[发明专利]井矿盐水溶法开采专用设备及其开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及井矿盐开采设备和方法技术领域，尤其是一种井矿盐水溶法开 采专用设备及其开采方法。

背景技术

中国井矿盐开采已有1000多年的历史了。根据盐的埋藏深度，有两种基 本的采矿方式。其一是采用旱采工艺，把井矿盐以固体方式采掘出来，其二是 利用盐溶于水的特点，以液体卤水的方式采出。两种采矿方式有着本质的不同。 采矿成本、适用范围有很大的差异。

岩盐矿床根据古代岩盐矿床的赋存特点和矿石性质来决定其开采方式。欧 美等国因其盐矿床多是海相成因的盐丘，盐层厚度达上千米，因此多采用旱采 方式以固体盐状态采出。近几十年因溶腔的利用也有采用许多水溶开采，主要 是钻井水溶法开采。中国大陆因矿床多成因于古代泻湖，开成的盐层薄而且夹 层多，根据埋藏深度的不同采用两种方式：旱采法和水溶法。旱采法主要应用 于盐层埋藏匿浅、围岩坚固的盐矿床。其它盐矿采用水溶法。一般情况下，浅 层低品位矿用坑道和硐室水溶法开采，而深层高品位矿多用钻井水溶法开采。 从发展趋势来看，水溶开采法的应用将越来越多，现在水溶开采法主要有单井生 产及井组生产。随着世界经济的高速发展，地面空间资源越来越稀缺。而盐矿 床水溶开采除了经济效益高外还附加产生新的地下空间资源-盐穴。而单井对 流钻井水溶开采法是目前世界上最好的采盐造腔双赢的采盐方法之一。

金坛位于长江下游经济最为发达的地区之一，金坛市直溪镇境内。金坛盐 盆面积约60.5平方公里，矿石储量162.42亿吨，氯化钠含量125.38亿吨，矿 体品位高达85％，是我国东部地区综合指标最佳的大型盐矿。经过20年的开采， 现有五座矿山，54口采卤井。

金坛盐矿水溶开采方法应用20多年来，形成了自己独特的钻井水溶开采艺 技术，特别是“西气东输”金坛地下储备库的建立，对盐类矿床水溶开采提出 了新的要求：即：盐、穴一体化工程。盐、穴资源综合利用的新方向。单井对 流双向循环钻井水溶法开采技术的应用为国内同类矿床的开采，特别是盐岩资 源与溶腔资源综合利用方面提供了示范作用。

现有的单井对流钻井水溶开采法单纯采用正循环或反循环，正循环就是中 心管注入淡水，卤水从技术套管与中心管的环隙返出，此种单纯正循环的开采 方式造出的盐穴呈上小下大的梨形；而反循环是从技术套管与中心管的环隙注 水，卤水从中心管返出，此种单纯反循环的开采方式造出的盐穴呈上大下小的 倒梨形。这两种方式的盐穴的利用率低，盐矿采收率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的不足，本发明提供一 种井矿盐水溶法开采专用设备及其开采方法，增设阀门切换系统，实现液体正 反循环自动切换，定期进行正反循环的切换，有利于盐穴造腔，造出的盐穴溶 腔呈鸭蛋形。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种井矿盐水溶法开采专用 设备，包括下至盐矿底部的中心管、下至盐矿顶层的技术套管以及井口装置， 中心管与技术套管同心设置，井口装置包括包覆在技术套管外层的水泥环和设 置在技术套管与井口间的表层套管，井外还具有淡水管路和卤水管路，淡水管 路上设有采卤泵，卤水管路上设有输卤泵，所述的中心管和技术套管的上端与 淡水管路和卤水管路连通的管路上具有液体正反循环切换的阀门切换系统，所 述的阀门切换系统包括控制系统和阀门组，所述的控制系统包括记时模块和控 制阀门组切换的切换执行模块。

具体的，所述的阀门组包括四个阀门，其中两个阀门设置在中心管与淡水 管路和卤水管路连通的管路上，另外两个阀门设置在技术套管与淡水管路和卤 水管路连通的管路上。

作为优选，所述的阀门组为两个由控制系统控制的电磁换向阀，每个电磁 换向阀还配有压力平衡测试表，其中一个电磁换向阀设置在淡水管路与中心管 和技术套管连通的管路上，另外一个电磁换向阀设置在卤水管路与中心管和技 术套管连通的管路上。

一种采用上述井矿盐水溶法开采专用设备进行开采的方法，具有如下步骤：

a、阀门切换系统的控制系统控制阀门组在中心管接通淡水管路、技术套管 接通卤水管路状态；

b、开启采卤泵和输卤泵，记时模块控制采卤泵和输卤泵运行12～72小时后 关闭；

c、控制系统控制阀门组在中心管接通卤水管路、技术套管接通淡水管路4 状态；

d、开启采卤泵和输卤泵，记时模块控制采卤泵和输卤泵运行12～72小时后 关闭；