Ремонт эксплуатационных колонн из полимерных обсадных труб технологических скважин подземного выщелачивания металлов в условиях многолетнемерзлых горных пород

Добыча металлов методом скважинного подземного выщелачивания в России производится в сложных природно-климатических условиях, приравниваемых к условиям Крайнего Севера, где суточные перепады температур достигают 20 °С. Эти обстоятельства увеличивают вероятность возникновения механических повреждений эксплуатационной колонны из полимерных труб, что приводит к нарушению стабильности работы скважины с требуемыми технологическими характеристиками. Основными видами механических повреждений являются следующие: расстройство резьбовых соединений, разрушение отдельных элементов эксплуатационных колонн. Вследствие этих нарушений возникают перетоки рабочих растворов в заколонное пространство для нагнетательных скважин и водопритоки внутрь эксплуатационной колонны заколонной жидкости, что приводит к разубоживанию рабочих растворов в откачных скважинах. В связи с этим разработаны методы восстановления герметичности эксплуатационных колонн из полимерных обсадных труб для нагнетательных и откачных скважин. Дано описание используемых для этой цели герметиков, а также рецептуры их приготовления и порядок применения. Представлены физико-механические характеристики и свойства применяемых материалов для герметизации аварийных участков колонны и технические средства для их доставки в заданный интервал скважины, а по результатам выполненных работ сформулированы выводы об эффективности предлагаемых методов ремонтно-восстановительных работ.

Иванов А. Г., Гладышев А. В., Арсентьев Ю. А., Назаров А. П., Иванов Д. А. Ремонт эксплуатационных колонн из полимерных обсадных труб технологических скважин подземного выщелачивания металлов в условиях многолетнемерзлых горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 2. – С. 51–62. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_2_0_51.

Иванов Александр Георгиевич¹ — канд. техн. наук, главный специалист, e-mail: ivanov.A.G@mail.ru,
Гладышев Андрей Владимирович¹ — Генеральный директор, e-mail: Gladуshev.A.V@vnipipt.ru,
Арсентьев Юрий Александрович² — канд. техн. наук, доцент, e-mail: arsentev1956@yandex.ru,
Назаров Александр Петрович² — канд. техн. наук, доцент, e-mail: al.naz@mail.ru,
Иванов Дмитрий Александрович — инженер по бурению, Компания «Везерфорд», e-mail: dexhouse@yandex.ru,
¹ АО «Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии»,
² Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (МГРИ—РГГУ).

Арсентьев Ю.А., e-mail: arsentev1956@yandex.ru.

1. Добыча урана методом подземного выщелачивания в криолитозоне: Монография / Под ред. И.Н. Солодова. — М.: ZetaPrint, 2022. — 183 с.

2. Yipeng Zhou, Guangrong Li, Lingling Xu, Jinhui Liu, Zhanxue Sun, Weijun Shi Uranium recovery from sandstone-type uranium deposit by acid in-situ leachingan example from the Kujieertai // Hydrometallurgy. 2020, vol. 191, pp. 17—25.

3. Геотехнология урана (российский опыт): Mонография / Под ред. И.Н. Солодова, Е.Н. Камнева: Монография. — М.: «КДУ», «Университетская книга», 2017. — 576 с.

4. Dedan Duan Haibin Wu, Fang Wei, Huiping Song, Zhibin Ma, Zhang Chen, Fangqin Cheng Preparation, characterization, and rheological analysis of eco-friendly geopolymer grouting cementitious materials based on industrial solid wastes // Journal of Building Engineering. 2023, vol. 78, pp. 92—113.

5. Li Li,Yu-jie Wei, Zongli Li, Muhammad Usman Farooqi Rheological and viscoelastic characterizations of fly ash/slag/silica fume-based geopolymer // Journal of Cleaner Production. 2022, vol. 354, pp. 48—52.

6. Арсентьев Ю. А., Назаров А. П., Забайкин Ю. В., Иванов А. Г. О расчете эксплуатационных колонн из полимерных материалов для условий многолетнемерзлых пород // Актуальные проблемы и перспективы развития экономики: российский и зарубежный опыт. — 2019. — № 21. — C. 27—32.

7. Иванов А. Г., Солодов И. Н. Выбор материала обсадных труб для оборудования эксплуатационных скважин подземного выщелачивания // Горный журнал. — 2017. — № 7. — C. 81—85.

8. Иванов Д. А., Арсентьев Ю. А., Соловьев Н. В., Иванов А. Г., Барашков В. А., Башкатов И. А. О результатах исследований свойств битумно-масляных смесей для заколонного ремонта резьбовых соединений полимерных труб технологических скважин подземного выщелачивания (СПВ) урана // Разведка и охрана недр. — 2021. — № 4. — C. 40—43.

9. Иванов А. Г., Михайлов А. Н., Алексеев Н. А., Иванов Д. А., Арсентьев Ю. А., Соловьев Н. В., Назаров А. П. Специальные работы для восстановления и поддержания рабочего состояния эксплуатационной колонны технологических скважин // Разведка и охрана недр. — 2020. — № 8. — C. 40—45.

10. Глухов А. В., Ермоленко С. И., Иванов А. Г., Иванов Д. А. Способ гидроизоляции заколонного пространства скважин и состав смеси для его осуществления. Патент РФ на изобретение № 2726086 от 09.07.2020.

11. Алтунина Л. К., Кувшинов В. А., Долгих С. Н. Криогели для тампонажных работ в районах распространения многолетнемерзлых пород // Гидротехника. — 2010. — № 3. — C. 56—60.

12. Клочков Я. В., Непомнящих Е. В. Мероприятия по улучшению водно-теплового режима водоотводящих сооружений // Вестник Забайкальского государственного университета. — 2014. — № 12 (115). — C. 12—21.

13. Манжай В. Н., Фуфаева М. С. Свойства криогелей и их применение в технологиях добычи и транспорта нефти // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2011. — № 6. — C. 102—107.

14. Кохановская О. А., Раздьяконова Г. И., Алтунина Л. К., Лихолобов В. А. Композитные криогели — новые конструкционные материалы для освоения Арктики / Новые материалы и технологии в условиях Арктики. — Ставрополь: Центр научного знания «Логос», 2014. — C. 322—327.

15. Рогожин С. В., Лозинский В. И., Вайнерман Е. С., Домовенко Л. В., Манцас А. М., Иванова С. А., Штильман М. И., Коршак В. И. Нековалентное криоструктурирование в полимерных системах // Доклады АН СССР. — 1984. — Т. 278. — С. 129—134.

16. Лозинский В. Н., Домотеева Е. С., Вайнерман Е. С., Рогожкин С. В. Некоторые термомеханические свойства криогелей поливинилового спирта // Высокомолекулярные соединения. — 1989. — Т. 31 А. — № 9. — С. 1805—1809.

17. Лозинский В. И. Криотропное гелеобразование растворов поливинилового спирта // Успехи химии. — 1998. — Т. 67. — № 7. — С. 641—655. DOI: 10.1070/RC1998v067n07ABEH000399.

18. Вайнерман Е. С., Лозинский В. И., Стояченко И. А., Рогожкин С. В. Криогели природных и синтетических полимеров. Получение и свойства / Межвузовский научный сборник «Процессы студнеобразования в полимерных системах». Ч. 2. — Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1985. — С. 20.