十水硫酸鈉鑽井水溶開採工藝的製作方法

2023-06-22 21:30:41 1

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