一种Na2CO3和NaHCO3的双水平段分类开采模型的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及一种开采模型，尤其涉及一种na2co3和nahco3的双水平段分类开采模型。

背景技术：
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天然碱是主要化学成分为na2co3和nahco3，当前国内的大多天然碱矿均为na2co3和nahco3共生。就开采工艺来说多为水溶开采和旱采，这两个开采工艺经过多年研究，已经取得了很多重大突破，目前通行的方法是：埋藏较浅时就采用机械旱采技术，把矿石用机械挖出后再溶解生产所需要的产品(如美国的绿河碱矿等)；埋藏较深而矿层较厚时，采用水溶开采，从而达到经济有效的开采目的；目前国内外广泛应用的方法有单井吞吐水溶开采技术、对井多层连通水溶开采技术、水平井连通溶采技术等，这些技术都是同时将含有na2co3和nahco3的天然碱矿石通过水溶法一起开采出来，然后将含有na2co3和nahco3成分的卤水输入碱加工装置，加工成所需要的目的产品，因其两种成分混合在一起，必须经过湿分解才能进入下一道生产工序。日前正开发的某天然碱矿，在钻井取芯采样化验分析时，发现矿区内部分区域na2co3和nahco3呈分段、互层产出，因na2co3和nahco3的加工工艺不同，如果采用常规的水溶开采模型和工艺，采出的na2co3和nahco3需要再分解才能进入下一道生产工序，增加了分离成本。通过对目前已有的天然碱水溶开采技术进行综合研究，本设计提供一种na2co3和nahco3的双水平段分类开采模型和工艺。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种na2co3和nahco3的双水平段分类开采模型。

本实用新型由如下技术方案实施：一种na2co3和nahco3的双水平段分类开采模型，按照距地表深度由浅到深依次分布有第一矿体层段、第二矿体层段，所述第一矿体层段和第二矿体层段之间被围岩段分隔，其还包括注水井和返卤井，所述注水井和返卤井均贯穿所述第一矿体层段、围岩段和第二矿体层段；

所述注水井包括贯穿所述第一矿体层段、围岩段和第二矿体层段的注水管和设在注水管内的注水中心管；所述返卤井包括贯穿所述第一矿体层段、围岩段和第二矿体层段的返卤管和设在返卤管内的返卤中心管，所述注水管、注水中心管、返卤管和所述返卤中心管的顶部均设于地表上部，所述注水管、返卤管、返卤管、返卤中心管的底部均置于所述第二矿体层段；所述注水管和所述注水中心管之间，以及所述返卤管和所述返卤中心管之间均通过地层封隔器密封连接，所述地层封隔器位于所述第一矿体层段和第二矿体层段中间的围岩段。

进一步的，所述第一矿体层段和第二矿体层段为na2co3矿体层段或nahco3矿体层段。

进一步的，所述注水管与所述注水井的第一矿体层段上部井壁之间的环空密封连接。

进一步的，所述注水管位于所述第一矿体层段上部与所述注水井第一矿体层段上部井壁之间的环空填充g级高抗油井水泥浆密封，封堵所述注水管和第一矿体层段上部井壁之间的环空，使注水管、第一矿体层段、返卤管形成通道。

进一步的，所述返卤管与所述返卤井的第一矿体层段上部井壁之间的环空密封连接。

进一步的，所述返卤管位于所述第一矿体层段上部与所述返卤井第一矿体层段上部井壁之间的环空填充g级高抗油井水泥浆密封，封堵所述返卤管和第一矿体层段上部井壁之间的环空，使返卤管、第一矿体层段、注水管形成通道。

所述第一矿体层段通道和第二矿体层段通道互不连通，在第一矿体层段和第二矿体层段中间具有不渗透、硬度高、不易垮塌和遇水膨胀的围岩段，采用加长地层封隔器密封，将第一矿体层段通道和第二矿体层段通道密封隔开，达到分类开采的效果。

分类开采na2co3和nahco3时，

s1、选取开采段，第一矿体层段和第二矿体层段的纯矿体累计厚度≥0.5m，围岩段厚度≥5m，围岩段无渗透性；

s2、建立注水井和返卤井，并在注水井内下入注水管和注水中心管，在返卤井内下入返卤管和返卤中心管，并通过注水中心管和返卤中心管下入封隔器，封隔器下入到围岩段对应位置后一次打压座封，通过封隔器使注水中心管、第二矿体层段和返卤中心管单独连通，形成一个水溶循环采卤单元；通过封隔器使注水管、第一矿体层段和返卤管单独连通，形成另一个水溶循环采卤单元；

s3、采用注水管和注水中心管注水，返卤管和返卤中心管返卤的开采方式对第一矿体层段和第二矿体层段进行分类开采。

s2中，用注水中心管和返卤中心管带入封隔器，下入到预定位置后，必须一次打压座封，打压不高于15mpa，座封成功后通过注水管和返卤管注水检查座封情况，注水压力8mpa，稳压30min，压力下降不超过0.5mpa合格，视为封隔器完全密封，到达第一矿体层段和第二矿体层段分类开采要求。

注水管注水量为32m³/h，注水压力6mpa；注水中心管注水量为28m³/h，注水压力6mpa，为了减小对下入封隔器的压力冲击，做到压力平衡，延长封隔器使用寿命，上下两层一定要控制好生产参数，如此往复循环，获得高浓度卤水。

本实用新型的优点：

1、针对钻井水溶开采天然碱矿石，不同矿物成分混合开采问题，本专利提供了一种通过钻井水溶法分类开采不同矿物成分天然碱矿石的模型，可以将不同矿物成分的天然碱矿石，同时针对性的分类采出，将不同成分的卤水送入不同的生产装置系统，解决了不同矿物成分天然碱矿石不能针对性分类开采，地面生产装置、系统占用率高，生产能耗大的问题。

2、针对矿区na2co3和nahco3呈分段、互层产出的沉积特点，本实用新型提供一种na2co3和nahco3的双水平段分类开采工艺，可以将na2co3和nahco3呈分段、互层产出的天然碱矿藏按照类别经济、高效的开采出来，从而进入不同的加工工艺流程，同时解决了不同矿物成分溶解度不同(na2co3的溶解度高于nahco3)，混合开采造成低溶解度的矿层回采率低，不能针对性的对nahco3矿层进行开采工艺改造等问题。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中分段开采模型示意图。

图中：第一矿体层段1，第二矿体层段2，围岩段3，注水井4，返卤井5，注水管6，注水中心管7，返卤管8，返卤中心管9，封隔器10。

具体实施方式：

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

一种na2co3和nahco3的双水平段分类开采模型，按照距地表深度由浅到深依次分布有第一矿体层段1、第二矿体层段2，第一矿体层段1和第二矿体层段2之间被围岩段3分隔，其还包括注水井4和返卤井5，注水井4和返卤井5均贯穿第一矿体层段1、围岩段3和第二矿体层段2；

注水井4包括贯穿第一矿体层段1、围岩段3和第二矿体层段2的注水管6和设在注水管6内的注水中心管7；返卤井5包括贯穿第一矿体层段1、围岩段3和第二矿体层段2的返卤管8和设在返卤管8内的返卤中心管9，注水管6、注水中心管7、返卤管8和返卤中心管9的顶部均设于地表上部，注水管6、返卤管8、返卤管8、返卤中心管9的底部均置于第二矿体层段2；注水管6和注水中心管7之间，以及返卤管8和返卤中心管9之间均通过地层封隔器10密封连接，地层封隔器10位于第一矿体层段1和第二矿体层段2中间的围岩段3。

第一矿体层段1和第二矿体层段2分别为na2co3矿体层段和nahco3矿体层段。

注水管6位于第一矿体层段1上部与注水井4第一矿体层段1上部井壁之间的环空填充g级高抗油井水泥浆密封，封堵注水管6和第一矿体层段1上部井壁之间的环空，使注水管6、第一矿体层段1、返卤管8形成通道。

返卤管8位于第一矿体层段1上部与返卤井5第一矿体层段1上部井壁之间的环空填充g级高抗油井水泥浆密封，封堵返卤管8和第一矿体层段1上部井壁之间的环空，使返卤管8、第一矿体层段1、注水管6形成通道。

第一矿体层段1通道和第二矿体层段2通道互不连通，在第一矿体层段1和第二矿体层段2中间具有不渗透、硬度高、不易垮塌和遇水膨胀的围岩段3，采用加长地层封隔器10密封，将第一矿体层段1通道和第二矿体层段2通道密封隔开，达到分类开采的效果。

实施例2：

利用实施例1所述模型分类开采na2co3和nahco3的工艺，包括如下步骤：

s1、选取开采段，第一矿体层段1和第二矿体层段2的纯矿体累计厚度≥0.5m，围岩段3厚度≥5m，围岩段3无渗透性；

s2、建立注水井4和返卤井5，并在注水井4内下入注水管6和注水中心管7，在返卤井5内下入返卤管8和返卤中心管9，并通过注水中心管7和返卤中心管9下入封隔器10，封隔器10下入到围岩段3对应位置后一次打压座封，通过封隔器10使注水中心管7、第二矿体层段2和返卤中心管9单独连通，形成一个水溶循环采卤单元；通过封隔器10使注水管6、第一矿体层段1和返卤管8单独连通，形成另一个水溶循环采卤单元；

s3、采用注水管6和注水中心管7注水，返卤管8和返卤中心管9返卤的开采方式对第一矿体层段1和第二矿体层段2进行分类开采。

s2中，用注水中心管7和返卤中心管9带入封隔器10，下入到预定位置后，必须一次打压座封，打压不高于15mpa，座封成功后通过注水管6和返卤管8注水检查座封情况，注水压力8mpa，稳压30min，压力下降不超过0.5mpa合格，视为封隔器10完全密封，到达第一矿体层段1和第二矿体层段2分类开采要求。

注水管6注水量为32m³/h，注水压力6mpa；注水中心管7注水量为28m³/h，注水压力6mpa，为了减小对下入封隔器10的压力冲击，做到压力平衡，延长封隔器10使用寿命，上下两层一定要控制好生产参数，如此往复循环，获得高浓度卤水。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。