Способ ориентированного разрыва горных пород

(51)5 Е 21 В 43/26 Е 21 С 41/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к горному делу, может быть использовано при добыче твердых полезных ископаемых геогехнологическиз методами, при добыче цефги и газа для повышения дебита скважш, при управлении труднообрушаемой кровлей в лавах посредством ее расслоения, цри управляемом обрушении склоцовых породных массивов и бортов карьеров, а такте при создании ориентированных подземньж экранов, наприл 1 ер водоцзоляциоцных, и может найти применение в горной и нефтедобывающей промышлеццости. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Институт горного дела СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 615730, кл. Е 21 С 41/04, 1975.Авторское свидетельство СССРУ 825962, кл. Е 21 С 41/04, 1979.(54) СПОСОБ ОРИЕНТИРОВАННОГО РАЗРЫВАГОРНЫ ПОРОД(57) Изобретение относится к горнойи нефтедобывающей промышленности.Цель - повпдение эффективности гидрораэрыва пород за счет снижения затрат и энергоемкости способа. Бурятскважины в направлении распространения трещин, В скважинах создают ини 801535992 А 1 2цинрующие полости, герметизируют их и формируют трещины гцдроразрыва пород нагнетанием в цих жидкости. В пределах распространения проекгируемой трещины гидроразрыва бурят дополнительные скважины ца расстоянии от предыдущей скважины, определяемом по расчетной формуле в зависимости от расхода жидкости, подаваемой в предыдущую скважину и в последующую скважину. Дополнительные скважины герметцзируюг до проектируемой трещины гидрораэрыва ц нагнетают в них жидкость под давлением ниже давления гидроразрыва. После образования трещины в иниццирующей скважине прохождение ее в дополнительной скважине фиксируют по изменению давления жидкости в этой скважине, Затем формируют трещину гидроразрыва в дополнительной скважине увеличением давления жидкости в ней до давления гидроразрыва. 3 ил. Фа С М СдЦель изобретения - повышение эффек-Я 1 тивности гидроразрыва за счет снижениязатрат и энергоемкости способа,На фиг. 1 представлена схема реализации способа с земной поверхности;на фиг. 2 - схема подземной реализации способа над угольным пластом;на фиг.3 - разрез А-А ца фиг.2.При проведении ориентированногоразрыва массива 1 горных пород в нем бурят инициирующую (основную) скважину 2 и ряд дополнительных скважин 3, ориентированных в направлении развития трещины в пределах ее распростра 1535992неция. В забойной части скважины 2 специальным устройством прорезается дискообразная инициирующая полость (зародьппевая щель) 4 со смыкающимися берегами в сторону ог скважины и ус 5 ганавливается герметизатор 5В допол цительных скважинах 3 также устанавливаются герметизаторы б за зоной 7 грещиноватости перед проектируемой грещиной гидроразиыва, Через герметиэагоры проходят трубы 8 от высоконапорных насосов 9. Давление подаваемой жидкости измеряется маномеграми 10.Разрыв массива 1 горных пород начи.15 наюг с подачи во все скважины 2 и 3 жидкости под давлением меньшим, чем необходимо для разрыва горной породы, Затем давление жидкости в зародышевой щели 4 инициирующей скважины начинают 2 О повышать, в результате чего раздвига" ются ее берега и начинается ориентированный,гидроразрыв. Фронт трещины 11, образованцьп гидроразрывом горных пород, перемещается в сторону допол нительных скважин 3. Когда фронт трещины достигает ближайшей дополнительной скважины, в ней резко изменяется давление жидкости, чго фиксируется соответствующим манометром. В этот момент насос у этой скважины включают и увеличивают давлее жидкости до давления, обеспечивающего развитие трещины до очередной дополнигельноц скважины., Разрыв массива горных пород продолжаюг до тех пор, пока создаваемая трещина не достигнет требуемых размеров.Для ориентированного разупрочнеция массива горных пород в трудцодоступ 40 ных месгах, например при разупрочцении труднообрушаемых кровель над угольным пластом, дополнительные скважины бурятся под углом к плоскости распространения трещины. Это позволяет проводигь разупрочнение кровли даже над угольным пластом, расположенным рядом с отработанным смежным пластом. Разрыв массива можно производить в два слоя, а также осуществлять разупрочнение труднообрушаемой кровли, зависающей за крепыш в выработанном пространсгве.Дополнительные скважины 3 бурят на высоту ,1,), превышающую расстояние от усгья скважины до плоскости разрыва55 О), и герметизируют на высоте, не превышающей этого расстояния (1), за зоной грещицовагостц 7. Дополцитель где и -ь номер скважины;расстояние и-й скважины допредыдущей;расход жщкости, подаваемойв предыдущую скважину,расход жидкости, подаваемойв и-ю скважину;функция, характеризующая расход жидкости при давлении Р,идущей на фильтрацию черезединицу площади поверхностиразрыва,0.(Р) 0(Р) К (Р) Формула изобретения Способ ориентированного разрыва горных пород, включающий бурение инициирующихх скважин в напра вл ециц р аспрострацекия трещин, создание в скважинах инициирующих полостей, гермегизацию этих полостей и формирование грещины гидроразрыва пород нагнетанием в них жидкости, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повьппенця эффективности гидроразрыва за счет снижения затрат и энергоемкости способа бурят дополнительные скважины в пределах распространения проектируемой трещины гидроразрыва на расстоя-, нии от предыдущей скважины, определяемом иэ выражения номер скважины;расстояние и-й скважины допредыдущей;расход жидкости, подаваемойв предыдущую скважину;расход жидкости, подаваемойв и-ю скважину; где иЦ,(Р) Ч,(Р) ные скважины 3 могут быть пробурецы параллельно инициирующей скважине 2 либо под углом к плоскости распространения трещины при направлении трещины в труднодоступные места. При этом расстояние между скважинами, а также отрезок наклонной скважины между ее забоем и зоной герметизации должны находиться в пределах радиуса распространения трещины.Расстояние между скважинами определяют из выражения5 1535992 61(Р.) - Функция, характеризующая - рораэрыва, затем после образованиярасход жидкости при давле- трещины гидрораэрыва в инициирующей нии Р, идущей на фильтра- скважине ее прохождение в дополнительцию через единицу площади , ной скважине Фиксируют по изменению поверхности разрыва,5давления жидкости в этой скважине, попри этом дополнительные скважины гер- сле чего формируют трещину гидроразрыметиэируют до проектируемой трещины ва в дополнительной скважине увеличегидрораэрыва и нагнетают в них жид- нием давления жидкости в ней до давлекость под давлением ниже давления гидО ния гидроразрыва.1535992Составитель В.Черкашенинов Редактор О.Спесивых Техред М.Ходанич Корректор М. Шароши Заказ 90 Тираж 484 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101