Сооружение скважин на минеральные воды, промышленные рассолы, термальные воды.

Минеральные воды располагаются в горизонтах осадочных пород, и считается таковой, если содержит не более грамма на литр жидкости. В случае более 50 гр/л она называется рассолом и требует специального разрешения для использования ее в качестве минерального напитка.
Закладка устья скважины для бурения на минеральные воды заведомо ориентируется на большую глубину, до 800 метров. Горизонт минерального источника и дебит определяются после проведения комплекса гидрогеологических, геофизических исследований, которые ведутся параллельно с буровыми работами.
При этом конструкция скважины имеет телескопическую конфигурацию, позволяющую перекрывать все вышерасположенные линзы пресной воды. А предварительное разведочное бурение и геофизический каротаж могут дать точное расположение источника. Это и будет основанием для заложения точки ствола.Технология процесса проходки заключается в разрушении породы методом вращения долота или коронки. Ниже будет сделана ставка на колонковое бурение. Размельченная, в результате разрушения, порода выносится на поверхность различными методами. По достижении проектного горизонта, осуществляется прокачка скважины под давлением. Ведутся обязательные замеры дебита, многократные откачки воды и готовится соответствующая документация.

В зависимости от типа минеральной воды, глубина залегания определяется различными интервалами. Так столовые и лечебные источники с низким содержанием минеральных включений залегают на горизонтах от 300 метров. Эксплуатационные же источники с высокой степенью минерализации залегают на интервалах 700-800 метров. Минеральные источники классифицируются как лечебно-питьевые, с содержанием солей и химических элементов, обладающих бальнеологическими свойствами. Залегают в водоупорных слоях под давлением.

бустройство эксплуатационной скважины сопровождается оснащением ее:
1. погружным насосом, производительностью до 100 м³ /час для промышленных целей и до 5 м³ /час для бытовых нужд;
2. всасывающей и напорной трубами;
3. системой управления автоматикой, реле давления, гидроаккумулятором, фильтрами, измерительными приборами, фитингами и прочей запорной арматурой. Для круглогодичной эксплуатации, устье оборудуется кессоном.

ТЕРМАЛЬНЫЕ ВОДЫ — подземные воды с температурой 20°С и более. Температура 20°С условно принята за границу между холодными (менее подвижными) и термальными (более подвижными) водами, поскольку при этой температуре вязкость воды, определяющая её подвижность, составляет 1 сПз (1•10^-3 Па•с).

Химический, газовый состав и минерализация термальных вод разнообразны: от пресных и солоноватых гидрокарбонатных, гидрокарбонатно-сульфатных, гидрокарбонатно-хлоридных, кальциевых, натриевых, азотных, углекислых и сероводородных до солёных и рассольных хлоридных натриевых, кальциево-натриевых, азотно-метановых и метановых, местами сероводородных. Рассольные термальные вод генетически связаны с эвапоритами (продукты испарения воды). Для биохимических процессов, протекающих в зоне термальных вод, характерный температурный порог 50°С — начало свёртывания белка, хотя жизнедеятельность некоторых видов бактерий возможна и при больших температурах. На состав термальных вод оказывают влияние процессы регионального эпигенеза, развивающегося в зоне повышенных и высоких температур, когда происходит перекристаллизация породообразующих минералов и протекают активные реакции обмена между нагретыми водными растворами и породой. Повышение температуры с глубиной приводит к освобождению физически связанной воды, увеличению фильтрационной способности горных пород. С термальными водами связаны процессы минералообразования, формирования месторождений (см. Гидротермальные месторождения).

Особенности технологии бурения, применяемого бурового и технологического оборудования для подземного растворения, гидродобычи, выщелачивания, выплавки, газификации полезных ископаемых.

Подземное растворение – способ добычи полезных ископаемых через скважины путем перевода в водный раствор одного или нескольких минеральных компонентов в недрах.

Сущность этого способа: толщу породы пересекают скважиной, которую обсаживают колонной труб. По водоподающей колонне в скважину поступает пресная вода, которая растворяет соль. Под давлением растворяющей жидкости образовавшийся рассол поднимают на поверхность по рассолоподъемной колонне труб. Схемы вскрытия при подземном растворении могут быть: вертикальными, наклонными и наклонно-горизонтальными скважинами.

Скважинная гидродобыча (СГД) – метод подземной добычи твердых полезных ископаемых, основанный на приведении полезного ископаемого на месте залегания в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия и выдачи его в виде гидросмеси на поверхность.

Основными технологическими процессами при скважинной гидродобыче являются: вскрытие месторождения с помощью скважин, гидравлическое разрушение (размыв) горной массы напорной струей воды, перевод в забое разрушенной массы в гидросмесь, транспортирование гидросмеси от забоя до пульпоприемной скважины (выработки), подъем гидросмеси на поверхность, обогащение, складирование хвостов обогащения, осветление оборотной воды и оборотное водоснабжение, управление горным давлением.

Методом скважинной гидродобычи разрабатываются рыхлые, слабосцементированные руды.

Комплекс оборудования, необходимого для скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых:
• оборудование для вскрытия продуктивного пласта (буровые станки и агрегаты для извлечения обсадных колонн скважин);
• оборудование для планировки добычного полигона и монтажа технологических трубопроводов (бульдозер, автокран и др.)
• энергетическое и насосно-компрессорное оборудование;
• скважинный гидродобычной агрегат;
• обогатительное оборудование.

Подземное выщелачивание – метод добычи полезных ископаемых избирательным растворением их химическими реагентами на месте залегания с извлечением на поверхность продукционных растворов. В основном оно применяется для добычи цветных, редких и радиоактивных металлов.

Процесс выщелачивания состоит из трёх стадий: подвода реагирующих веществ к твёрдой поверхности; химической реакции; отвода растворимых продуктов реакции в раствор.

Подземная выплавка – метод добычи легкоплавких минералов посредством подачи теплоносителя по скважинам в залежь и извлечение полезного ископаемого на поверхность в виде расплава. Применяется для добычи серы (метод Фраша), вязких углеводородов.

Технологическая схема подземной выплавки серы включает: установки для приготовления теплоносителя — воды с температурой 165°С, поверхностные коммуникации; добычные скважины. Оборудуются скважины колоннами труб для подачи теплоносителя, сжатого воздуха и подъёма расплавленной серы на поверхность. Нагнетаемый теплоноситель через перфорацию в нижней части трубы поступает в пласт и, распространяясь по кавернам и порам, расплавляет серу, которая стекает к забою скважины и откачивается эрлифтом. Схема расположения скважин на месторождении зависит от геолого-гидрогеологических условий рудной залежи и может быть линейной (скважины добычные, промежуточные, водоотливные) или блочной (добычные скважины располагаются в шахматном порядке в виде ячеек).

Подземная газификация - метод добычи полезных ископаемых путем перевода их в газообразное состояние. Например, подземный термохимический процесс перевода угля в газ, пригодный для энергетических и химико-технологических целей

Oсн. продуктом П. г. угля является горючий газ; сланцев и битумов - горючий газ, жидкое топливо, смолы, масла, фенолы и др. продукты; серы - сернистый ангидрид, жидкая и парообразная cepa.
Пo способу вскрытия и подготовки залежи к П. г. различают шахтные, скважинные и комбинир. схемы.

Oсн. оборудование, применяемое при П. г.: компрессоры и воздуходувки для/подачи ду-тья в залежь, скрубберы и циклоны для очистки и обеспыливания газа, конденсаторы дляполучения жидких и твёрдых продуктов.