пространство нечетных интервалов 4 заполн ют водой, а четных интервалов 5 - вспенивающейс пластмассой с закрытой пористостью, т.е. пластмассой , поры которой после твердени изолированы друг от друга.After all the intervals within the limits of the extraction have been washed out, the well assembly 2 is removed from the well and, in a sequence from the lower extraction boundary to the upper, the odd intervals 4 are filled with water, and even intervals 5 are filled with foaming plastic with closed porosity, i.e. plastic, the pores of which are isolated from each other after hardening.

Пластмассу ввод т в выработанное пространство четных интервалов 5 следующим образом . С помощью струйной системы с двум концентричными насадками и двух шлангов в выработанное пространство ввод т два вещества, которые при взаимодействии в струе вступают в реакцию с образованием пластической масс,ы с высокой пористостью. Подобные конструкции широко известны и используютс в различных област х технологии . Сначала после заполнени нижележащего нечетного интервала 4 водой вспенивающуюс пластмассу ввод т в скважину над указанным нечетным интервалом и далее в выработанное пространство четного интервала 5, расположенного над заполненным водой нечетным интервалом 4. При необходимости предварительно в скважине размещают изолирующую пробку, например рези35The plastic is introduced into the worked-out space of even intervals 5 as follows. With the help of a jet system with two concentric nozzles and two hoses, two substances are introduced into the developed space, which, when interacting in the jet, react to form a plastic mass with high porosity. Such constructions are widely known and used in various fields of technology. First, after filling the underlying odd interval 4 with water, the foaming plastic is introduced into the well above the specified odd interval and then into the developed space of the even interval 5 located above the odd interval 4 filled with water. If necessary, an insulating plug is placed in the well beforehand, for example

сива и пластмассы. В восстановленной скважине размещают скважинный гидромониторный агрегат и производ т размыв разупроч- ненных пород целиков 3 и деформированной пластмассы 6 между лед ными перемычками 7 в выработанном пространстве нечетных интервалов. Благодар тому, что лед ные перемычки выход т за контуры выемочной камеры, они служат в качестве поддерживающих целиков, сохран ющих в устойчивом состо нии стенки камеры при ее боль40 шой высоте. Кроме того, указанные лед ные перемычки 7 предохран ют очистное пространство , в котором работает гидромонитор, от возможных внезапных вывалов сверху. Дл уменьщени вли ни растеплени на монолитность перемычек 7 отработку род и деформированной пластмассы между смежными перемычками производ т в последовательности сверху вниз. Это позвол ет сохранить нижележащую перемычку, под которой будут производить дальнейшую отработку в монолитном состо нии.Siwa and plastics. In the restored well, a well monitoring unit is placed and the erosion of the weakened rocks of the pillars 3 and the deformed plastic 6 between the ice bars 7 in the developed space of odd intervals is carried out. Due to the fact that the ice bridges extend beyond the contours of the excavation chamber, they serve as supporting pillars, which maintain a steady state of the chamber wall at its high altitude. In addition, these ice bars 7 protect the cleaning space in which the jet monitor operates from possible sudden dumps from above. To reduce the effect of thawing on the solidity of the jumpers 7, testing of the rod and the deformed plastic between adjacent jumpers is carried out in sequence from top to bottom. This allows you to save the underlying jumper, under which will produce further testing in a monolithic state.

За счет использовани энергии перехода воды в лед дл разупрочнени пород целиков существенно снижаетс энергоемкость размыва в силу более эффективной и быстрой дезинтеграции разупрочненных пород по сравнению с монолитными гидромониторной струей. Размыв деформированной пластмассы производитс при минимальных энергетических затратах в силу ее невысокой проч50By using the energy of water transfer to ice to soften the breeds of the pillars, the power consumption of the erosion is significantly reduced due to more effective and rapid disintegration of the softened rocks in comparison with monolithic jetting jet. The scouring of the deformed plastics is done with minimal energy costs due to its low strength.

5555

новую манжету, непосредственно над нечетным интервалом 4. В соответствии с указанной последовательностью заполн ют водой и вспенивающейс пластмассой все инг тервалы 4 и 5.A new cuff, directly above an odd interval of 4. In accordance with the indicated sequence, fill all the intervals 4 and 5 with water and foaming plastic.

После этого осуществл ют консервацию зоны ведени работ до полного замерзани воды в нечетных интервалах 4, о чем можно судить по пробному бурению, а также на основании предварительных эксперимен0 тальных работ. В силу увеличени объема заполнител (льда) нечетных интервалов 4 и благодар наличию значительного количества пор, заполненных газом, в объеме вспенивающейс пластмассы, которой заг полнено выработанное пространство четных интервалов 5, при замерзании воды происходит резкое перераспределение нагрузки на целики 3 и разупрочнение их пород. В каждом конкретном случае на основании экспериментов определ ют мощность нечетных и четных интервалов, а также целиков дл обеспечени наиболее равномерного и эффективного разупрочнени пород целиков 3, при этом исход т из минимально возможной высоты интервалов 4 и 5, породы которых необходимо размывать в не- разупрочненном состо нии гидромониторной струей агрегата 2.After that, the work area is preserved until the water is completely frozen at odd intervals 4, which can be judged by test drilling, as well as on the basis of preliminary experimental works. Due to the increase in the volume of the filler (ice) of odd intervals 4 and due to the presence of a significant number of pores filled with gas, in the volume of foaming plastic filled with the developed space of even intervals 5 when the water freezes, the load on the pillars 3 and softening of their rocks occurs. In each specific case, on the basis of experiments, the power of odd and even intervals is determined, as well as pillars, to ensure the most uniform and effective softening of the pillars of pillars 3, while starting from the lowest possible height of the intervals 4 and 5, the rocks of which need to be washed out state of jetting unit 2.

Вслед за разупрочнением целиков благодар замерзанию воды и податливости пластмассы восстанавливают скважину пу0Following the weakening of the pillars due to the freezing of water and pliability of plastics, the well is restored by pu0

5five

о т Рззбуривани льда, разупрочненного мает Рззбуривани льда, разупрочненного маеabout t Rzzburivani ice, weakened topples Rzzburivani ice, weakened in May

сива и пластмассы. В восстановленной скважине размещают скважинный гидромониторный агрегат и производ т размыв разупроч- ненных пород целиков 3 и деформированной пластмассы 6 между лед ными перемычками 7 в выработанном пространстве нечетных интервалов. Благодар тому, что лед ные перемычки выход т за контуры выемочной камеры, они служат в качестве поддерживающих целиков, сохран ющих в устойчивом состо нии стенки камеры при ее большой высоте. Кроме того, указанные лед ные перемычки 7 предохран ют очистное пространство , в котором работает гидромонитор, от возможных внезапных вывалов сверху. Дл уменьщени вли ни растеплени на монолитность перемычек 7 отработку пород и деформированной пластмассы между смежными перемычками производ т в последовательности сверху вниз. Это позвол ет сохранить нижележащую перемычку, под которой будут производить дальнейшую отработку в монолитном состо нии.Siwa and plastics. In the restored well, a well monitoring unit is placed and the erosion of the weakened rocks of the pillars 3 and the deformed plastic 6 between the ice bars 7 in the developed space of odd intervals is carried out. Due to the fact that the ice bridges extend beyond the contours of the excavation chamber, they serve as supporting pillars that preserve the walls of the chamber in a stable state at its high altitude. In addition, these ice bars 7 protect the cleaning space in which the jet monitor operates from possible sudden dumps from above. To reduce the effect of thawing on the solidity of the jumpers 7, the mining of rocks and deformed plastic between adjacent jumpers is carried out in sequence from top to bottom. This allows you to save the underlying jumper, under which will produce further testing in a monolithic state.

За счет использовани энергии перехода воды в лед дл разупрочнени пород целиков существенно снижаетс энергоемкость размыва в силу более эффективной и быстрой дезинтеграции разупрочненных пород по сравнению с монолитными гидромониторной струей. Размыв деформированной пластмассы производитс при минимальных энергетических затратах в силу ее невысокой прочBy using the energy of water transfer to ice to soften the breeds of the pillars, the power consumption of the erosion is significantly reduced due to more effective and rapid disintegration of the softened rocks in comparison with monolithic jetting jet. Erosion of deformed plastics is performed with minimal energy costs due to its low other

ности. Одновременно благодар положительной плавучести размытых фракций пластмассы существенно улучшаютс услови гидроподъема горной массы.nosti. At the same time, due to the positive buoyancy of the eroded fractions of plastics, the conditions for the hydraulic lift of the rock mass are significantly improved.

Следует также учитывать тот факт, что лед ные перемычки 7 не позвол ют крупнообломочным фракци м, образованным при размыве пород между вышележащими лед ными перемычками, попасть в очистное пространство при размыве пород между нижележащими лед ными перемычками, что улучшает услови размыва и гидроподъема. Размыв пород и пластмассы осуществл ют путем вращени гидромониторного агрегата с всасыванием пульпы и ее выдачей на поверхность по пульпоподъемной колонне , снабженной гидроэлеватором.It is also necessary to take into account the fact that ice bridges 7 do not allow coarse-grained fractions formed during erosion of rocks between overlying ice bridges to get into the cleaning space when erosion of rocks between the underlying ice bridges, which improves the conditions of erosion and hydrolift. The rocks and plastics are washed out by rotating the water-jet assembly with suction of the pulp and its delivery to the surface through a pulp-lifting column equipped with a hydraulic elevator.

Claims

Invention Formula

Method for borehole extraction of materials from thick underground formations, including opening of the formation by a well, placing in it a borehole jetting unit, circular erosion of rocks

formations with the formation of a excavation chamber and a hydraulic lift of the rock mass to the surface, characterized in that, in order to increase the efficiency of material extraction in permafrost conditions by reducing energy intensity and improving erosion conditions, the erosion of the rocks is preliminarily performed with formation of pillars between intervals and erosion of rocks in the odd, with a reading from the roof of the formation, intervals with a radius exceeding the radius of the excavation chamber, then in the sequence from the lower boundary audio the top filled goaf

at odd intervals with water, and even even with foaming plastic with closed porosity, mining operations are preserved until the water freezes, after which the well is restored and erosion of the softened rocks in the pillars and deformed plastic between the intervals filled with ice is effected, while sequences from top to bottom under the protection of the ice block in the overlying odd interval.

fii3. 2

Editor I. Rybchenko Order 1117/27

Compiled by N. Chertova Tehred I. VeresKorrektor I. Muska

Circulation 459 Subscription

VNIIPI USSR State Committee for Inventions and Discoveries

113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Production and printing company, Uzhgorod, ul. Project, 4

/ ig

tw

Sh

хЩ Щ Щ

Hhuh

Ce

Reese. 3