[发明专利]一种盐湖地下采卤系统及其构建方法

说明书

本发明公开一种盐湖地下采卤系统，包括采卤井、竖直井以及水平井，在盐湖地下的下部卤水层设置水平井的水平段，竖直向下延伸的竖直井与水平段相连通，竖直井能够连通垂向上各承压卤水层，增大各卤水层的水力联系，使上部承压卤水层中的卤水不再通过地层渗流至采卤井内，而是由上至下汇入水平段内，水平段从而形成优势导水廊道，将汇集的卤水形成类管道流输入采卤井内。本发明还提供一种盐湖地下采卤系统的构建方法，首先施工竖直井，然后进行水平井的施工，使水平井与竖直井相连通。本发明利用竖直井和水平井相配合，增大地下水径流速度，提高现有采卤工程的出卤能力，延长采卤设备服务年限，提高地下卤水资源回采率。

技术领域

本发明涉及卤水开采技术领域，特别是涉及一种盐湖地下采卤系统及其构建方法。

背景技术

我国的现代盐湖液体钾盐资源作为主要的钾盐矿类型在钾肥的生产中起重要的作用。盐湖地下卤水主要赋存于在盐湖发展演化中沉积的盐类沉积层的晶间孔隙中，由于盐湖地下沉积环境变化，盐湖地下沉积有多个盐类沉积层和粘土碎屑沉积层，进而形成上部一层潜卤水含水层和下部多个承压卤水含水层，形成含水层组，自上而下，存在晶间孔隙变小，水力联系变差、富水性变弱的趋势。在矿山生产的初期，根据不同盐湖地质结构及水文地质条件的差异，盐湖矿山企业目前主要采用采卤渠和竖直采卤井采卤工艺。

采卤渠主要适用于埋藏浅(一般水位小于12米)、富水性好、补给条件较好的地下卤水层，如察尔汗盐湖。采卤井适用于卤水动水位埋藏较深(开采时动水位大于12米)、疏干性开采的盐湖，如罗布泊盐湖。

随着长期大规模的抽取地下卤水，盐湖上部潜卤水层卤水消耗巨大，引起卤水水位的持续下降，上部的卤水层厚度变薄，这两种采卤方式均存在采卤能力持续降低的情况，以竖直采卤井采卤方式尤为明显。以罗布泊盐湖为例，自开采以来随着上部潜卤水层变薄，各采卤井的出卤量年均下降10％～15％。导致采卤井出卤能力与设备采卤能力不匹配，需要经常更换采卤设备。为了维持单井出卤能力、延长采卤设备服务年限，需增大下部承压承压卤水层的资源开采比例，而下部承压承压卤水矿层绝大部分区域孔隙率低、富水性差，其采卤井单井出卤能力远小于潜卤水矿层单井出卤能力，即使加深下泵深度，抽取下部卤水层的卤水，对多个含水层的卤水进行混采，由于受到深部卤水层渗透系数小、流动性差等因素的影响，远离采卤井的卤水补给到井内所需时间较久，致使采卤井出卤能力依然无法大幅提升。

同时因现有采卤工程主要平行于输卤渠布置，而垂直输卤渠道方向无采卤工程布置，受下部承压卤水层渗透系数小、流动性差等因素的影响，地下卤水水力坡度小，疏干漏斗较小，无法对无采卤工程布置区域进行有效疏干开采，资源回采率较低。且部分区域受功能保护区制约又不允许新增地面采卤工程，即便允许在无工程布置区域新增地表采输卤工程，也可能受地形条件及生态环保需要的影响而造成基建投资和生产成本大幅提升。

因此，如何提升现有技术中采卤工程的出卤能力，有效采出功能保护区域内的各卤水矿层资源、延长采卤设备服务年限、提高卤水资源回采率，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种盐湖地下采卤系统及其构建方法，以解决上述现有技术存在的问题，提升采卤工程的出卤能力，延长采卤设备服务年限，规避功能区保护要求制约，提高无工程布置区域的地下卤水资源回采率，降低基建投资和生产成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种盐湖地下采卤系统，包括：

采卤井，所述采卤井能够收集卤水；

竖直井，所述竖直井自地面起竖直向下延伸，所述竖直井的数量至少为一组；

水平井，所述水平井包括水平段，所述水平段位于盐湖地下的下部卤水层，所述竖直井与所述水平段相连通，所述水平段还与所述采卤井相连通。

优选地，所述竖直井平行于所述采卤井设置，所述水平段垂直于所述竖直井设置。