Геология и геофизика Юга России (Sep 2021)
Освоение месторождений подземных вод инжекторно-принудительным способом
Abstract
Актуальность исследований. По данным международных центров потребление питьевой воды испытывает бурный рост. К 2025 году две трети населения планеты столкнутся с нехваткой пресной воды. В настоящее время одной из причин массовой миграции людей из развивающихся стран в Европу, США и Канаду является отсутствие постоянных источников питьевой воды. Пресная вода становится ключевым фактором геополитики 21 века. Использование главного ее источника – запасов недр – является востребованным и актуальным. Целью исследования является решение проблем эффективного извлечения подземных вод путем создания условий для нормального проявления внутренней энергии водоносных пластов в сочетании с физическими принципами отбора воды, а также возможности и целесообразности применения струй высокого давления в буровых долотах, армированных PDC, для бурения пород VII-VIII категорий по буримости. Методы исследований: использован экспериментально-аналитический метод исследований на экспериментальной установке циркуляционной системы с возможностью визуального наблюдения за режимом движения воды, а также установление ресурсных возможностей циркуляционной системы разработки залежей подземных вод инжекционно-принудительным самоизливом. Существующая методика разведки и освоения месторождений подземных вод бурением вертикальных скважин морально устарела. Применяемые способы проводки скважин в целом не соответствуют геолого-техническим условиям подземных водных объектов, что приводит к технологическим осложнениям и низкой водоотдаче массива. Повышение эффективности вскрытия и освоения залежей подземных вод достигается при создании условий для проявления внутренней энергии водоносных пластов в сочетании с физическими принципами отбора воды и подъема ее на высоту без затрат энергии. Результаты исследований. На основании анализа и обобщения результатов аналитических и лабораторных исследований ресурсных возможностей предложена циркуляционная система разработки залежей подземных вод инжекционно-принудительным самоизливом; установлена целесообразность оснащения нисходящего ствола компоновкой гидроструйного аппарата, ориентированного на элементы залегания водоносных пластов. Зарождение неполного гидроудара в компоновке гидроструйного гидроаппарата создает динамическую депрессию на водоносные пласты с эффектом инжекции и силы гидротарана. Предлагаемая циркуляционная система может быть использована для извлечения воды из низконапорных водоносных пластов.
