[發明專利]基于高速水射流技術的鹽巖地層鉆井和開槽方法

有效

• 申請號: 200810025007.3
• 申請日: 2008-05-04
• 公開（公告）號: CN101571043A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 陳波
• 申請（專利權）人: 陳波
• 主分類號: E21C45/00
• 分類號: E21C45/00;E21B7/18
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種特殊地質礦床的開采方法，尤其是一種在鹽巖地層上鉆 孔、開槽采集鹵水的方法，具體地說是一種基于高速水射流技術的鹽巖地層 鉆井和開槽方法。

背景技術

目前，制堿、鉀、氯、鋰工業需要的原料大多來源于鹽礦底下的鹵水， 而目前鹵水的采集常用的方法是在鹽巖地層上鉆井，在井與井之間再開設相 互貫通的滲鹵槽以增加滲透率，如圖1所示，最終形成網格狀結構，如圖2 所示。由于鹽巖地質的特殊構造，其強度遠遠低于巖石，又高于泥土，其主 要自然狀態主要呈脆性晶體狀，類似于冰塊結構，因此使用常規的鉆頭很難 進行，加之鹽的腐蝕性較大，一般的鉆頭無法操作，因此目前常用的鉆井方 法是采用鐓孔的方法，但操作難度相當大，鐓鉆一個60米深的鹵水井需投資 幾十萬元。對于開槽而言，目前常用的方法是采用爆破加挖掘機挖掘的方法 進行施工，效率低，安全差。

因此對于鹽巖層鹵水采集而言目前尚無一種投資少、安全、快速、高效 的方法可供使用。

超高壓水射流技術是近年來發展十分迅速的高新技術，由于其獨特的性 能，其在脆性及難加工材料的加工方面有著特殊的效果，但據申請人所知， 目前尚未見到有關將高速水射流技術用于鹽巖開采領域的報道。

發明內容

本發明的目的是針對鹽巖地質的特點，發明一種基于高速水射流技術的 鹽巖地層鉆井和開槽方法，以解決目前鹽巖地質鉆井中存在的速度慢、成本 高、效率低的問題。

本發明的技術方案是：

一種基于高速水射流技術的鹽巖地層鉆井和開槽的方法，其特征是第一 步，采用水射流技術將普通水經增壓器增壓到200MPa以上的超高壓水；第二 步，將超壓水送入高速旋轉噴頭或往復運動噴頭中，使從高速旋轉噴頭或往 復運動噴頭噴嘴中射出的高壓水作用于鹽巖上并將其擊打成碎顆粒狀形成切 面或切槽；第三步，利用吸取設備將切面或切槽中的碎顆粒狀鹽巖取出；重 復第二、第三步直到形成所需直徑和深度的鹵水井或形成所需寬度和深度的 導鹵槽。

所述的吸取設備可采用空氣負壓泵。

所述的鉆井的孔徑為100～1000毫米，理論上只需配備相應的輸送管道， 鉆井的濃度可為任意值，但事實上，當高壓水管道達到一定的長度后其壓降 會影響到切割效果，開槽的深度一般以為3-5米為一層，可多層開設。

當利用往復運動噴頭開槽時，可先利用往復運動噴頭開出兩條相鄰的滲 鹵槽(其寬度可控制在10～100厘米之間)，再利用撬或砸的方法使相鄰滲鹵 槽之間的鹽巖與地層分離，也可利用挖掘機將相鄰滲鹵槽之間的鹽巖取出， 當利用撬或砸的方法時，可將鹽巖撬成塊狀或擊碎，擊碎后可利用負壓吸取 設備取出，而塊狀的可采用挖掘機或人工將其取出，這樣可大大加快槽的速 度。

為了提高切割效率，可使所述的高速旋轉噴頭在高速旋轉的同時沿直線 或曲線軌道作往復運動。

本發明的有益效果：

本發明大膽地首次將水射流技術用于地質開采，充分利用了水射流技術 在脆性材料加工方面的優勢，不僅拓展了水射流技術的應用領域，而且為特 殊地層的開采提供了新的方法。

經實驗證明，利用本發明的方法開鉆相同深度和直徑的鹵水進的成本可 減少50％以上，時間也可縮短50％以上，用于滲鹵槽的開挖則成本可進一步降 低，效率可提高三倍以上。

與本發明相配的設備可采用現有的相關裝置加以改進實現，與現有的開 采設備相比，本發明具有投資小，成本低的優點。

附圖說明

圖1是與本發明有關的鹽巖地層上相鄰鹵水采集井及滲鹵槽的結構示意 圖。

圖2是本發明的鹽巖地層上的鹵水采集井的布局示意圖。

圖3是本實施例的滲鹵槽的另一種結構形式。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1、2、3所示。

實施例一。