一种集约式地浸采铀钻井布置方法与流程

1.本发明涉及砂岩型铀矿地浸开采技术领域，尤其涉及一种集约式地浸采铀钻井布置方法。


背景技术：

2.随着砂岩型铀矿找矿成果不断扩大，国内天然铀产业布局逐渐从南方硬岩转向北方砂岩，当前我国砂岩型铀矿开采的主要工艺方法为原地浸出采铀工艺，简称地浸。我国地浸采铀技术自80年代取得突破以来，已在新疆伊犁盆地、吐哈盆地，内蒙二连盆地、松辽盆地、鄂尔多斯盆地等多个砂岩型铀矿床实践和应用。
3.地浸采铀是通过钻井将配制好的浸出剂注入疏松砂岩含矿含水层，浸出剂在含矿层流动过程中与矿物发生化学反应，溶解矿石中的铀，然后通过抽液井将含铀溶液抽至地表，经过处理得到铀产品的过程，没有矿石运输、选矿、破碎和尾矿坝建设等工序，虽然被“采”的是矿石，但“采出”的是含有有用组分的溶液。总体说来，地浸采铀工艺简单，不使矿石或围岩产生位移，无尾矿，对地表环境保护好，成本低，铀的经济品位可低至万分之一，多个工序和环节实现了闭环管理，是一种具有典型循环经济特性的采矿工艺方法。
4.地浸采铀过程，按工序可分为井场部分和浸出液处理部分。井场部分包括钻井布置(井型井距设计与施工)，抽、注液支管和主管，井场集控室及配套设备，配液池，气体站等。现有地浸采区的开采深度一般为200～700m不等，钻井布置一般为垂直钻井开采方式下的基本规则井型，包括行列式、四点型、五点型或七点型井型，井距一般为20～40m。钻井布置范围一般与砂岩型铀矿平面展布范围接近，虽然钻井的井口位置占地面积小，但总体上，采区钻井分布范围广，连接各抽注井的管网遍布于整个采区，采区实际生产开拓期间，需要征地范围比较大，需要监测的防渗漏点不集中，工人巡查工作量大；若遇到地表地形地貌复杂，深沟深壑、山坡、河流等复杂地形，钻井施工难度极大。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：提供一种集约式地浸采铀钻井布置方法，集中布置不同倾斜角度的钻井，减少采区征地面积，实现井口布置集中、防渗漏监测点集中、巡检集中和管网布置集中的模式。
6.本发明提供了一种集约式地浸采铀钻井布置方法，包括以下步骤：
7.步骤s1：施工一组垂直井作为主直井，主直井为抽液井；
8.步骤s2：以主直井为中心施工多组定向井，各定向井施工全程随钻监测，在表层进行防碰定向；地面上，定向井井口以主直井井口为中心紧密排列；
9.所述定向井为二维定向井，采用五段式，由井口至井尾依次为第一垂直井段、第一造斜段、稳斜段、第二造斜段、第二垂直井段；
10.所述第一造斜段起始造斜点垂深大于100m，第二造斜段结束点位于矿层以上10～30m；所述第二垂直井段井角度为90
°
，穿过矿层；
11.相邻定向井组的井功能不同；
12.各组定向井的靶点以主直井靶点为中心，按规则均匀分布；
13.步骤s3：用于执行抽液的主直井或者定向井中下入潜水泵，将浸出溶液从地下提升到地面，再进行后续工艺处理。
14.2.根据权利要求1所述的集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，所述每组定向井由6～10口定向井组成。
15.优选地，所述规则为各组定向井矿层的第一垂直段以主直井矿层垂直段靶点为中心，呈正六边形、正四边形、或直线型方式排列。
16.优选地，相邻的不同组的定向井靶点间距为30～50m。
17.优选地，所述主直井的靶点与最接近的定向井靶点的间距为30～50m。
18.优选地，所述井口间距2～5m，最外围井口与井场边缘距离5～10m。
19.优选地，所述步骤s2中，以主直井为中心施工5组定向井。
20.优选地，以主直井为中心，依次向外排列的5组定向的功能分别为注液井、抽液井、注液井、抽液井、注液井。
21.与现有技术相比，本发明的集约式地浸采铀钻井布置方法，改变当前地浸矿山采区分散、垂直的钻井布置形式，采用集中布置的“定向井+直井”组合式钻井，一方面大大减少采区征地面积，减少征地费用，最大限度保护地表环境；另一方面，降低钻前工程量，简化地面集输流程，实现井口布置集中、防渗漏监测点集中、巡检集中和管网布置集中的“四集中”模式，便于矿山综合管理，节约后期管理成本，是一种符合发展趋势的新型开发模式。
附图说明
22.图1表示本发明中二维定向井井身结构示意图；
23.图2表示本发明第一实施例中井网结构示意图；
24.图3表示本发明第一实施例中井口与井场示意图；
25.图4表示本发明第一实施例中沿布井轴线井身结构纵向剖面图；
26.图5表示本发明第二实施例中井网结构示意图；
27.图6表示本发明第二实施例中井口与井场示意图；
28.图7表示本发明第二实施例中沿布井轴线井身结构纵向剖面示意图；
29.图中，
30.1-井口，2-第一垂直井段，3-第一造斜段，4-稳斜段，5-第二造斜段，6-第二垂直井段。
具体实施方式
31.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
32.本发明适用于埋深大于400m的采用原地浸出工艺开采的矿藏，包括但不限于砂岩型铀矿藏。
33.本发明的实施例公开了一种集约式地浸采铀钻井布置方法，包括以下步骤：
34.步骤s1：施工一组垂直井作为主直井，主直井为抽液井；
35.优选地，所述每组定向井由6～10口定向井组成；
36.步骤s2：以主直井为中心施工多组定向井，各定向井施工全程随钻监测，在表层进行防碰定向；地面上，定向井井口以主直井井口为中心紧密排列；
37.所述定向井为二维定向井，采用五段式，由井口1至井尾依次为第一垂直井段2、第一造斜段3、稳斜段4、第二造斜段5、第二垂直井段6；
38.所述第一造斜段3起始造斜点垂深大于100m，第二造斜段5结束点位于矿层以上10～30m；所述第二垂直井段井6角度为90
°
，穿过矿层；
39.相邻定向井组的井功能不同；具体地，若一组为注液井，则另一组为抽液井；
40.各组定向井的靶点以主直井靶点为中心，按规则均匀分布；
41.所述规则优选为各组定向井矿层的第一垂直段以主直井矿层垂直段靶点为中心，呈正六边形、正四边形、或直线型方式排列；
42.相邻的不同组的定向井靶点间距为30～50m；
43.所述主直井的靶点与最接近的定向井靶点的间距为30～50m；
44.所述井口间距2～5m，最外围井口与井场边缘距离5～10m；
45.根据主直井与定向井的搭配，优选地，以主直井为中心施工5组定向井；
46.以主直井为中心，依次向外排列的5组定向的功能分别为注液井、抽液井、注液井、抽液井、注液井；
47.步骤s3：用于执行抽液的主直井或者定向井中下入潜水泵，将浸出溶液从地下提升到地面，再进行后续工艺处理。
48.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的集约式地浸采铀钻井布置方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
49.实施例1
50.施工一口垂直井作为主直井，以主直井为中心向外依次布置5组定向井，每组由6口二维定向井组成，井身结构采用5段式。
51.靶点分布：第1定向井组靶点位于以主直井靶点为中心正六边形顶点处，主直井靶点与第1定向井靶点间距30～50m。以主直井靶点为中心，2倍于第1定向井组半径的正六边形顶点为第3定向井组靶点。以主直井靶点为中心，3倍于第1定向井组半径的正六边形顶点为第5定向井组靶点。以第3定向井组靶点构成的正六边形各边中心点作为第2定向井组靶点，同理第5定向井组靶点构成的正六边形各边中心点作为第4定向井组靶点。靶点结构如图2所示。
52.井口分布：以主直井为中心，沿着第1定向井组靶点组成的正六边形方向绘制6条射线，6条射线将井场区域分为6个大小均匀的扇形。每条射线为一条布井轴线，靶点位于布井轴线以及靶点位于该布井轴线逆时针方向扇形区域的定向井，其井口沿该轴线按距离主直井靶点距离由小到大顺序依次布置。同一轴线上各井井口间距2～5m。为方便施工，最外侧井口距离井场边缘5～10m。井口布局结构如图3所示。
53.抽注液功能分布：主直井为抽液井，第1、3、5定向井组为注液井，第2、4定向井组为抽液井。
54.沿布井轴线，该布井系统纵向剖面如图4所示。
55.实施例2
56.施工1排垂直井作为主直井排，在该垂直井两侧各施工3排定向井，各定向井均为二维定向井，井身结构采用5段式。
57.靶点分布：各排间距相同，均为25m，各排定向井靶点间距相同，均为35m。相邻排定向井靶点错位分布，即一排定向井靶点位于另一排定向井靶点连线的中心线上。靶点结构如图5所示。
58.抽注液功能分布：各排钻井具有相同的抽/注液功能，相邻排井具有相反的功能，即一排为注液井，另一排则为抽液井。主直井排直井设为抽液井，相邻两侧定向井排为注液井，再往外为抽液井。各钻井功能分布如图5所示。
59.井口分布：以主直井排为布井轴线，抽液井在靠近轴线侧布置，注液井布置在抽液井外侧。各排中井口间距2m，排间距5m。为方便施工，最外侧井口距离井场边缘5～10m。井口布局结构如图6所示。
60.沿布井轴线，该布井系统纵向剖面如图7所示。
61.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
62.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：施工一组垂直井作为主直井，主直井为抽液井；步骤s2：以主直井为中心施工多组定向井，各定向井施工全程随钻监测，在表层进行防碰定向；地面上，定向井井口以主直井井口为中心紧密排列；所述定向井为二维定向井，采用五段式，由井口至井尾依次为第一垂直井段、第一造斜段、稳斜段、第二造斜段、第二垂直井段；所述第一造斜段起始造斜点垂深大于100m，第二造斜段结束点位于矿层以上10～30m；所述第二垂直井段井角度为90
°
，穿过矿层；相邻定向井组的井功能不同；各组定向井的靶点以主直井靶点为中心，按规则均匀分布；步骤s3：用于执行抽液的主直井或者定向井中下入潜水泵，将浸出溶液从地下提升到地面，再进行后续工艺处理。2.根据权利要求1所述的集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，所述每组定向井由6～10口定向井组成。3.根据权利要求1所述的集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，所述规则为各组定向井矿层的第一垂直段以主直井矿层垂直段靶点为中心，呈正六边形、正四边形、或直线型方式排列。4.根据权利要求1所述的集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，相邻的不同组的定向井靶点间距为30～50m。5.根据权利要求1所述的集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，所述主直井的靶点与最接近的定向井靶点的间距为30～50m。6.根据权利要求1所述的集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，所述井口间距2～5m，最外围井口与井场边缘距离5～10m。7.根据权利要求1所述的集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，所述步骤s2中，以主直井为中心施工5组定向井。8.根据权利要求7所述的集约式地浸采铀钻井布置方法，其特征在于，以主直井为中心，依次向外排列的5组定向的功能分别为注液井、抽液井、注液井、抽液井、注液井。

技术总结
本发明涉及砂岩型铀矿地浸开采技术领域，尤其涉及一种集约式地浸采铀钻井布置方法。所述方法为：施工一组垂直井作为主直井，主直井为抽液井；以主直井为中心施工多组定向井，各定向井施工全程随钻监测，在表层进行防碰定向；地面上，定向井井口以主直井井口为中心紧密排列；相邻定向井组的井功能不同；各组定向井的靶点以主直井靶点为中心，按规则均匀分布；用于执行抽液的主直井或者定向井中下入潜水泵，将浸出溶液从地下提升到地面，再进行后续工艺处理。本发明集中布置不同倾斜角度的钻井，减少采区征地面积，实现井口布置集中、防渗漏监测点集中、巡检集中和管网布置集中的模式。式。


技术研发人员：苏学斌 陈梅芳 李召坤 刘双民 刘正邦 许影 王立民 任宇 阙为民 杜志明 赵利信
受保护的技术使用者：核工业北京化工冶金研究院
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2023/9/11