深层钾盐矿溶采系统的制作方法

本发明涉及固液转化卤水开采，尤其涉及深层钾盐矿溶采系统。

背景技术：

1、卤水中富含钾、镁、钠等元素，是生产氯化钾的重要原料之一，传统的卤水开采方式，是开挖采卤渠，通过采卤渠对盐矿层中的卤水直接进行开采，随着开采时间的增长和开采规模的扩大，导致盐矿层中卤水含量下降，无法满足生产需求，于是有了固液转化的开采方法，即采用大面积漫灌溶剂的方法，将外部溶剂补给到溶采区，使溶采区的盐矿层中的目标矿物(钾)溶解到溶剂中，结合渠采、井采进行固体钾矿的溶矿开采。

2、随着盐湖钾资源的大力开发，使得盐湖溶采区6卤水水位大幅度下降，形成大面积疏干区，浅层盐矿层61(深度18m以浅)的钾资源已经贫化，但是，深层盐矿层62(深度18m以深)中下赋存有大量钾盐资源，深层盐矿层62由于受地层埋深大、形成时间比较早、低孔隙度等条件的限制，其矿层中主要为一些含盐细砂层、粉砂层为主的松散沉积和低孔隙率的盐层，渗透率低(参照图2)。

3、由于深层盐矿层内的细砂、粉等碎屑等的阻滞的影响，导致溶剂进入深层盐矿层变得困难，目标矿物的增加速率比较缓慢，溶矿效果不理想，导致深层含大量氯化钾资源的固体矿难以溶解采出。现有固液转化的开采方法只能溶解浅层盐矿，虽然井采能够解决部分深盐矿层的开采。但是，大面积深层精准溶矿开采工程施工依然存在开发难度大、成本高等问题，难以实现规模化、工程化、可持续性采卤。

4、本发明的目的在于提供一种深层钾盐矿溶采系统，解决对深层盐矿层进行固液转化的方法开采卤水时，开采难度大，溶矿效率低，卤水中目标矿物含量低的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了深层钾盐矿溶采系统，包括注水井1、采卤井2、打气装置3和采卤装置4，注水井1设置于溶采区6内，下端延伸至溶采区6的深层盐矿层62中，用于将溶剂注入溶采区6的深层盐矿层62中。采卤井2设置于溶采区6的下游，下端延伸至溶采区6的深层盐矿层62中。

2、打气装置3包括输气管道31和空压机32，输气管道31设置于溶采区6内，前端与空压机32连通，末端延伸至溶采区6的深层盐矿层62中。空压机32通过输气管道31向深层盐矿层62中打入高压空气，通过高压空气使溶剂渗入深层盐矿层62中，将深层盐矿层62中的钾盐溶解后得到溶矿卤水，并使溶矿卤水汇入采卤井2内，采卤装置4用于开采采卤井2内的溶矿卤水。

3、本发明使用时，首先将溶剂通过注水井1注入溶采区6的深层盐矿层62中，然后使用空压机32通过输气管道31向深层盐矿层62中打入高压空气，通过高压空气使溶剂充分溶渗到深层盐矿层62中，将深层盐矿层62中的钾盐溶解后得到溶矿卤水，在高压空气作用下使溶矿卤水汇入采卤井2内，通过采卤泵41将采卤井2内的溶矿卤水开采后进行生产。

4、本发明采用空压机32通过输气管道31向深层盐矿层62中打入高压空气，通过高压空气可以推动溶剂穿过深层盐矿层62中的松散沉积和低孔隙率的盐层，快速渗入深层盐矿层62中，将深层盐矿层62中的钾盐溶解后得到溶矿卤水，在高压空气作用下使溶矿卤水汇入采卤井2内，提高溶剂渗透率和流动性，提高溶矿效率和溶矿效果，提高溶矿卤水中钾的含量。本发明可以解决固液转化的方法开采深层钾盐矿时，开采难度大，溶矿效率低，溶矿卤水中目标矿物含量低的问题。

5、优选地，采卤井2包括竖井21和水平井22，竖井21竖向设置，下端延伸至溶采区6的深层盐矿层62中，水平井22水平设置于溶采区6下游的深层盐矿层62中，与采卤井2的下端连通。

6、设置采卤井2包括竖井21和水平井22，通过水平井22可以快速汇聚深层盐矿层62中溶解目标矿物后的溶矿卤水。

7、优选地，注水井1设置有多个，多个注水井1均匀设置于溶采区6内。

8、优选地，相邻两个注水井1的距离为16～20m。因此，可以使每个注水井1的溶剂渗透半径处于合适范围，从而提高溶矿效率，提高溶矿卤水中的钾含量。

9、优选地，注水井1的直径为0.8～1.0m。设置注水井1的直径为0.8～1.0m，可以在较小的施工工程量的情况下，满足溶剂注入量的需求。

10、优选地，打气装置3包括多个输气管道31，多个输气管道31均匀设置于溶采区6内。输气管道31的靠近的末端位置设置有多个分支管道33。

11、设置打气装置3包括多个输气管道31，输气管道31上设置多个分支管道33，可以均匀的向盐矿层中打入高压空气，使溶剂快速均匀的渗入盐矿层中。

12、优选地，注水井1内设置有注水管5，注水管5为圆管，注水管5上均匀设置有多个通孔52，注水管5的外侧壁上设置有连通通孔52的导流槽53，注水管5的下端设置有注水头54。注水头54包括固定环55和两个注水壳56，固定环55与注水管5的下端固定连接。

13、注水壳56为半圆锥形壳体，注水壳56的两侧边上设置有豁口561，内侧壁上设置有锁紧环57，注水壳56的远离尖部的一端与通过销轴58与固定环55连接。两个注水壳56相对设置，销轴58与固定环55的轴线垂直。

14、通过注水管5可以对注水井1的井壁进行支撑，防止井壁坍塌导致注水井1堵塞。将注水壳56与固定环55销接，将注水壳56闭合呈圆锥形，可以方便注水管5插入注水井1中，注水时防止注水井1底部的泥沙涌入注水管5内，将注水管5拔出时，使注水壳56张开，使注水管5中的结盐留在注水井1中，保护盐矿层不被破坏。在注水短管51上设置导流槽53，可以使从通孔52中流出的溶剂向周围扩散，增加溶剂与盐矿层的接触面积，提高溶剂向深层盐矿层62中的渗透速度。

15、优选地，注水管5由多个注水短管51连接而成。设置注水管5由多个注水短管51连接而成，可以根据需要组装成不同长度的注水管5。

16、优选地，溶剂为高钠低钾溶液。高钠低钾溶液进入深层盐矿层62中，将深层盐矿层62中的钾离子析出，溶剂中的钠离子与矿层钠离子混合后过饱和而析出，结盐留在深层盐矿层62中，从而保证溶采区6的安全，防止坍塌。

17、优选地，采卤装置4包括采卤泵41和采卤管42，采卤泵41的进水口通过采卤管42与采卤井2连通，采卤泵41的出水口用于和输卤管道连通。

技术特征：

1.深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，包括注水井(1)、采卤井(2)、打气装置(3)和采卤装置(4)，

2.根据权利要求1所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，所述采卤井(2)包括竖井(21)和水平井(22)，

3.根据权利要求2所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，所述注水井(1)设置有多个，

4.根据权利要求3所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，相邻两个所述注水井(1)的距离为16～20m。

5.根据权利要求4所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，所述注水井(1)的直径为0.8～1.0m。

6.根据权利要求5所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，所述打气装置(3)包括多个输气管道(31)，

7.根据权利要求6所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，所述注水井(1)内设置有注水管(5)，

8.根据权利要求7所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，所述注水管(5)由多个注水短管(51)连接而成。

9.根据权利要求8所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，所述溶剂为高钠低钾溶液。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的深层钾盐矿溶采系统，其特征在于，所述采卤装置(4)包括采卤泵(41)和采卤管(42)，

技术总结
本发明涉及深层钾盐矿溶采系统，包括注水井(1)、采卤井(2)、打气装置(3)和采卤装置(4)，注水井(1)设置于溶采区内，下端延伸至溶采区的深层盐矿层中，将溶剂注入深层盐矿层中。采卤井设置于溶采区的下游，下端延伸至深层盐矿层中。输气管道(31)设置于溶采区内，前端与空压机(32)连通，末端延伸至深层盐矿层中。空压机通过输气管道向深层盐矿层中打入高压空气，通过高压空气使溶剂渗入深层盐矿层中，将深层盐矿层中的钾盐溶解后得到溶矿卤水，并使溶矿卤水汇入采卤井内，采卤装置开采采卤井内的溶矿卤水。本发明可以使溶剂快速渗入深层盐矿层中，提高溶矿效率和溶矿卤水中钾的含量。

技术研发人员：李开梅,刘青青,郭付平,辛国山,王京良,王召邦,康守业,陶一文,金世林,王成瑞
受保护的技术使用者：青海盐湖工业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23