Тема 6. Ликвидация технологических скважин

При ликвидации скважин выполняются следующие виды работ: 1. Извлечение эксплуатационных и обсадных колонн, фильтров. 2. Ликвидационное тампонирование скважины. 3. Демонтаж скважинного оборудования. 4. Рекультивация территории и подземных вод с выполнением следующих требований: - засыпаны все ямы, шурфы, зумпфы, оставшиеся после демонтажа буровой установки; - ликвидированы загрязнения почвы от горюче - смазочных материалов; - остатки использованных растворовв и химреагентов нейтрализованы или вывезены в хвостохранилища.

При проведении демонтажа скважинного оборудования производятся следующие операции: снятие оголовка, подъем растворов- и воздухоподающих шлангов и труб, подъем откачных средств, подъем контрольно-измерительных приборов и др.

Технология и техника извлечения обсадных и эксплуатационных колонн и фильтров

Продолжительность эксплуатации скважин при ПВ урана составляет до нескольких месяцев. Так как срок службы этих скважин относительно невелик, целесообразно извлечение обсадных труб для повторного использования. Разработка технических средств и технологии извлечения обсадных и эксплуатационных колонн при ликвидации геотехнологических скважин с целью их повторного использования является актуальной задачей.

На величину усилий при извлечении обсадных труб оказывают влияние многие факторы, основными из которых являются: соотношение между диаметром скважины и обсадными трубами, т. е. величина зазора между стенками скважины и обсадными трубами; горное давление и физико-механические свойства горных пород; продолжительность нахождения скважины в обсаженном состоянии; вид соединений обсадных труб; тип и качество промывочной жидкости, применяемой в процессе бурения скважины; гидростатическое давление на стенки буровой скважины столба промывочной жидкости.

Для извлечения обсадных и эксплуатационных колонн при ликвидации геотехнологических скважин наиболее широко применяются следующие технические средства лебедки буровых и специализированных установок; поверхностные вибраторы;

Гидравлический домкрат Погружной гидравлический вибратор

Трубоподъемная установка типа СТУ-100/8. на автомобиле на тракторе

Ликвидационное тампонирование Проводится для предотвращения загрязнения водоносных горизонтов растворами продуктивного пласта для предупреждения излива растворовв на поверхность, если продуктивный горизонт обладает большим напором.

Ликвидационное тампонирование Всей скважины – путем заполнения всего ствола скважины цементным растворовм. Частичное тампонирование скважин.

Схемы ликвидационного тампонирования а – полный тампонаж ; б – частичный тампонаж; в – засыпка зоны продуктивного пласта доломитовой крошкой или гравием; г – с обрушением ствола скважины в зоне продуктивного горизонта: 1 – ствол скважины; 2 – водоносные горизонты; 3 – цементный раствор; 4 – сыпучий материал; 5 – мост из глины или цемента; 6 – доломитовая крошка или гравий; 7 – глинистый раствор; 8 – воронка обрушения

Рекультивации территории и подземных вод

Этап рекультивации территории и подземных вод при способе СПВ заключается в ликвидации технологических скважин эксплуатационного блока, рекультивации загрязненных участков почв и передачи территории в сельскохозяйственный оборот. Рекультивация поверхности включает сбор твердых низко радиоактивных отходов и захоронение в специальных хранилищах с частичной переработкой их на ГМЗ. Рекультивация территории при скважинном подземном выщелачивании характеризуется следующим: В целях предотвращения разливов технологических растворовв перед началом эксплуатации ряда или участка производится снятие поверхностного плодородного слоя почвы по всей длине ряда эксплуатационных скважин на ширину 4 5 м и глубиной см.

После отработки запасов на участке плодородный слой почвы возвращается на прежнее место. Таким образом, при относительно небольших трудозатратах и средствах через непродолжительный отрезок времени (4 5 лет) от начала эксплуатации по мере отработки участков земля возвращается в сельскохозяйственное землепользование без ухудшения ее плодородия. Скважинный вариант вскрытия и отработки месторождений полностью исключает какие-либо источники пылевыделения и в десятки раз уменьшает выделение радиоактивных веществ в атмосферу. Разработка месторождений методом СПВ через систему скважин оказывает несравнимо меньшее отрицательное влияние на поверхность земли.

Вследствие того, что отработка запасов по отдельным участкам СПВ длится только несколько лет, отпадает необходимость исключения из землепользования на весь период отработки всей площади месторождения, и в этом проявляется дополнительная положительная особенность способа СПВ. По мере погашения запасов отработанные участки передаются сельскому хозяйству. Природные подземные воды в области распространения рудных залежей в большинстве случаев не пригодны для питьевого и технического водоснабжения, так как по типу минерализации относятся с солоноватым водам (минерализация выше 2 г/л), содержат выше ПДК (предельно допустимая концентрация) продукты радиоактивного распада урана (прежде всего радий) и сероводород.

Гидрогеологические условия характеризуются застойным гидродинамическим режимом (скорость движения подземных вод невысока ), что способствует нераспространению загрязненных подземных вод на значительные расстояния. У геологической среды присутствуют защитные свойства, обусловленные нейтрализационной и восстановительной емкостью горных пород и присутствием биоактивных бактерий ( они распространены в воде и пластах с водой).

ПРАВИЛА промышленной безопасности при разработке рудных месторождений способами подземного скважинного выщелачивания,

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 1. Требования к территории, зданиям и сооружениям 2. Требования к оборудованию и технологическим сооружениям 3. Требования к обслуживанию оборудования и механизмов

3. БУРОВЫЕ РАБОТЫ 4. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ 5. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАБОТЫ 6. ДОБЫЧНОЙ КОМПЛЕКС ПОДЗЕМНОГО СКВАЖИННОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ 7. УЧАСТОК КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ 8. ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ КОМПЛЕКС

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ В настоящих правилах используются следующие основные понятия, термины и определения: геотехнология - технология добычи твердых полезных ископаемых, заключающаяся в переводе их в подвижное состояние в недрах на месте залегания посредством тепловых, массообменных, химических и гидродинамических процессов и в последующей транспортировке на дневную поверхность жидких или газообразных продуктов;

способ подземного скважинного выщелачивания - геотехнологический способ добычи полезных ископаемых, заключающийся в избирательном переводе полезного компонента руд в раствор в недрах на месте залегания, посредством воздействия на них химических реагентов; скважинная система разработки способом подземного скважинного выщелачивания - система, предусматривающая вскрытие, подготовку и эксплуатацию месторождений способом подземного выщелачивания с помощью буровых скважин, пробуренных с дневной поверхности;

технологический процесс - совокупность физико- химических или физико-механических превращений веществ и изменение значений параметров материальных сред, целенаправленно проводимых в аппарате (системе взаимосвязанных аппаратов, агрегате, машине и тому подобное); организация подземного скважинного выщелачивания - горнорудная организация, рудоуправление, рудник, цех, участок ведущие добычу полезных компонентов руд способами подземного скважинного выщелачивания или кучного выщелачивания;

добычной комплекс подземного скважинного выщелачивания - комплекс подземных, наземных сооружений и технических средств, обеспечивающий подачу рабочих растворовв для осуществления процесса выщелачивания, откачку продуктивных растворовв и их транспортировку для последующей переработки; эксплуатационный участок подземного скважинного выщелачивания - пространственно или геологически обособленная часть месторождения, отрабатываемая в течение длительного периода группой эксплуатационных блоков, объединенных системой коммуникаций, установок контроля и управления процессов подземного выщелачивания;

эксплуатационный блок подземного скважинного выщелачивания - минимальная добычная единица, состоящая из группы эксплуатационных ячеек, одновременно вводимых в эксплуатацию и отрабатываемых в едином геотехнологическом режиме одинаковой скважинной разработки; полигон подземного скважинного выщелачивания - отрабатываемая способом подземного скважинного выщелачивания в течение длительного периода группа эксплуатационных участков, объединенная системой коммуникаций и установок контроля и управления процессом выщелачивания;

возвратный раствор - бедный продуктивный раствор, содержащий полезный компонент в количестве ниже минимального промышленного, но пригодный (после добавки выщелачивающих реагентов) для повторной подачи в продуктивные горизонты или штабели кучного выщелачивания в качестве выщелачивающего; сбросной раствор - маточный или непромышленный (бедный) продуктивный раствор, который не может быть по тем или иным причинам использован для приготовления рабочего раствора. Сбросной раствор может быть направлен в гидрографическую сеть только после соответствующей очистки от вредных составляющих;

скважины подземного выщелачивания - скважины, предназначенные для вскрытия рудных тел и извлечения продуктивных растворовв из недр. По своему назначению они подразделяются на технологические (заказные и откачные), наблюдательные, контрольные и специальные; заказные скважины - скважины, через которые в рудные тела подается рабочий раствор; наблюдательные скважины - скважины, предназначенные для постоянного или периодического наблюдения за процессом выщелачивания или режимом подземных вод (растворовв) в выщелачиваемой горной массе;

контрольные скважины - скважины, предназначенные для вскрытия в заданном месте отрабатываемого рудного тела с целью контроля степени извлечения полезного компонента и исследования техногенных изменений руд и вмещающих пород; специальные скважины - скважины барражные, геофизические, гидрогеологические, ликвидационные и другого назначения; конструкция скважины - характеристика скважины, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, типоразмер и длину обсадных колонн, тип и длину фильтра, интервалы гидроизоляции и тому подобное;

сооружение скважины - выполнение комплекса работ по подготовке к бурению, бурению и поддержанию скважины в устойчивом состоянии, креплению трубами и оборудованию фильтрами, производству гидроизоляции, специальных работ и освоению; крепление скважины - монтаж обсадной эксплуатационной колонны; тампонирование скважины - комплекс работ по изоляции отдельных интервалов скважины; гидроизоляция в скважине - изоляция эксплуатируемого продуктивного водоносного горизонта от смежных с ним в затрубном пространстве горизонтов;

гидроизолирующая смесь - водонепроницаемая и химически стойкая вяжущая смесь, применяемая для гидроизоляции в скважинах; техническое состояние скважины - состояние конструктивных элементов скважины, ее эксплуатационные характеристики, временные и необратимые дефекты, возникшие в процессе эксплуатации; кольматация фильтра и прифильтровой зоны скважины - процесс снижения фильтрующей способности фильтра и фильтрационных свойств прифильтровой зоны продуктивного водоносного горизонта в результате закупорки отверстий, каналов и пор механическими и химическими осадками;

освоение скважины - комплекс работ по очистке полости эксплуатационной колонны, фильтра и порового пространства прифильтровой зоны продуктивного водоносного горизонта от шлама и твердой фазы промывочной жидкостью и другими средствами; декольматация фильтра и прифильтровой зоны скважины - устранение последствий процесса кольматации; система технического обслуживания и ремонта - комплекс организационных и технических мероприятий, включающих в себя планирование, подготовку, реализацию технического обслуживания и ремонта с заданными последовательностью и периодичностью;

3. БУРОВЫЕ РАБОТЫ Устройство буровых установок Общая компоновка буровой установки, расположение механизмов, блоков должны обеспечивать удобство и безопасность при монтаже, эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Проекты и схемы на планировку площадок; размещение и монтаж бурового оборудования должны быть разработаны с учетом правил технической и пожарной безопасности и соблюдения санитарных правил и норм.

Площадка для размещения оборудования должна быть очищена от посторонних предметов и спланирована. Не допускается пуск в работу законченного монтажом бурового агрегата при отсутствии геолого-технического наряда на сооружение скважины, без оформления акта о приеме бурового агрегата в эксплуатацию. Рабочие буровой установки должны быть обеспечены и обязаны пользоваться специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты соответственно условиям работ и нормам их выдачи.

Устройство буровых установок Высота бурового здания должна соответствовать габаритам применяемого оборудования, но не менее 2,4 м, при этом зазор между верхними деталями оборудования и конструктивными элементами перекрытия должен быть не менее 0,3 м. Буровое здание, эксплуатируемое в холодное время года, должно иметь отопительное устройство (печь, калорифер и тому подобное) безопасное в пожарном отношении и обеспечивающее температуру воздуха на рабочих местах

Размещение оборудования в здании буровой должно обеспечить безопасный доступ к механизмам, предохранительным устройствам, электрооборудованию, требующим постоянного технического обслуживания. У стационарных и передвижных буровых установок со стороны рабочего (основного) выхода должен быть устроен приемный мост с уклоном не менее 1:20 из досок толщиной не менее 40 мм. Ширина приемного моста должна быть не менее 3 м, а длина - равной длине свечи плюс 2 м.

Размеры вышки должны обеспечивать размещение комплекта буровых колонн (свечей) и безопасного размещения подсвечников на рабочей площадке. Мачты передвижных (самоходных) буровых установок должны быть оборудованы лестницами тоннельного типа. Буровые насосы должны иметь предохранительные клапаны, срабатывающие при давлении, на 5% превышающем максимальное рабочее давление насоса, указанное в техническом паспорте.

Передвижениебуровых установок должна производиться под руководством бурового мастера или другого лица, имеющего право ответственного ведения буровых работ. Во всех случаях передвижения буровых установок предварительно должна быть подготовлена новая площадка для монтажа буровой установки и трасса передвижения.

Эксплуатация бурового оборудования и инструмента Во время спуско-подъемных операций не допускается: 1) работать на лебедке с неисправными тормозами; 2) стоять в непосредственной близости от спускаемых (поднимаемых) труб 3) спускать трубы с недовернутыми резьбовыми соединениями; 4) проверять или чистить резьбовые соединения голыми руками.

Во время работы буровых установок не допускается: 1) производить замер вращающейся ведущей трубы; 2) переключать скорости лебедки и вращателя, а также переключать вращение с лебедки на вращатель и обратно до полной их остановки

Приготовление промывочных жидкостей Независимо от способов приготовления промывочной жидкости (на централизованных глиностанциях или временных площадках) должны быть обеспечены следующие требования безопасности: земляные хранилища промывочной жидкости и воды должны иметь по всему периметру ограждения высотой не менее 1,2 м или перекрываться настилами; система желобов при приготовлении и использовании промывочных жидкостей, обработанных химреагентами и другими добавками, а также хранилища должны обеспечить защиту почвы от загрязнения.

Глинистые станции для централизованного приготовления промывочных жидкостей должны быть построены и оборудованы с учетом мощностей и параметров приготовляемых промывочных жидкостей и характеристик добавляемых химреагентов и концентратов. При применении химреагентов для улучшения качества промывочной жидкости должны быть предусмотрены дозаторы. Загрузка жидкими химическими реагентами должна производиться после предварительной проработки глинистого раствора и при остановленной глиномешалке.

Крепление скважин трубами Перед спуском или подъемом обсадных труб буровой мастер должен лично проверить исправность буровой вышки (мачты), оборудования, талевой системы, инструмента, контрольно-измерительных приборов и состояние фундаментов. При отсутствии данных кавернометрии до начала спуска обсадной колонны должно быть проверено состояние стенок скважины контрольным спуском инструмента (шаблона) на соответствие диаметра скважины диаметру спускаемой колонны труб (возможны интервалы сужения диаметра скважин).

При использовании для эксплуатационных колонн скважин труб из материалов плотностью меньше плотности промывочной жидкости, в стволе скважины, во избежание выброса колонны или ее части из скважины в результате отрыва утяжелителя необходимо страховать колонну под рамой буровой установки шарнирными ключами или специальными приспособлениями. После окончания спуска эксплуатационной колонны из полиэтиленовых труб (в предварительно закрепленный стальной технической защитной колонной ствол скважины), обе колонны в приустьевой части должны быть совместно зафиксированы (спарены).

Тампонирование и гидроизоляция скважин Насосная установка (насосы, трубопроводы, шланги, заливочные головки) до начала работ должна быть опрессована на полуторное расчетное максимальное давление, необходимое для нагнетания. Перед тампонированием скважины необходимо проработать ствол скважины. При возникновении в трубах давления, превышающего на 10% рабочее давление, оно должно быть снижено до рабочего давления.

Ликвидация аварий План ликвидации аварий согласовывается с начальником подразделения, главным технологом, начальником производственно-технического отдела, главным механиком, главным энергетиком, руководителем службы охраны труда организации, горнотехнической инспекцией, пожарной службой. План ликвидации аварии до начала работ должен быть изучен всеми служащими и рабочими подразделения. Работы по ликвидации аварий должны проводиться под руководством бурового мастера (прораба, начальника участка, технического руководителя).

До начала работ по ликвидации аварии буровой мастер и машинист буровой установки должны проверить исправность вышки (мачты), оборудования, талевой системы, спускоподъемного инструмента и контрольно- измерительных приборов. При ликвидации аварий, связанных с прихватом труб в скважине, не допускается: создавать нагрузки одновременно лебедкой станка и домкратом; создавать нагрузки одновременно лебедкой станка и гидравликой (гидроцилиндрами).