[发明专利]一种空气驱动采卤系统

说明书

本发明涉及地下卤水开采技术领域，是利用集卤井、注气孔和水平导卤孔相结合的一种空气驱动采卤系统。本发明首先采用大口径钻机施工形成大口径集卤井；然后通过水平定向孔技术，将多个集卤井从含水层底部穿过，其次是在水平定向孔两侧一定距离布置多个注气孔，通过注气孔用于向地层注入压缩空气，驱动卤水向集卤井及水平导卤管流动，然后经水平导卤孔排出到输卤渠。本发明对于低孔隙度、低给水度、低渗透率的细碎屑含水层卤水的开采，能够降低采卤成本，大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。

技术领域

本申请涉及一种空气驱动采卤系统，具体地说，涉及一种低孔隙度、低给水度、低渗透率条件下，利用集卤井、注气孔和水平导卤孔相结合的卤水矿的采矿方法。

背景技术

我国是全球最大的钾肥消费国，钾盐是我国七种大宗紧缺矿产之一，已成为保障国家粮食安全的重要战略资源。中国KCl地质储量约9.9亿吨，并以液体卤水矿为主，钾盐的生产，主要通过采集盐湖地下卤水生产钾肥，随着盐湖开发年限的延续、开发强度的增加、和生产量的加大，目前绝大部分盐湖地表盐岩层卤水开采量严重不足，盐湖表层盐岩层卤水已不能维持正常的生产，使盐湖资源的服务年限在不断缩短，我国盐湖资源服务年限不足30年。

我国的钾盐资源量仅占全球已探明储量的2％，但生产量占到了全球产量的15％，我国钾肥消费量占到了全球消费量的25％；而且，我国钾盐资源量的97％为青海和新疆的卤水型盐湖矿床资源，通过近几十年的高强度开采，一部分盐湖已经无卤水可采，绝大部分盐湖盐岩层地表潜卤水矿已经枯竭，特别是柴达木盆地盐湖早已在开采盐岩层下部的地下卤水，除了少数盐湖通过补水和固液转化暂时缓解了采卤的困境，绝大部分盐湖采卤量已无法满足生产需求。柴达木盆地盐湖区在表层盐岩层以下赋存有大量深层卤水，深层卤水由于受地层埋深大、形成时间比较早、低孔隙度等条件的限制，其储卤层主要为一些含盐细砂层、粉砂层为主的松散沉积和低孔隙率的岩盐层，渗透率低、给水度小，采卤工程施工难度大、卤渠开挖成本高，但采卤量仍无法满足生产需求，随着时间的推移，矛盾将会更加突出，所以寻求简单快速、高效的科学采卤技术迫在眉睫。

随着盐湖地下卤水的不断开采，盐湖地表卤水矿已开采殆尽，常用的渠采方法已不能满足深部卤水层的开采，虽然井采能够解决深部卤水层的开采，但对于低孔隙度、低给水度、低孔隙率的细碎屑层的深部孔隙卤水来说，采卤成本高，采矿效率低，难以实现规模化、工程化、可持续性采卤。

发明内容

本发明提供了一种低孔隙度、低给水度、低渗透率条件下，将采用集卤井、注气孔和水平定向孔相结合的一种空气驱动采卤系统。

本发明的一种空气驱动采卤系统，包括输卤渠(1)、水平导卤孔(2)、多个集卤井(3)、多个注气孔(4)、输气管(5)、空压机组(6)、上隔水层(7)、细碎屑含水层(8)、下隔水层(9)，其特征在于，

所述集卤井(3)为利用钻机形成的大口径深井，其底部延伸至下隔水层(9)，集卤井(3)内填砾石至上隔水层(7)的底部，顶部用镁基胶凝材料与盐砂土混合后填筑形成人工隔水层；

所述注气孔(4)下部延伸至下隔水层(9)的顶部，上隔水层(7)段设置有套管(41)，所述套管(41)内设置有注气管(42)，所述注气管(42)下端设置有出气孔，并缠有丝网形成注气筛管(43)；

所述注气孔(4)通过输气管(5)与空压机组(6)相连；

所述水平导卤孔(2)是通过水平定向钻机施工形成的，所述水平导卤孔(2)内放置含有筛孔的导卤管(22)，所述水平导卤孔(2)将所述多个集卤井(3)从细碎屑含水层(8)底部贯穿连接，集卤井(3)及细碎屑含水层(8)的卤水可通过所述筛孔(23)进入导卤管(22)，所述导卤管(22)的一侧通过注气管(21)注气或设置抽卤泵(24)后，将卤水输送至输卤渠(1)。

所述筛孔(23)是首先在水平导卤管(2)上用电钻打孔，然后再孔内焊接与孔径相同的垫片网，形成所述水平导卤管(2)的筛孔(23)，垫片网由包边(231)和丝网(232)组成。