專利名稱：一種爆破開通與壓裂封閉鹽層的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種爆破開通與壓裂封閉鹽層的方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)用口(組)鹽井完成多個(gè)鹽層逐層分層回采的目的。并具有建槽快、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)回采的特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
巖鹽礦多為多鹽層礦，其回采方式大都采用鉆井分層回采，先鉆井至第一鹽層(最底部鹽層) 然后用鋼質(zhì)套管和混凝土進(jìn)行全程固井，利用套管和中心管構(gòu)成對(duì)流回采通道，實(shí)現(xiàn)第一鹽層的回采；因固井封隔了上部所有鹽層，使之與鹽井之間處于封閉狀態(tài)，當(dāng)完成第一鹽層回采后，無法利用現(xiàn)有鹽井再回采上部鹽層，造成了資源的巨大浪費(fèi)和開采成本顯著增高。為此提出了鉆除、射孔及切割等方法消除固井封隔，實(shí)現(xiàn)封閉鹽層的開通，但因這些方法普遍存在準(zhǔn)確度差、費(fèi)用高、施工難度大等缺點(diǎn)，且這些方法僅能以彈孔或切割槽的形式使封閉鹽層與鹽井溝通。這種局部開通很難滿足水溶采鹽對(duì)通道和溶蝕面積的要求，因此，上述方法在生產(chǎn)中很少使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可靠性高，工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、效果好，既能全層(鹽層)厚開通封閉鹽層，又同時(shí)能大范圍壓裂鹽層并具有安全和高效回采特征的爆破開通與壓裂封閉鹽層的方法及裝置。
本發(fā)明-----一種爆破開通與壓裂封閉鹽層的方法是采用下述方案實(shí)現(xiàn)的利用鹽礦現(xiàn)有鉆機(jī)，將爆破彈安裝于鉆桿前端，沿鹽井精確送至并定位于封閉鹽層所處位置，引爆爆破彈，憑借爆炸瞬間釋放的巨大能量將封閉鹽層段固井套管和混凝土外環(huán)粉碎及剝離，實(shí)現(xiàn)全層厚開通封閉鹽層及同時(shí)大范圍壓裂鹽層的目的。所述爆破彈為裝有與工況環(huán)境、效果要求相匹配的炸藥，以及裝有用于調(diào)節(jié)爆炸能量傳播方向、大小的聚能器、裝藥結(jié)構(gòu)等構(gòu)成，以實(shí)現(xiàn)僅粉碎鹽層段固井結(jié)構(gòu)而不破壞鹽層以上固井結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。
本發(fā)明-----種爆破開通與壓裂封閉鹽層的裝置是采用下述方案實(shí)現(xiàn)的它有一殼體，兩端各設(shè)有一導(dǎo)向錐，在上導(dǎo)向錐的一側(cè)延伸有一端為螺母的過渡管，另一側(cè)延伸一中心管至殼體中，且中心管與過渡管相互聯(lián)通，在中心管靠近上導(dǎo)向錐的一端設(shè)有一聚能器，一雷管設(shè)置于中心管中，在中心管與殼體之間填充有固體炸藥。所述炸藥為TNT和RDX的混合物，其組份配比為(重量比)TNT60～70；RDX30～40。
本發(fā)明由于采用上述方案及裝置，一方面，由剛性鉆桿計(jì)量能確保爆破彈定位精確到100％，有效保證了鹽井與目的鹽層之間全層厚貫通和壓裂的可靠性，為單井對(duì)流回采提供了足夠的兩管距離和溶蝕面積，確保了被開通鹽層回采的低耗高效；另一方面因引爆后，由炸藥特性和爆炸作用特征決定了在瞬間產(chǎn)生對(duì)套管的強(qiáng)烈沖擊，并在套管中產(chǎn)生沖擊壓應(yīng)力波。套管直接受到炸藥爆轟壓力的作用，固井套管被擊碎；在爆轟波沖擊套管的同時(shí)，高溫高壓氣體急劇膨脹，加劇了沖擊波的破壞作用，加劇了裂縫的擴(kuò)展。同時(shí)，迫使已破碎套管作經(jīng)向移動(dòng)，當(dāng)套管中傳播的壓應(yīng)力波到達(dá)套管與混凝土外環(huán)的交界面時(shí)，壓應(yīng)力波在此界面上形成折射和反射，折射部分進(jìn)入混凝土外環(huán)并在其中傳播，而反射則將原壓應(yīng)力波反射成拉應(yīng)力波。繼續(xù)作用于套管，直至將已破碎套管拉斷及剝離。而進(jìn)入混凝土外環(huán)傳播的壓應(yīng)力波到達(dá)混凝土外環(huán)和鹽層的交界面時(shí)，再次形成折射和反射，反射形成拉應(yīng)力波將混凝土外環(huán)拉斷及剝離。至此，原封閉鹽層的套管和混凝土外環(huán)被徹底粉碎和剝離，使鹽井與鹽層形成一“空腔”，實(shí)現(xiàn)裸露開通封閉鹽層的目的；另外，由混凝土外環(huán)與鹽層的交界面折射進(jìn)入鹽層的壓應(yīng)力波在鹽層中向遠(yuǎn)處傳播，由于鹽層經(jīng)向可視為無限鹽層而設(shè)有可形成折射和反射的變質(zhì)界面，因此，其只能對(duì)鹽層產(chǎn)生壓力作用，在爆生氣體膨脹作功的共同作用下，使巖鹽在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生和擴(kuò)張裂隙，實(shí)現(xiàn)壓裂鹽層。到此，爆炸釋放的能量完成了開通封閉鹽和壓裂封閉鹽層任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了爆破開通與壓裂封閉鹽層的目的。由于炸藥品種的選擇中就考慮了破壞中保護(hù)的要求，特別是通過裝藥結(jié)構(gòu)的調(diào)整、聚能器等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)爆炸能量大小和傳播方向調(diào)節(jié)，獲行了既實(shí)現(xiàn)開通與壓裂所需的粉碎性破碎，又同時(shí)滿足鹽井再生產(chǎn)所需的完整或安全的爆破效果，使利用一口(組)鹽井完成多個(gè)或全面鹽層的逐層分層回成為現(xiàn)實(shí)。由于爆破對(duì)緊貼混凝土外環(huán)的巖鹽生產(chǎn)的高壓、高熱和伴隨剝離，形成了空腔和大范圍壓裂，為水溶采鹽提供了非常溶蝕面積和破巖鹽，保障了快速建槽、高產(chǎn)穩(wěn)回采及資源回收率高的實(shí)現(xiàn)。有效地降低了開采投資成本，提高了生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量(鹵水濃度)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。資源回收率的提高、有效延長(zhǎng)了礦山壽命進(jìn)而產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益。本發(fā)明可適用于各種類型井鹽礦，也適用可液相開采的其它礦(如油、氣、芒硝等)。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例；見附圖，本發(fā)明一種爆破開通與壓裂封閉鹽層的裝置包括螺母1、過渡管3、上、下導(dǎo)向錐4、11，聚能器5、外殼6、炸藥7、雷管8、中心管9組成，所述外殼6為一圓柱筒體，兩端各設(shè)有一上、下導(dǎo)向錐4、11，在上導(dǎo)向錐4一側(cè)延伸有一端固裝有螺母1的過渡管3，另一側(cè)延伸有一處于外殼6中的中心管9，且中心管9與過渡管3相互聯(lián)通，在中心管9中設(shè)有一雷管8，其靠近上導(dǎo)向錐的一端設(shè)有一聚能器5，在中心管9與外殼6之間填充有固態(tài)炸藥7，所述炸藥7由TNT與RDX混合構(gòu)成，其組份配比為(重量比)TNT60～70；RDX30～40。
權(quán)利要求
1.一種爆破開通與壓裂封閉鹽層的方法，其特征是采用鹽礦現(xiàn)有鉆機(jī)，將爆破彈安裝于鉆桿前端，沿鹽井送至并定位于封閉鹽層所處位置，引爆爆破彈，利用爆炸瞬間釋放的巨大能量將封閉鹽層段固井套管和混凝土外環(huán)粉碎及剝離。
2.一種爆破開通與壓裂封閉鹽層的裝置，包括螺母(1)、過渡管(3)、上、下導(dǎo)向錐(4)、(11)，聚能器(5)、外殼(6)、炸藥(7)、雷管(8)、中心管(9)，所述外殼(6)為一圓柱筒體，其特征在于外殼(6)兩端各設(shè)有一上、下導(dǎo)向錐(4)、(11)，在上導(dǎo)向錐(4)一側(cè)延伸有一端固裝有螺母(1)的過渡管(3)，另一側(cè)延伸有一處于外殼(6)中的中心管(9)，且中心管(9)與過渡管(3)相互聯(lián)通，在中心管(9)中設(shè)有一雷管(8)，其靠近上導(dǎo)向錐的一端設(shè)有一聚能器(5)，在中心管(9)與外殼(6)之間填充有固態(tài)炸藥(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種爆破開通與壓裂封閉鹽層的裝置，其特征在于所述炸藥(7)由TNT與RDX混合構(gòu)成，其組份配比為(重量比)TNT60～70；RDX30～40。
全文摘要
一種爆破開通與壓裂封閉鹽層的方法及裝置，是利用鹽礦現(xiàn)有鉆機(jī)，將裝有炸約、聚能器、裝藥結(jié)構(gòu)等的爆破彈安裝于鉆桿前端，沿鹽井送至并定位于封閉鹽層所處位置，引爆爆破彈，將封閉鹽層段固井套管和混凝土外環(huán)粉碎及剝離，實(shí)現(xiàn)全層厚開通封閉鹽層及壓裂鹽層的目的?？蓪?shí)現(xiàn)快速建槽、高產(chǎn)穩(wěn)回采，延長(zhǎng)礦山壽命，可有效降低開采成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本發(fā)明可適用于各種類型井鹽礦，也適用可液相開采的其它礦(如油、氣、芒硝等)。
文檔編號(hào)E21B43/117GK1412414SQ0112868
公開日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2001年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月17日
發(fā)明者張保良, 洪有秋, 張峰杰, 鄧盛余 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙金能民爆科技開發(fā)公司, 湖南省湘澧鹽礦