[發明專利]一種鹵水鉆井開采系統及封閉循環動態清洗抗結鹽方法

有效

• 申請號: 201410414712.8
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104196498A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王興富;王石軍;田紅斌;海吉忠;唐永新;劉萬平;劉斌山;劉東曲;王海平;盧俊德
• 申請（專利權）人: 青海鹽湖工業股份有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;F04D29/70
• 代理公司: 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝

技術領域

本發明屬于鹵水開采技術領域，涉及鹽湖深部高鹽度、過飽和鹵水的鉆井開采系統及抗結鹽工藝方法。

背景技術

我國鹽湖資源多以開采地下鹵水礦床為主,它們多賦存于鹽類沉積物的孔隙中,以晶間鹵水或孔隙鹵水的形態存在,鹵水礦的開采方法主要有渠道開采、鉆井開采和井渠結合的方式，隨著鹵水開采深度的不斷增加，單純的渠道開采需要不斷增加渠道開挖深度，以滿足泵站抽鹵需要，但目前世界上的施工機械無法滿足埋深超過20米深部鹵水的開采，生產成本無疑也是成倍增加，鹵水資源開采失去經濟性，因此當鹵水開采深度超過一定極限值時，鉆井采鹵的優勢就顯現出來了，通過在礦區施工一定深度和直徑的采鹵井，并配合特制的潛水泵和電機等生產設備，就可以連續穩定地開采降深20米以下的鹵水礦。

由于鹵水是高濃度含多種化學組分的高濃度鹽水,且不同地段、不同深度的鹵水特性不一致，其中一種或多種鹽分達到飽和,會影響井采設備的連續穩定運行，所以在采鹵過程中,飽和鹵水的流動和攪動使采鹵設備與鹵水接觸部位必然受到腐蝕和結晶,故鉆井采鹵設備必須采取防腐蝕和抗結晶措施。

經過反復的現場實驗證明，水泵的葉輪、泵腔流道及進出水管內壁結鹽堵塞速度非?？?有的井4～5小時結鹽堵死,有的井20～30小時結鹽堵死。這是因為在地下鹵水的開采過程中,不同組分的飽和鹵水的混合攪動而發生結晶析鹽。鹵水開采結晶主要是氯化鈉的結晶，結晶物中NaCl含量一般高于90％，最大達到99％，鹵水開采過程中氯化鈉晶體的結晶過程是在十分復雜的條件下進行的，鹵水組成及其飽和度、結晶過程動力學條件的提供和維持以及晶體生長環境條件等，都是重要的影響因素，而它們自身又受眾多因素影響，復雜多變。

預防結晶的主要方法包括化學方法、物理方法兩大類?；瘜W方法通過添加化學組分，改變鹵水的相區狀態，物理方法包括加淡水方式、外部各種場(電場、磁場、超聲波場)的影響方式、采用特殊結構材料和覆蓋涂層的方法等。由于技術經濟的原因，不允許使用化學抑制劑。因結晶物主要成分是NaCl，有易溶于水的物理性質，因此加淡水沖洗采鹵泵結鹽是防結鹽最有效、簡潔的手段。

本發明采用鉆井開采鹽湖礦區鹵水，在對地層結構復雜、不同地段涌水量及化學組分不同的情況開展研究的基礎上，開發出一種開采鹽湖深部鹵水的鉆井開采及抗結鹽方法。

發明內容

發明目的：為解決鹽湖礦區深部鹵水的高效開采利用，設計一種鹵水鉆井開采系統及封閉循環動態清洗抗結鹽方法。

技術方案：一種鹵水鉆井開采系統，包括采鹵井1、潛鹵電動機2、篩管3、潛鹵泵4、井內管5、井口管固定槽鋼6、井口管7，井口設置抗鹽鹵水泥固定井臺15及井蓋鋼板16，在井蓋鋼板16上部放置用于抽鹵水裝置檢修的支架起吊裝置17；篩管3位于采鹵井1底部井壁內側，確保井壁穩定；井口管7位于抗鹽鹵水泥固定井臺15靠近井壁內側，其下方位置焊接“井”字形的井口管固定槽鋼6，確保井口穩定；水泥固井平臺15底部墊兩層油氈隔絕毛細水滲入。

潛鹵泵4固定放置于井內一定深度的位置；淡水管8從地面伸入井內，其上面的一端連接設置于地面的淡水調節箱12、淡水加壓泵13、淡水控制閥門14，淡水管8底端有兩個進水口，分別焊接在潛鹵泵4的一級葉輪入口11和潛鹵電動機入口10上，淡水經過淡水加壓泵13進行加壓，經過淡水管8分成兩股進入，上面一股淡水通過潛鹵電動機入口12先進入淡水分布器18，再經淡水流道進入潛鹵電動機2內，可達到在沖洗潛鹵泵4的同時對潛鹵電動機2進行冷卻的效果，此部分淡水在潛鹵電動機內循環一周后，由于重力作用流至葉輪處被抽出，最終從出水管9排出；下面的淡水通過一級葉輪處入口11進入，采用封閉循環動態清洗方法，經過葉輪及流道之處的結鹽均能被淡水溶解或失去附著力最終從出水管9與采集鹵水一起排出，從而沖洗葉輪的結鹽，提高防結晶性能。

本發明同時公開了一種鹵水鉆井封閉循環動態清洗抗結鹽方法，其步驟為：

(1)當潛鹵泵出鹵量因動態結晶衰減至額定流量的50％～80％時開淡水加壓泵13，淡水通過管線中間的閥門，將其加入速度控制在潛鹵泵額定流量的0.5％～2％，沖洗15～30分鐘，削弱結晶體的附著力，可將采鹵泵內壁及葉輪結鹽完全清除，不僅保證了采鹵的連續穩定又可抑制采鹵泵內的結晶。

(2)當潛鹵泵因結鹽導致采鹵泵流量已低于額定流量的50％時，采用封閉式洗鹽方式，首先運用變頻器調小潛鹵泵4的流量，然后關閉底閥，最后開啟淡水加壓泵13，將淡水在潛鹵泵4泵體內循環流動10～60分鐘，達到徹底清除結晶之目的。