專利名稱：十水硫酸鈉鉆井水溶開采工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種十水硫酸鈉礦床開采工藝，尤其涉及一種利用鉆井水溶法開采十水硫酸鈉礦床的工藝。
背景技術(shù)：
硫酸鈉(俗稱“元明粉”或芒硝)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，主要用于合成洗滌劑、印染、玻璃、造紙、醫(yī)藥、皮革等行業(yè)，用量很大。然而，目前各大元明粉企業(yè)都面臨著資源緊缺的現(xiàn)象。另一方面，有些芒硝礦床，由于上覆巖層松軟，礦層中泥砂含量大，埋藏淺，地溫低，芒硝晶體中含有十個(gè)結(jié)晶水，導(dǎo)致采出鹵水濃度低，采用現(xiàn)有公知的常規(guī)鉆井水溶法技術(shù)很難開采，低濃度鹵水直接加工也很不經(jīng)濟(jì)。例如，內(nèi)蒙古自治區(qū)擁有我國(guó)儲(chǔ)量最大的芒硝礦床，但因其礦床屬于上述類型，因而該礦床發(fā)現(xiàn)二十多年來(lái)一直沒(méi)有被開發(fā)利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有十水硫酸鈉礦床開采技術(shù)的上述缺陷，提供一種適合于松軟上覆巖層的十水硫酸鈉礦床的開采工藝。
本發(fā)明之十水硫酸鈉礦床的開采工藝包括以下步驟(1)建井根據(jù)礦山不同的上覆巖層特點(diǎn)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(shù)和井身結(jié)構(gòu)；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(jié)構(gòu)宜為三管結(jié)構(gòu)(技術(shù)套管+環(huán)管+中心管)，以確保開采過(guò)程中的井筒安全；(2)建槽采用油墊、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(jù)底部礦層的具體情況確定為3-5m；在建槽過(guò)程中要保持溶腔中的油量充足，防止出現(xiàn)上溶，確保迅速擴(kuò)大溶腔實(shí)現(xiàn)井組連通(當(dāng)在建槽過(guò)程中發(fā)生堵井事故時(shí)，可采用公知的加壓解堵、改變循環(huán)方式解堵、間斷加壓解堵、提管解堵、綜合解堵法等方法解堵，但在采用加壓解堵時(shí)，操作要穩(wěn)重，防止壓穿地層，確保井身安全)。具體操作流程為將來(lái)自加工廠的余熱水與淡鹵水(或清水)混合達(dá)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(diào)高2℃)后，由注水泵加壓(建槽期工作壓力為0.8-1.0MPa)，經(jīng)過(guò)各儀表(壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)并取樣)參數(shù)檢測(cè)(記錄壓力、溫度、流量、濃度)，輸送、分配到各建槽井，經(jīng)過(guò)計(jì)量后由注水管(環(huán)管或中心管)注入到礦層溶礦(單井注水量20-25m3/h)，溶礦后的鹵水由采鹵管(中心管或環(huán)管)返出井口，經(jīng)過(guò)儀表(壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)并取樣)的參數(shù)檢測(cè)(記錄壓力、溫度、流量、濃度)，合格鹵水輸送到鹵水沉淀池，經(jīng)過(guò)鹽田蒸發(fā)濃縮后輸送到加工廠；不合格鹵水輸送到淡鹵沉淀池，沉淀后供循環(huán)注水使用。注油系統(tǒng)的流程為，來(lái)自儲(chǔ)油罐的油經(jīng)過(guò)注油泵加壓(建槽期工作壓力為1.0-1.2MPa)，然后經(jīng)過(guò)儀表(壓力表、流量計(jì))參數(shù)檢測(cè)(記錄壓力、流量)，輸送到建槽井，由注油管(技術(shù)套管)注入到礦層，漂浮在溶腔的頂部；(3)上溶生產(chǎn)上溶生產(chǎn)開采采用油墊控制上溶，注熱水溶礦，分梯段開采。注水溫度根據(jù)熱水供給情況確定，但不得低于32℃，梯段高度根據(jù)開采礦層厚度確定在4-6m之間；具體操作流程為將來(lái)自加工廠的余熱水與清水(或建槽井的淡鹵水)混合，達(dá)到生產(chǎn)所要求的溫度(≥32℃)后，由注水泵加壓(生產(chǎn)期間工作壓力為0.6-0.8MPa)，經(jīng)過(guò)各儀表(壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)并取樣)參數(shù)檢測(cè)(記錄壓力、溫度、流量、濃度)，輸送、分配到各生產(chǎn)井組，經(jīng)過(guò)計(jì)量(井組注水量30-35m3/h)后由注水井注入到礦層溶礦，溶礦后的鹵水由采鹵井返出井口，經(jīng)過(guò)儀表(壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)并取樣)的參數(shù)檢測(cè)(記錄壓力、溫度、流量、濃度)，鹵水輸送到鹵水沉淀池，經(jīng)過(guò)鹽田蒸發(fā)濃縮后輸送到加工廠，加工廠的尾液返回到井場(chǎng)供開采循環(huán)使用；或直接將鹵水輸送到冷凍車間的儲(chǔ)鹵罐中，經(jīng)過(guò)冷凍裝置生產(chǎn)出十水硝供加工廠，尾液返回到井場(chǎng)供開采循環(huán)使用；注水溫度宜保持穩(wěn)定，并宜定期改變注水方式，以確保溶腔的均衡發(fā)展；在上溶開采時(shí)要保持定期注油(300-500l/3-4d)，即將來(lái)自儲(chǔ)油罐的油經(jīng)過(guò)注油泵加壓(0.8-1.0MPa)，然后經(jīng)過(guò)儀表(壓力表、流量計(jì))參數(shù)檢測(cè)(記錄壓力、流量)，輸送到注水井(或采鹵井)，由注油管(技術(shù)套管)注入到礦層，漂浮在溶腔的頂部。(4)原鹵濃縮采出原鹵的濃度在100-150g/l之間，可采用公知的方法濃縮；但在夏季蒸發(fā)量大、冬季寒冷的地方，宜選用夏季鹵水在鹽田中蒸發(fā)濃縮，冬季結(jié)晶為十水硝的濃縮方法；也可采用冷凍結(jié)晶裝置直接生產(chǎn)十水硝。濃縮后的鹵水或十水硝送加工廠生產(chǎn)元明粉。
與公知的鉆井水溶油墊法開采芒硝礦的方法比較，本發(fā)明的主要貢獻(xiàn)在于確定合理的井距、組距、排距等布井參數(shù)和井身結(jié)構(gòu)；井組單井建槽工藝及工藝參數(shù)，特別是建槽注水溫度的控制；確定合理的上溶生產(chǎn)開采工藝及工藝參數(shù)，特別是開采注水溫度的控制。
本發(fā)明之十水硫酸鈉礦床開采工藝特別適合于上覆巖層松軟，礦層中泥砂含量大，埋藏淺，地溫低的芒硝礦床，開采成本低，非常經(jīng)濟(jì)合算。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)建井 根據(jù)礦山上覆巖層特點(diǎn)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(jié)構(gòu)為三管結(jié)構(gòu)(技術(shù)套管+環(huán)管+中心管)；(2)建槽 將來(lái)自鍋爐房的熱水與淡鹵水(或清水)混合達(dá)到20℃的溫度(建槽期間平均注水溫度為26℃，末期為32℃)后，由注水泵加壓注水，注水壓力為0.8MPa，經(jīng)過(guò)壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)并取樣同時(shí)記錄壓力、溫度、流量、濃度，然后，輸送到建槽井由注水管(環(huán)管)注入到礦層溶礦(單井注水量203/h)，溶礦后的鹵水由采鹵管返出井口，經(jīng)過(guò)檢測(cè)壓力、溫度、流量、濃度，合格鹵水輸送到鹵水沉淀池，不合格鹵水輸送到淡鹵沉淀池，沉淀后供循環(huán)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(tǒng)的流程為，來(lái)自儲(chǔ)油罐的油經(jīng)過(guò)注油泵加壓到1.0-1.2MPa，然后經(jīng)過(guò)壓力表、流量計(jì)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(chǎn) 將來(lái)自鍋爐房的熱水與清水混合達(dá)到32℃溫度后，由注水泵加壓注水，平均注水壓力為0.65MPa，經(jīng)過(guò)壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)并取樣同時(shí)記錄壓力、溫度、流量、濃度，之后，輸送到生產(chǎn)井組由注水井注入到礦層溶礦(井組注水量30m3/h)，溶礦后的鹵水由采鹵井返出井口，檢測(cè)記錄壓力、溫度、流量、濃度，鹵水輸送到鹵水沉淀池；經(jīng)過(guò)鹽田蒸發(fā)濃縮后輸送到加工廠，加工廠的尾液返回到井場(chǎng)供開采循環(huán)使用；上溶生產(chǎn)期間每周注兩次油，每次注油量為300L，注油系統(tǒng)的流程為，來(lái)自儲(chǔ)油罐的油經(jīng)過(guò)注油泵加壓到1.0-1.2MPa，然后經(jīng)過(guò)壓力表、流量計(jì)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)原鹵濃縮 采用夏季鹵水在鹽田中蒸發(fā)濃縮，冬季結(jié)晶為十水硝的濃縮方法。
實(shí)施例2(1)建井 根據(jù)礦山上覆巖層特點(diǎn)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(lái)自鍋爐房熱水與淡鹵水(或清水)混合達(dá)到20℃的溫度(建槽期間平均注水溫度為28℃，末期為32℃)后，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(tǒng)的流程為，來(lái)自儲(chǔ)油罐的油經(jīng)過(guò)注油泵加壓到1.0-1.2MPa，然后經(jīng)過(guò)壓力表、流量計(jì)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(chǎn) 將來(lái)自鍋爐房的熱水與清水混合達(dá)到32℃溫度后，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(chǎn)期間每周注兩次油，每次注油量為350L；(4)原鹵濃縮 采用冷凍結(jié)晶裝置直接生產(chǎn)十水硝。
其他同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種十水硫酸鈉礦床的開采工藝，它包括以下步驟(1)建井 生產(chǎn)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(jié)構(gòu)為三管結(jié)構(gòu)；(2)建槽 采用注熱水、油墊法建槽，注水溫度由低逐漸升高，注水溫度范圍在20-32℃之間，建槽高度根據(jù)底部礦層的具體情況確定為3-5m；(3)上溶生產(chǎn) 采用油墊控制上溶，注熱水溶礦，分梯段開采，注水溫度等于或高于32℃；(4)原鹵濃縮。.
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十水硫酸鈉礦床的開采工藝，其特征在于，所述原鹵濃縮方法為夏季鹵水在鹽田中蒸發(fā)濃縮，在冬季結(jié)晶為十水硫酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十水硫酸鈉礦床的開采工藝，其特征在于，原鹵直接輸送至冷凍結(jié)晶裝置生產(chǎn)十水硫酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種十水硫酸鈉礦床的開采工藝，包括布井參數(shù)，建槽工藝及參數(shù)、解堵方法，開采工藝及參數(shù)，鹵水濃縮方法。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(jié)構(gòu)為三管結(jié)構(gòu)；建槽采用注熱水(20－32℃)溶礦，油墊控制上溶，單井建槽，井組自然連通；然后采用注熱水(≥32℃)溶礦，分梯段控制上溶開采；采出鹵水利用鹽田夏季自然蒸發(fā)濃縮，冬季自然冷凍十水硝送加工廠，或采用冷結(jié)晶裝置直接生產(chǎn)十水硝送加工廠。本發(fā)明特別適合于上覆巖層松軟，礦層中泥砂含量大，埋藏淺，地溫低的芒硝礦床的開采，開采成本低，非常經(jīng)濟(jì)合算。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1614190SQ20041004678
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者馬平杰, 陳新, 戢良鵬 申請(qǐng)人:化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院