十水硫酸鈉鑽井水溶開採工藝的製作方法
2023-06-22 21:30:41 2
專利名稱:十水硫酸鈉鑽井水溶開採工藝的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種十水硫酸鈉礦床開採工藝,尤其涉及一種利用鑽井水溶法開採十水硫酸鈉礦床的工藝。
背景技術:
硫酸鈉(俗稱「元明粉」或芒硝)是一種應用廣泛的化工原料,主要用於合成洗滌劑、印染、玻璃、造紙、醫藥、皮革等行業,用量很大。然而,目前各大元明粉企業都面臨著資源緊缺的現象。另一方面,有些芒硝礦床,由於上覆巖層鬆軟,礦層中泥砂含量大,埋藏淺,地溫低,芒硝晶體中含有十個結晶水,導致採出滷水濃度低,採用現有公知的常規鑽井水溶法技術很難開採,低濃度滷水直接加工也很不經濟。例如,內蒙古自治區擁有我國儲量最大的芒硝礦床,但因其礦床屬於上述類型,因而該礦床發現二十多年來一直沒有被開發利用。
發明內容
本發明的目的在於克服現有十水硫酸鈉礦床開採技術的上述缺陷,提供一種適合於鬆軟上覆巖層的十水硫酸鈉礦床的開採工藝。
本發明之十水硫酸鈉礦床的開採工藝包括以下步驟(1)建井根據礦山不同的上覆巖層特點和可溶性礦物的溶解特性,確定合理的井距、組距、排距等布井參數和井身結構;一般,宜三井或兩井為一井組,沿礦層底板等高線布置,井距25-35m,組距和排距為50-70m,井身結構宜為三管結構(技術套管+環管+中心管),以確保開採過程中的井筒安全;(2)建槽採用油墊、注熱水建槽,注水溫度為20-32℃之間,由低逐漸升高,建槽高度根據底部礦層的具體情況確定為3-5m;在建槽過程中要保持溶腔中的油量充足,防止出現上溶,確保迅速擴大溶腔實現井組連通(當在建槽過程中發生堵井事故時,可採用公知的加壓解堵、改變循環方式解堵、間斷加壓解堵、提管解堵、綜合解堵法等方法解堵,但在採用加壓解堵時,操作要穩重,防止壓穿地層,確保井身安全)。具體操作流程為將來自加工廠的餘熱水與淡滷水(或清水)混合達到建槽所要求的溫度(初期為20℃,末期為32℃,溫度上升幅度為溶腔半徑增加2-3m,溫度調高2℃)後,由注水泵加壓(建槽期工作壓力為0.8-1.0MPa),經過各儀表(壓力表、溫度計、流量計並取樣)參數檢測(記錄壓力、溫度、流量、濃度),輸送、分配到各建槽井,經過計量後由注水管(環管或中心管)注入到礦層溶礦(單井注水量20-25m3/h),溶礦後的滷水由採滷管(中心管或環管)返出井口,經過儀表(壓力表、溫度計、流量計並取樣)的參數檢測(記錄壓力、溫度、流量、濃度),合格滷水輸送到滷水沉澱池,經過鹽田蒸發濃縮後輸送到加工廠;不合格滷水輸送到淡滷沉澱池,沉澱後供循環注水使用。注油系統的流程為,來自儲油罐的油經過注油泵加壓(建槽期工作壓力為1.0-1.2MPa),然後經過儀表(壓力表、流量計)參數檢測(記錄壓力、流量),輸送到建槽井,由注油管(技術套管)注入到礦層,漂浮在溶腔的頂部;(3)上溶生產上溶生產開採採用油墊控制上溶,注熱水溶礦,分梯段開採。注水溫度根據熱水供給情況確定,但不得低於32℃,梯段高度根據開採礦層厚度確定在4-6m之間;具體操作流程為將來自加工廠的餘熱水與清水(或建槽井的淡滷水)混合,達到生產所要求的溫度(≥32℃)後,由注水泵加壓(生產期間工作壓力為0.6-0.8MPa),經過各儀表(壓力表、溫度計、流量計並取樣)參數檢測(記錄壓力、溫度、流量、濃度),輸送、分配到各生產井組,經過計量(井組注水量30-35m3/h)後由注水井注入到礦層溶礦,溶礦後的滷水由採滷井返出井口,經過儀表(壓力表、溫度計、流量計並取樣)的參數檢測(記錄壓力、溫度、流量、濃度),滷水輸送到滷水沉澱池,經過鹽田蒸發濃縮後輸送到加工廠,加工廠的尾液返回到井場供開採循環使用;或直接將滷水輸送到冷凍車間的儲滷罐中,經過冷凍裝置生產出十水硝供加工廠,尾液返回到井場供開採循環使用;注水溫度宜保持穩定,並宜定期改變注水方式,以確保溶腔的均衡發展;在上溶開採時要保持定期注油(300-500l/3-4d),即將來自儲油罐的油經過注油泵加壓(0.8-1.0MPa),然後經過儀表(壓力表、流量計)參數檢測(記錄壓力、流量),輸送到注水井(或採滷井),由注油管(技術套管)注入到礦層,漂浮在溶腔的頂部。(4)原滷濃縮採出原滷的濃度在100-150g/l之間,可採用公知的方法濃縮;但在夏季蒸發量大、冬季寒冷的地方,宜選用夏季滷水在鹽田中蒸發濃縮,冬季結晶為十水硝的濃縮方法;也可採用冷凍結晶裝置直接生產十水硝。濃縮後的滷水或十水硝送加工廠生產元明粉。
與公知的鑽井水溶油墊法開採芒硝礦的方法比較,本發明的主要貢獻在於確定合理的井距、組距、排距等布井參數和井身結構;井組單井建槽工藝及工藝參數,特別是建槽注水溫度的控制;確定合理的上溶生產開採工藝及工藝參數,特別是開採注水溫度的控制。
本發明之十水硫酸鈉礦床開採工藝特別適合於上覆巖層鬆軟,礦層中泥砂含量大,埋藏淺,地溫低的芒硝礦床,開採成本低,非常經濟合算。
具體實施例方式
實施例1(1)建井 根據礦山上覆巖層特點和可溶性礦物的溶解特性,確定三井為一井組,沿礦層底板等高線布置,井距25m,組距和排距均為50m,井身結構為三管結構(技術套管+環管+中心管);(2)建槽 將來自鍋爐房的熱水與淡滷水(或清水)混合達到20℃的溫度(建槽期間平均注水溫度為26℃,末期為32℃)後,由注水泵加壓注水,注水壓力為0.8MPa,經過壓力表、溫度計、流量計並取樣同時記錄壓力、溫度、流量、濃度,然後,輸送到建槽井由注水管(環管)注入到礦層溶礦(單井注水量203/h),溶礦後的滷水由採滷管返出井口,經過檢測壓力、溫度、流量、濃度,合格滷水輸送到滷水沉澱池,不合格滷水輸送到淡滷沉澱池,沉澱後供循環注水使用。建槽期間每天注一次油,注油量按200l/d控制。注油系統的流程為,來自儲油罐的油經過注油泵加壓到1.0-1.2MPa,然後經過壓力表、流量計記錄壓力和流量,輸送到建槽井,由注油管注入到礦層,漂浮在溶腔的頂部;(3)上溶生產 將來自鍋爐房的熱水與清水混合達到32℃溫度後,由注水泵加壓注水,平均注水壓力為0.65MPa,經過壓力表、溫度計、流量計並取樣同時記錄壓力、溫度、流量、濃度,之後,輸送到生產井組由注水井注入到礦層溶礦(井組注水量30m3/h),溶礦後的滷水由採滷井返出井口,檢測記錄壓力、溫度、流量、濃度,滷水輸送到滷水沉澱池;經過鹽田蒸發濃縮後輸送到加工廠,加工廠的尾液返回到井場供開採循環使用;上溶生產期間每周注兩次油,每次注油量為300L,注油系統的流程為,來自儲油罐的油經過注油泵加壓到1.0-1.2MPa,然後經過壓力表、流量計記錄壓力和流量,輸送到注水井,由注油管注入到礦層,漂浮在溶腔的頂部。(4)原滷濃縮 採用夏季滷水在鹽田中蒸發濃縮,冬季結晶為十水硝的濃縮方法。
實施例2(1)建井 根據礦山上覆巖層特點和可溶性礦物的溶解特性,確定二井為一井組,沿礦層底板等高線布置,井距35m,組距和排距均為70m;(2)建槽 將來自鍋爐房熱水與淡滷水(或清水)混合達到20℃的溫度(建槽期間平均注水溫度為28℃,末期為32℃)後,由注水泵加壓注水,注水壓力為1.0MPa,輸送到建槽井由注水管(中心管)注入到礦層溶礦(單井注水量253/h);建槽期間每2天注一次油,注油量按300l/d控制。注油系統的流程為,來自儲油罐的油經過注油泵加壓到1.0-1.2MPa,然後經過壓力表、流量計記錄壓力和流量,輸送到建槽井,由注油管注入到礦層,漂浮在溶腔的頂部;(3)上溶生產 將來自鍋爐房的熱水與清水混合達到32℃溫度後,由注水泵加壓注水,平均注水壓力為0.7MPa,井組注水量35m2/h;上溶生產期間每周注兩次油,每次注油量為350L;(4)原滷濃縮 採用冷凍結晶裝置直接生產十水硝。
其他同實施例1。
權利要求
1.一種十水硫酸鈉礦床的開採工藝,它包括以下步驟(1)建井 生產井組為三井或兩井為一組,井距25-35m,組距和排距為50-70m,沿礦層底板等高線布置,井身結構為三管結構;(2)建槽 採用注熱水、油墊法建槽,注水溫度由低逐漸升高,注水溫度範圍在20-32℃之間,建槽高度根據底部礦層的具體情況確定為3-5m;(3)上溶生產 採用油墊控制上溶,注熱水溶礦,分梯段開採,注水溫度等於或高於32℃;(4)原滷濃縮。.
2.根據權利要求1所述的十水硫酸鈉礦床的開採工藝,其特徵在於,所述原滷濃縮方法為夏季滷水在鹽田中蒸發濃縮,在冬季結晶為十水硫酸鈉。
3.根據權利要求1所述的十水硫酸鈉礦床的開採工藝,其特徵在於,原滷直接輸送至冷凍結晶裝置生產十水硫酸鈉。
全文摘要
本發明公開了一種十水硫酸鈉礦床的開採工藝,包括布井參數,建槽工藝及參數、解堵方法,開採工藝及參數,滷水濃縮方法。三井或兩井為一井組,井距25-35m,組距和排距均為50-70m,井身結構為三管結構;建槽採用注熱水(20-32℃)溶礦,油墊控制上溶,單井建槽,井組自然連通;然後採用注熱水(≥32℃)溶礦,分梯段控制上溶開採;採出滷水利用鹽田夏季自然蒸發濃縮,冬季自然冷凍十水硝送加工廠,或採用冷結晶裝置直接生產十水硝送加工廠。本發明特別適合於上覆巖層鬆軟,礦層中泥砂含量大,埋藏淺,地溫低的芒硝礦床的開採,開採成本低,非常經濟合算。
文檔編號E21B43/00GK1614190SQ20041004678
公開日2005年5月11日 申請日期2004年9月21日 優先權日2004年9月21日
發明者馬平傑, 陳新, 戢良鵬 申請人:化工部長沙設計研究院