RU2256796C1 - Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method - Google Patents

Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method Download PDF

Info

Publication number
RU2256796C1
RU2256796C1 RU2003135596/03A RU2003135596A RU2256796C1 RU 2256796 C1 RU2256796 C1 RU 2256796C1 RU 2003135596/03 A RU2003135596/03 A RU 2003135596/03A RU 2003135596 A RU2003135596 A RU 2003135596A RU 2256796 C1 RU2256796 C1 RU 2256796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
pipe string
hydraulic
column
casing
Prior art date
Application number
RU2003135596/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.С. Хрулев (RU)
А.С. Хрулев
Original Assignee
Хрулев Александр Сергеевич
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 Хрулев Александр Сергеевич filed Critical Хрулев Александр Сергеевич
Priority to RU2003135596/03A priority Critical patent/RU2256796C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256796C1 publication Critical patent/RU2256796C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: mining industry.
SUBSTANCE: method includes opening productive bed by product slanting well, casing the well by pipes column, mounting well block with concentrically positioned pipes columns, lift and hydro-monitoring headpiece, hydro-monitoring erosion of bed and raising formed mixture of rocks by said lift to surface. According to method, opening of productive bed is performed using product slanting well and its casing is performed by displacing outer pipes column of well block along well axis and concurrent rotation of inner pipes column, hydro-monitoring headpiece is inserted inside outer column of pipes of well block, and during erosion of bed it is pulled out of outer pipes column of well block. Device for realization of said method is made in form of well block, including as common parts concentrically placed pipes column, outermost of which is casing column of well, and inner one is provided with headpiece with lift, hydro-monitoring headpiece and pressurizing element, and portal in form of two-passage swivel for feeding water and draining pulp. Pressurizing element is mounted at end piece above hydro-monitoring headpiece and is made in form of cylindrical shelf. To limit movement of inner pipes column relatively to outer pipes column, at lower end of outer pipes column a bushing is mounted with possible interaction with cylindrical shelf, outer diameter of which exceeds inner diameter of bushing.
EFFECT: higher efficiency, lower costs, lower laboriousness.
2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к горному делу и может быть использовано при разработке твердых полезных ископаемых способом скважинной гидродобычи и строительстве подземных резервуаров-хранилищ.The proposed technical solution relates to mining and can be used in the development of solid minerals by the method of downhole hydraulic production and the construction of underground storage tanks.

Известен способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, перекрытых неустойчивыми осадочными породами, включающий вскрытие продуктивного пласта вертикальной скважиной, оборудование ее обсадной трубой до кровли пласта, монтаж в нее скважинного оборудования, размыв пласта перпендикулярно оси скважины с оставлением сектора 120° в качестве целика для безопасного размещения добычного оборудования над скважиной и гидроэлеваторным подъемом образующейся гидросмеси на поверхность [1].A known method of downhole hydraulic mining of solid minerals blocked by unstable sedimentary rocks, including opening a productive formation with a vertical well, equipping it with a casing pipe to the roof of the formation, installing downhole equipment in it, washing out the formation perpendicular to the axis of the well, leaving a 120 ° sector as a pillar for safe placement mining equipment above the well and elevator lift of the resulting slurry to the surface [1].

Недостаток данного способа заключается в опасности обрушения пород вокруг вертикальной скважины с провалом поверхности под добычным оборудованием.The disadvantage of this method is the risk of collapse of rocks around a vertical well with a surface dip under the production equipment.

Устройство для реализации данного способа представляет собой скважинный снаряд с гидроэлеватором центрального типа и с соосно расположенными колоннами, жестко закрепленными относительно друг друга: внешней - для подачи воды и внутренней для подъема гидросмеси на поверхность, а также с перпендикулярно расположенной к оси снаряда гидромониторной насадкой для размыва пласта [2].A device for implementing this method is a borehole projectile with a central type hydraulic elevator and with coaxially arranged columns rigidly fixed relative to each other: external - for water supply and internal for raising the hydraulic mixture to the surface, as well as with a hydraulic monitor nozzle for perforation perpendicular to the axis of the projectile layer [2].

Недостаток данного устройства заключается в низкой производительности снаряда, поперечные размеры которого ограничены обсадной колонной скважины, в которую монтируется снаряд.The disadvantage of this device is the low productivity of the projectile, the transverse dimensions of which are limited by the casing of the well into which the projectile is mounted.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта добычной наклонной скважиной, обсадку скважины колонной труб, монтаж в нее скважинного снаряда с концентрично расположенными колоннами труб, гидроэлеватором и гидромониторной насадкой, гидромониторный размыв пласта и подъем образующейся гидросмеси гидроэлеватором на поверхность [3].Closest to the claimed technical solution is a method of downhole hydraulic mining of minerals, including opening a productive formation with a production deviated well, casing a well with a pipe string, installing a well projectile therein with concentrically arranged pipe columns, a hydraulic elevator and a hydraulic nozzle, hydraulic monitor erosion of the formation and lifting the resulting hydraulic oil to the surface [3].

Недостаток данного способа заключается в больших затратах времени на вскрытие продуктивного пласта и отработку добычной камеры, обусловленных необходимостью последовательного выполнения работ по бурению скважины, установке в ней колонны обсадных труб, монтажу скважинного оборудования, отработке камеры, демонтажу скважинного оборудования и извлечению из скважины колонны обсадных труб.The disadvantage of this method is the large time required for opening the reservoir and developing the production chamber, due to the need for sequential work on drilling the well, installing a casing string in it, installing downhole equipment, testing the chamber, dismantling the downhole equipment and removing the casing string from the well .

Известно устройство для реализации данного способа, выполненное в виде скважинного снаряда, включающее 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 воды и выдачи пульпы [4].A device for implementing this method is known, made in the form of a borehole projectile, including concentrically arranged pipe columns, the external of which is the 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 water and pulp delivery [4].

Недостаток данного устройства заключается в больших затратах времени, обусловленных монтажом в скважине сначала обсадной колонны труб, а затем внутренней колонны труб скважинного снаряда, и невозможности использовать снаряд для проходки скважины.The disadvantage of this device is the high cost of time due to the installation in the well first of the casing string of the pipe, and then the inner pipe string of the borehole project, and the inability to use the projectile for sinking the well.

Решаемая задача заключается в повышении эффективности способа за счет сокращения затрат времени на проходку скважины, ее обсадку, монтаж и демонтаж скважинного снаряда и извлечение обсадной колонны труб.The problem to be solved is to increase the efficiency of the method by reducing the time spent on drilling a well, casing it, installing and dismantling a well, and removing the pipe casing.

В результате решения этой задачи достигаются следующие преимущества:As a result of solving this problem, the following advantages are achieved:

- Снижение затрат времени на отработку подземной камеры в 2 раза за счет совмещения операций по бурению, обсадке скважины и монтажу скважинного снаряда.- Reducing the time spent on working out the underground chamber by 2 times due to the combination of drilling, casing and installation of a well projectile.

- Увеличение возможного объема добычи из подземной камеры за счет сокращения времени отработки полигона, благодаря чему снижается величина напряжений в кровле подземных камер и интенсивность обрушения покрывающих пород.- An increase in the possible volume of production from the underground chamber due to the reduction of the time for mining the landfill, due to which the magnitude of the stresses in the roof of the underground chambers and the intensity of collapse of the overburden are reduced.

- Возможность использовать скважинный снаряд как для проходки и обсадки скважины, так и для последующей выемки продуктивного пласта за счет осевого перемещения внутренних пульпоподъемных труб относительно внешней колонны.- The ability to use a downhole tool both for sinking and casing, and for subsequent excavation of the reservoir due to the axial movement of the internal slurry pipes relative to the outer string.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в способе скважинной гидродобычи, включающем вскрытие продуктивного пласта добычной наклонной скважиной, обсадку скважины колонной труб, монтаж скважинного снаряда с концентрично расположенными колоннами труб, гидроэлеватором и гидромониторной насадкой, гидромониторный размыв пласта и подъем образующейся гидросмеси пород гидроэлеватором на поверхность, согласно предлагаемому техническому решению, 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 essence of the proposed method lies in the fact that in the method of borehole hydraulic production, which includes opening a productive formation with a production deviated well, casing a well with a pipe string, installing a borehole projection with concentrically arranged pipe columns, a hydraulic elevator and a hydraulic nozzle, a hydraulic monitor erosion of the formation and lifting the resulting hydraulic mixture of rocks surface, according to the proposed technical solution, the opening of the reservoir by a production deviated well and its casing they are injected by moving the outer pipe string of the borehole tool along the axis of the borehole and simultaneously rotating the inner pipe string, while the hydraulic monitor nozzle is inserted into the outer pipe string of the borehole pipe, and when the productive formation is washed out, it is removed from the outer pipe string of the borehole pipe.

Перемещение внешней колонны труб скважинного снаряда вдоль оси скважины и одновременное вращение внутренней колонны труб при вскрытии продуктивного пласта добычной наклонной скважиной и ее обсадке значительно снижают затраты на преодоление трения о породу при обсадке скважины и позволяют создавать осевую нагрузку для механического разрушения пород на забое скважины, что интенсифицирует процесс вскрытия продуктивного пласта.Moving the external string of pipes of the wellbore along the axis of the well and simultaneously rotating the internal string of pipes when opening the reservoir with a production deviated well and casing it significantly reduces the cost of overcoming friction on the rock during casing and allows you to create axial load for mechanical destruction of rocks at the bottom of the well, which intensifies the process of opening the reservoir.

Ввод гидромониторной насадки внутрь внешней колонны труб скважинного снаряда при проходке скважины позволяет производить размыв породы на забое скважины кольцевой струей, выходящей из внешнего корпуса скважинного снаряда, без размыва пород вокруг скважины, и удалять породу с забоя скважины на поверхность с помощью гидроэлеватора. При этом разрушения пород за пределами скважины не происходит. Большой поток воды, выходящий из гидромониторной насадки, также интенсифицирует процесс вскрытия по сравнению с установкой специальных насадок малого диаметра для гидромониторного бурения скважины. Вращение внутреннего става позволяет установить на его торце буровые коронки, что также интенсифицирует проходку скважины.The introduction of a hydraulic nozzle into the outer pipe string of the borehole during drilling allows for erosion of the rock at the bottom of the borehole with a circular jet leaving the outer casing of the borehole without erosion of rocks around the borehole, and the rock is removed from the bottom of the borehole to the surface using a hydraulic elevator. In this case, the destruction of rocks outside the well does not occur. The large flow of water leaving the nozzle also intensifies the opening process compared to the installation of special nozzles of small diameter for well monitoring. The rotation of the internal stand allows you to install drill bits on its end, which also intensifies the penetration of the well.

Вывод гидромониторной насадки из внешней колонны труб скважинного снаряда при размыве продуктивного пласта способствует быстрому переходу из режима проходки скважины в режим добычи и не требует раздельного подвода воды в скважинный снаряд на бурение и размыв пласта.The withdrawal of the hydraulic nozzle from the outer pipe string of the borehole during erosion of the reservoir facilitates a rapid transition from the mode of well penetration to the production mode and does not require a separate supply of water to the borehole shell for drilling and erosion of the formation.

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.

Осуществление поставленной задачи достигается использованием устройства для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, выполненного 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 воды и выдачи пульпы. При этом, согласно предлагаемому устройству, герметизирующий элемент установлен на наконечнике выше гидромониторной насадки и выполнен в виде цилиндрического выступа. Для ограничения перемещения внутренней колонны труб относительно внешней на нижнем торце внешней колонны труб установлена втулка с возможностью взаимодействия с цилиндрическим выступом, внешний диаметр которого превышает внутренний диаметр втулки.The implementation of the task is achieved using a device for downhole hydraulic mining, 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 inside is equipped with a tip with a hydraulic elevator, a hydraulic nozzle and a sealing element, and a tip in the form of a two-pass swivel for water supply and pulp delivery. Moreover, according to the proposed device, the sealing element is mounted on the tip above the jet nozzle and is made in the form of a cylindrical protrusion. To limit the movement of the inner pipe string relative to the outer one, a sleeve is installed at the lower end of the external pipe string with the possibility of interaction with a cylindrical protrusion, the outer diameter of which exceeds the inner diameter of the sleeve.

Установка герметизирующего элемента на наконечнике выше гидромониторной насадки с выполнением его в виде цилиндрического выступа и установка втулки на нижнем торце внешней колонны труб с возможностью ее взаимодействия с цилиндрическим выступом, внешний диаметр которого превышает внутренний диаметр втулки, обеспечивают возможность вращения и осевого перемещения наконечника относительно внешней колонны труб без выхода герметизирующего элемента за ее пределы и позволяют осуществлять посредством данного устройства как проходку скважины с одновременной ее обсадкой, так и быстрый переход из режима бурения в режим добычи полезных ископаемых, что в значительной мере повышает эффективность его работы.The installation of the sealing element on the tip above the nozzle with a cylindrical protrusion and the installation of the sleeve on the lower end of the outer pipe string with the possibility of its interaction with the cylindrical protrusion, the outer diameter of which exceeds the inner diameter of the sleeve, allows rotation and axial movement of the tip relative to the outer column pipes without going out of the sealing element beyond its limits and allow to carry out through this device as a tunneling In addition to casing, it’s also a quick transition from the drilling mode to the mining mode, which significantly increases its efficiency.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:The proposed technical solution is illustrated by drawings, which depict:

На фиг.1 - схема осуществления способа скважинной гидродобычи полезных ископаемых на этапе вскрытия продуктивного пласта добычной наклонной скважиной;Figure 1 - scheme of the method of downhole hydraulic mining at the stage of opening the reservoir by production deviated well;

На фиг.2 - схема осуществления способа скважинной гидродобычи полезных ископаемых на этапе размыва продуктивного пласта.Figure 2 - scheme of the method of downhole hydraulic mining at the stage of erosion of the reservoir.

На фиг.3 - схема устройства с наземной установкой.Figure 3 is a diagram of a device with a ground installation.

На фиг.4 - нижний узел устройства.Figure 4 - the bottom node of the device.

На этих фигурах 1-4 показаны: добычная скважина 1, которая проходится до продуктивного пласта 2. В добычной скважине 1 находится внешняя колонна труб 3 скважинного снаряда, являющаяся обсадной колонной для добычной скважины 1. Внешняя колонна труб 3 скважинного снаряда на нижнем торце имеет втулку 4, служащую для ограничения хода внутренней колонны труб 5. Внутренняя колонна труб 5 скважинного снаряда соединена в нижней части с наконечником 6, внутри которого расположены гидроэлеватор 7 и гидромониторная насадка 8. Наконечник 6 в верхней части имеет герметизирующий элемент 9, выполненный в виде цилиндрического выступа. В верхней части скважинного снаряда установлен оголовок 10 в виде вертлюга для подвода воды и отвода поднимаемой гидросмеси, а также поворотный механизм 11 для свинчивания внешней 3 и внутренней 5 колонн труб и вращения внутренней колонны труб 5 в процессе проходки скважины 1 и размыва продуктивного пласта 2, и подъемник 12, обеспечивающий перемещение внутренней колонны труб 5 относительно внешней колонны труб 3. Скважинный снаряд монтируется на наземной установке 13 в каретке 14, которая перемещается по наклонным аппарелям 15 с помощью подъемной лебедки 16.In these figures 1-4 shows: production well 1, which extends to the reservoir 2. In production well 1 there is an external pipe string 3 of the wellbore, which is the casing for the production well 1. The external pipe string 3 of the wellbore at the lower end has a sleeve 4, which serves to limit the stroke of the inner pipe string 5. The inner pipe string 5 of the downhole tool is connected at the bottom with a tip 6, inside of which there are a hydraulic elevator 7 and a hydraulic nozzle 8. A tip 6 in the upper part There is a sealing element 9, made in the form of a cylindrical protrusion. In the upper part of the borehole drill, a head 10 is installed in the form of a swivel for supplying water and draining the hydraulic mixture to be lifted, as well as a rotary mechanism 11 for screwing the outer 3 and inner 5 pipe columns and rotating the inner pipe string 5 during drilling of the well 1 and erosion of the reservoir 2, and a hoist 12 for moving the inner pipe string 5 relative to the outer pipe string 3. The downhole projectile is mounted on a surface unit 13 in a carriage 14, which moves along inclined ramps 15 using a lifting device Winches 16.

Способ осуществляется следующим образом. С поверхности скважинным снарядом производят вскрытие наклонной скважиной 1 продуктивного пласта 2 (фиг.1 и 2). Для этого под заданным углом погружают скважинный снаряд с концентрично расположенными колонами труб 3 и 5, гидроэлеватором 7 и гидромониторной насадкой 8, которую вводят внутрь внешней колонны труб 3 скважинного снаряда. При проходке добычной наклонной скважины 1 воду от насоса по трубопроводу подают через оголовок 10 по внешней колонне труб 3 на гидроэлеватор 7 и гидромониторную насадку 8. Вода из гидромониторной насадки 8 проходит по кольцевому зазору между внешней колонной труб 3 и наконечником 6 с герметизирующим элементом 9, создавая кольцевую струю на забое скважины 1, которая размывает породы перед обсадной колонной труб 2. Размытые породы в виде гидросмеси гидроэлеватором 7 по внутренней колонне труб 5 через оголовок 10 поднимаются на поверхность.The method is as follows. From the surface of the borehole shell produce opening inclined well 1 productive formation 2 (1 and 2). To do this, at a given angle, immerse a wellbore with concentrically arranged pipe columns 3 and 5, a hydraulic elevator 7 and a hydraulic nozzle 8, which is inserted into the outer pipe string 3 of the wellbore. When driving a production deviated well 1, water from the pump is piped through the head 10 through an external pipe string 3 to a hydraulic elevator 7 and a hydraulic nozzle 8. Water from the hydraulic nozzle 8 passes through an annular gap between the external pipe string 3 and tip 6 with a sealing element 9, creating an annular stream at the bottom of the well 1, which erodes the rocks in front of the casing string 2. Blurred rocks in the form of a hydraulic mixture with a hydraulic elevator 7 along the inner pipe string 5 through the head 10 rise to the surface.

В процессе проходки добычной наклонной скважины 1 внешняя колонна труб 3 служит в качестве обсадной колонны, препятствуя обрушению стенок скважины 1. При этом внешняя колонна труб 3 совершает только осевое перемещение в скважине 1 без вращения, что снижает трение о стенки скважины 1, а одновременное вращение внутренней колонны труб 5 относительно внешней колонны труб 3 позволяет осуществлять механическое разрушение породы на забое скважины 1 и улучшает всасывание разрушенных пород гидроэлеватором 7.In the process of driving a production deviated well 1, the outer pipe string 3 serves as a casing string, preventing the collapse of the walls of the well 1. In this case, the outer pipe string 3 only axially moves in the well 1 without rotation, which reduces friction against the walls of the well 1 and rotates simultaneously the inner pipe string 5 relative to the outer pipe string 3 allows for mechanical destruction of the rock at the bottom of the well 1 and improves the absorption of the destroyed rocks by a hydraulic elevator 7.

После проходки скважины 1 до продуктивного пласта 2 приступают к добыче полезного ископаемого (фиг.2). Для этого внутреннюю колонну труб 5 опускают вниз относительно внешней колонны труб 3 до упора герметизирующего элемента 9, выполненного в виде цилиндрического выступа, на втулку 4, установленную на нижнем торце внешней колонны труб 3, и выводят часть наконечника 5 с гидромониторной насадкой 8 из внешней колонны труб 3. Вращая внутреннюю колонну труб 5, производят круговой размыв пород продуктивного пласта 2 струей воды из гидромониторной насадки 8, а образующуюся гидросмесь засасывают гидроэлеватором 7 и по внутренней колонне труб 5 поднимают на поверхность.After driving the well 1 to the reservoir 2 begin to extract minerals (figure 2). To do this, the inner pipe string 5 is lowered downward relative to the outer pipe string 3 to the stop of the sealing element 9, made in the form of a cylindrical protrusion, on the sleeve 4 mounted on the lower end of the outer pipe string 3, and a part of the tip 5 with the hydraulic nozzle 8 is withdrawn from the outer string pipes 3. Rotating the inner pipe string 5, make a circular erosion of the rocks of the productive formation 2 with a stream of water from the nozzle 8, and the resulting hydraulic mixture is sucked up with a hydraulic elevator 7 and raised along the inner pipe string 5 to the surface.

При залегании неустойчивых пород, покрывающих продуктивный пласт 2, возможно их обрушение в очистное пространство с образованием провала на поверхности, однако, благодаря наклонному положению скважины 1 ее устье находится вне зоны провала, что обеспечивает безопасность работ.When unstable rocks cover the formation 2, they may collapse into the treatment area with the formation of a dip on the surface, however, due to the inclined position of the well 1, its mouth is outside the dip zone, which ensures the safety of work.

После размыва продуктивного пласта 2 скважинный снаряд извлекают из скважины 1.After erosion of the reservoir 2, the wellbore is removed from the well 1.

Примером конкретного выполнения можно привести добычу погребенных циркон-ильменитовых песков. Продуктивный пласт 2, перекрытый песчано-глинистыми отложениями, вскрывают скважиной 1 с помощью скважинного снаряда. Для этого снаряд устанавливают на наземной установке 13 под углом 60° к поверхности и производят его погружение в грунт с размывом пород струей воды, выходящей из кольцевого зазора между втулкой 4 на внешней колонне труб 3 и наконечником 6 внутренней колонны труб 5. При этом подъемником 12 поднимают внутреннюю колонну труб 5 относительно внешней колонны труб 3 с вводом гидромониторной насадки 8 внутрь внешней колонны труб 3. Одновременным вращением внутренней колонны труб 5 с помощью механизма поворота 11 производят разрушение и измельчение породы на забое скважины 1 с помощью буровых резцов, установленных на нижнем торце наконечника 6 (буровые резцы на фигуре не показаны).An example of a specific implementation is the mining of buried zircon-ilmenite sands. Productive formation 2, covered by sand and clay deposits, is opened by well 1 using a downhole tool. To do this, the projectile is installed on the ground installation 13 at an angle of 60 ° to the surface and is immersed in the soil with erosion of rocks by a jet of water leaving the annular gap between the sleeve 4 on the outer pipe string 3 and the tip 6 of the inner pipe string 5. In this case, the lift 12 raise the inner pipe string 5 relative to the outer pipe string 3 with the inlet of the nozzle 8 inside the outer pipe string 3. By simultaneously rotating the inner pipe string 5 using the rotation mechanism 11, the porosity is crushed and ground bottom hole 1 using drill cutters mounted on the lower end of tip 6 (drill cutters not shown in the figure).

Гидросмесь породы, образующаяся перед снарядом, всасывается гидроэлеватором 7 и по центральной колонне труб 5 и оголовку 10 удаляется из скважины 1. После погружения скважинного снаряда на длину секции 10 м устанавливают следующую секцию и продолжают процесс проходки скважины 1. Внешний корпус снаряда закреплен в каретке 14, которая перемещается по наклонным аппарелям 15 и движется вниз по оси скважины за счет веса скважинного снаряда и приложения усилия до 50 т через полиспастную систему лебедки 16 на наземной установке 13. Таким образом, проходится скважина 1 до продуктивного пласта 2 на вертикальную глубину до 50 м. Достигнув продуктивного пласта 2, внутреннюю колонну труб 5 перемещают относительно внешней колонны труб 3 таким образом, чтобы гидромониторная насадка 8 вышла из внешней колонны труб 3. При вращении внутренней колонны труб 5 с одновременным погружением скважинного снаряда без вращения внешней колонны труб 3 производят круговой размыв продуктивного пласта 2 с подъемом цирконильменитовых песков гидроэлеватором 7 на поверхность. Наружная колонна труб 3 скважинного снаряда служит обсадной колонной для скважины 1. После отработки подземной камеры скважинный снаряд с помощью лебедки 16 наземной установки 13 извлекается из скважины 1 на поверхность.The rock slurry formed in front of the projectile is sucked up by a hydraulic elevator 7 and is removed from the borehole 10 through the central pipe string 5 and the head 10. After immersion of the borehole projectile, the next section is installed to a length of 10 m and the borehole drilling process continues 1. The external shell body is fixed in the carriage 14 , which moves along inclined ramps 15 and moves down the axis of the borehole due to the weight of the borehole projectile and the application of a force of up to 50 tons through the hoist system of the winch 16 on the ground installation 13. Thus, the passage the well 1 extends to the productive formation 2 to a vertical depth of 50 m. Having reached the productive formation 2, the internal pipe string 5 is moved relative to the external pipe string 3 so that the hydraulic nozzle 8 exits the external pipe string 3. When the internal pipe string is rotated 5 s simultaneous immersion of the wellbore without rotation of the external pipe string 3 makes a circular erosion of the productive formation 2 with the elevation of zirconilmenite sands with a hydraulic elevator 7 to the surface. The outer pipe string 3 of the downhole tool serves as the casing for the well 1. After mining the underground chamber, the downhole tool is removed from the well 1 to the surface using the winch 16 of the surface unit 13.

Провал поверхности над размываемой подземной камерой находится в 30 м от наземной установки 13, поэтому обеспечивается безопасность ведения добычи песков. Угол наклона скважины 1-60° обеспечивает ее сохранность в процессе отработки подземной камеры, так как мульда сдвижения покрывающих пород в первые недели не выходит за контур подземной камеры, а угол сдвижения достигает величины угла естественного откоса - 45° в течение года.The surface failure above the eroded underground chamber is 30 m from the ground installation 13, therefore, the safety of mining sand is ensured. The angle of inclination of the well of 1-60 ° ensures its safety during the development of the underground chamber, since the trough of displacement of the overburden in the first weeks does not extend beyond the contour of the underground chamber, and the angle of displacement reaches the angle of repose of 45 ° during the year.

Устройство для осуществления предложенного способа показано на фигурах 3 и 4. Оно включает концентрично расположенные внешнюю 3 и внутреннюю 5 колонны труб, наконечник 6 с гидроэлеватором 7 и гидромониторной насадкой 8. На нижнем торце внешней колонны труб 3 установлена втулка 4, внутренний диаметр которой больше внешнего диаметра наконечника 6. На наконечнике 6 выше гидромониторной насадки 8 установлен герметизирующий элемент 9, выполненный в виде цилиндрического выступа, внешний диаметр которого больше внутреннего диаметра втулки 4.A device for implementing the proposed method is shown in figures 3 and 4. It includes concentrically located outer 3 and inner 5 pipe columns, a tip 6 with a hydraulic elevator 7 and a hydraulic nozzle 8. A sleeve 4 is installed at the lower end of the external pipe string 3, the inner diameter of which is larger than the outer the diameter of the tip 6. On the tip 6 above the jet nozzle 8 there is a sealing element 9 made in the form of a cylindrical protrusion, the outer diameter of which is larger than the inner diameter of the sleeve 4.

В верхней части скважинного снаряда установлен оголовок 10 для подвода воды и отвода пульпы, подъемник 12 для перемещения внутренней колонны труб 5 относительно внешней колонны труб 3, поворотный механизм 11. Скважинный снаряд монтируется и управляется с помощью наземной установки 13, имеющей каретку 14, которая установлена в наклонных аппарелях 15 и соединена с лебедкой 16.A head 10 for supplying water and removing pulp is installed in the upper part of the downhole tool, a lift 12 for moving the inner pipe string 5 relative to the outer pipe string 3, a rotary mechanism 11. The downhole tool is mounted and controlled using a surface unit 13 having a carriage 14, which is installed in inclined ramps 15 and connected to the winch 16.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Снаряд устанавливается в наземной установке 13 (фиг.3). Подъемником 12 внутренняя колонна труб 5 перемещается вверх относительно внешней колонны труб 3 так, чтобы гидромониторная насадка 8 оказалась внутри внешней колонны труб 3 (фиг.4).The projectile is installed in a ground installation 13 (figure 3). Lift 12, the inner pipe string 5 is moved upward relative to the outer pipe string 3 so that the nozzle 8 is inside the outer pipe string 3 (FIG. 4).

Из наземного водовода через оголовок 10 и внешнюю колонну труб 3, наконечник 6 на гидромониторную насадку 8 и гидроэлеватор 7 подается под давлением вода и с помощью лебедки 16 производится спуск снаряда под углом 60°. При этом вода из насадки 8 между втулкой 4 на внешней колонне труб 3 и наконечником 6 выходит в виде кольцевой струи и размывает породы на забое скважины 1, а образующаяся гидросмесь засасывается гидроэлеватором 7 и по внутренней колонне труб 5 и оголовку 10 удаляется на поверхность. Герметизирующий элемент 9 обеспечивает движение напорной воды к гидромониторной насадке 8 и гидроэлеватору 7 при вращении и осевом перемещении внутренней колонны труб 5 относительно внешней колонны труб 3.From the surface water conduit through the head 10 and the outer pipe string 3, the tip 6, water is supplied under pressure to the hydraulic nozzle 8 and hydraulic elevator 7 and the projectile is lowered using a winch 16 at an angle of 60 °. In this case, water from the nozzle 8 between the sleeve 4 on the outer pipe string 3 and the tip 6 exits in the form of an annular jet and erodes the rocks at the bottom of the well 1, and the resulting hydraulic mixture is sucked by the hydraulic elevator 7 and is removed to the surface through the inner pipe string 5 and the head 10. The sealing element 9 provides the movement of pressure water to the nozzle 8 and the hydraulic elevator 7 during rotation and axial movement of the inner pipe string 5 relative to the outer pipe string 3.

После окончания проходки скважины 1 внутренняя колонна труб 5 под собственным весом или с помощью подъемника 12 опускается относительно внешней колонны труб 3 до выхода гидромониторной насадки 8 из внешней колонны труб 3. С помощью поворотного механизма 11 производится вращение внутренней колонны труб 5 и размыв продуктивного пласта 2 гидромониторной насадкой 8 (фиг.2).After the completion of well bore 1, the inner pipe string 5, under its own weight or with the help of a hoist 12, is lowered relative to the outer pipe string 3 until the hydraulic nozzle 8 exits the outer pipe string 3. The inner pipe string 5 is rotated 11 and the reservoir 2 is washed out hydraulic nozzle 8 (figure 2).

Источники информацииSources of information

1. Б.Н.Байков, Ю.В.Либер. Варианты разработки Малышевского месторождения способом скважинной гидродобычи. Материалы 1-го Советско-Югославского симпозиума по проблеме скважинной гидравлической технологии. М., МГРИ, 1991, с.19.1. B.N. Baykov, Yu.V. Liber. Development options for the Malyshevskoye field by the method of downhole hydraulic production. Materials of the 1st Soviet-Yugoslav Symposium on the problem of downhole hydraulic technology. M., MGRI, 1991, p. 19.

2. Б.Н.Байков, Н.И.Бабичев, Ю.В.Либер. Опытный образец гидродобычного агрегата для разработки россыпных месторождений через скважины. В сб. Вещественный состав, добыча и обогащение руд редких металлов. М., Гиредмет, 1985.2. B.N. Baykov, N.I. Babichev, and Yu.V. Liber. A prototype of a hydraulic production unit for the development of alluvial deposits through wells. On Sat The material composition, mining and concentration of rare metal ores. M., Giredmet, 1985.

3. Аренс В.Ж., Брюховецкий О.С., Хчеян Г.Х. Скважинная гидродобыча угля. Учебное пособие. М., МГРА, 1995, с.64-65.3. Arens V.Zh., Bryukhovetsky O.S., Khcheyan G.Kh. Downhole coal mining. Tutorial. M., MGRA, 1995, p. 64-65.

4. П.А.Фролов. Технические средства реализации скважинной гидротехнологии. Материалы 1-го Советско-Югославского симпозиума по проблеме скважинной гидравлической технологии. М., МГРИ, 1991, с.57.4. P.A. Frolov. Technical means for the implementation of downhole hydraulic technology. Materials of the 1st Soviet-Yugoslav Symposium on the problem of downhole hydraulic technology. M., MGRI, 1991, p. 57.

Claims (2)

1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта добычной наклонной скважиной, обсадку скважины колонной труб, монтаж скважинного снаряда с концентрично расположенными колоннами труб, гидроэлеватором и гидромониторной насадкой, гидромониторный размыв пласта и подъем образующейся гидросмеси пород гидроэлеватором на поверхность, отличающийся тем, что 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.1. A method of downhole hydraulic mining of minerals, including opening a productive formation by 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, hydraulic monitor erosion of the formation and lifting the formation rock mixture with an hydraulic elevator to a surface that differs in temperature that the opening of the reservoir by a production deviated well and its casing is carried out by moving the outer pipe string downhole with work along the axis of the well and the simultaneous rotation of the inner pipe string, while the nozzle is introduced into the outer pipe string of the downhole tool, and when the productive formation is eroded, it is taken out of the outer pipe string of the downhole tool. 2. Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, выполненное в виде скважинного снаряда, включающее 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 воды и выдачи пульпы, отличающееся тем, что герметизирующий элемент установлен на наконечнике выше гидромониторной насадки и выполнен в виде цилиндрического выступа, при этом для ограничения перемещения внутренней колонны труб относительно внешней на нижнем торце внешней колонны труб установлена втулка с возможностью взаимодействия с цилиндрическим выступом, внешний диаметр которого превышает внутренний диаметр втулки.2. A device for downhole hydraulic mining of minerals, made in the form of a downhole projectile, including concentrically arranged pipe columns, the external of which is a casing string 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 supply water and the issuance of pulp, characterized in that the sealing element is mounted on the tip above the jet nozzle and is made in the form of a cylindrical protrusion, in order to limit the movement of the inner pipe string relative to the outer one at the lower end of the outer pipe string, a sleeve is installed with the possibility of interaction with a cylindrical protrusion, the outer diameter of which exceeds the inner diameter of the sleeve.
RU2003135596/03A 2003-12-10 2003-12-10 Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method RU2256796C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003135596/03A RU2256796C1 (en) 2003-12-10 2003-12-10 Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003135596/03A RU2256796C1 (en) 2003-12-10 2003-12-10 Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2256796C1 true RU2256796C1 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003135596/03A RU2256796C1 (en) 2003-12-10 2003-12-10 Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256796C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2525398C2 (en) * 2012-09-04 2014-08-10 Сергей Николаевич Кошколда Hydraulic bore mining of minerals
RU2662483C1 (en) * 2017-06-29 2018-07-26 ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АРЕНС В.Ж. и др. Скважинная гидродобыча угля. - М.: МГРА, 1995, с. 64-65. ФРОЛОВ П.А. Технические средства реализации скважинной гидротехнологии. 1-ый советско-югославский симпозиум по проблеме скважинной гидравлической технологии. Т. 1. - М., 1991, с. 57. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2525398C2 (en) * 2012-09-04 2014-08-10 Сергей Николаевич Кошколда Hydraulic bore mining of minerals
RU2662483C1 (en) * 2017-06-29 2018-07-26 ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8313152B2 (en) Recovery of bitumen by hydraulic excavation
US3081828A (en) Method and apparatus for producing cuts within a bore hole
CA1059539A (en) Method and means for cavity mining minerals from a subsurface deposit
US9995126B1 (en) Low-frequency pulsing sonic and hydraulic mining system
JP7349174B2 (en) Intrusive mining equipment and mining method for marine natural gas hydrate
JP7299643B2 (en) Offshore natural gas hydrate tubular mining equipment and method
CN112253070B (en) Method for sectional seam making, coal washing and outburst elimination of thick coal seam top-bottom linkage horizontal well
US7849937B2 (en) Method and device for producing a cased string bore
US9995127B1 (en) Low-frequency pulsing sonic and hydraulic mining method
RU2256796C1 (en) Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method
JPH0213696A (en) Under-pit hydraulic mining method of mineral resource
RU2740505C1 (en) Acid treatment method of open horizontal shaft of wells
RU2807619C2 (en) Method of borehole hydraulic mining of minerals and a device for its implementation
RU2645059C1 (en) Method of rimose hydrosand-blast perforation
RU2340774C2 (en) Method of hydraulic borehole mining of minerals
RU2756076C1 (en) Method for constructing an underground tunnel reservoir in a rock salt reservoir of limited capacity
RU133557U1 (en) DRILLING RIG FOR WATER WELL CONSTRUCTION IN RELIEF WATERFLOW HORIZONS WITH HEADS
RU2763162C1 (en) Method for underground hydro mining of minerals and the device for its implementation
RU2739802C1 (en) Method for sand plug effluent washing from well
RU78525U1 (en) COMBINED TYPE WELL HYDRAULIC PRODUCT UNIT
RU2301337C1 (en) Device for well hydro-extraction of solid mineral resources
RU2109949C1 (en) Process of borehole hydraulicking of minerals and aggregate for its implementation
RU2181434C2 (en) Method of hydraulic borehole mining of minerals and device for its embodiment
RU2213033C2 (en) Method of and device for construction of tanks in rock salt
RU2640611C2 (en) Hydraulic bore mining of minerals

Legal Events

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

Effective date: 20051211