geologyИзвестия высших учебных заведений. Геология и разведкаProceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration0016-77622618-8708Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting10.32454/0016-7762-2026-68-1-128-138FBYIBPgeology-1292Research ArticleТЕХНИКА ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТGEOLOGICAL EXPLORATION TECHNIQUEВопросы формирования конструкции эксплуатационных колонн технологических скважин скважинного подземного выщелачивания уранаIssues in the design of production strings of process wells for insitu uranium leachingИвановА. Г.IvanovA. G.

Иванов Александр Георгиевич — кандидат технических наук, академик РАЕН, главный специалист

33, Каширское шоссе, г. Москва 11540

Alexander  G.  Ivanov — Cand. Sci. (Tech.), Academician of the Russian Academy of Natural Sciences, Chief Specialist 

33, Kashirskoye highway, Moscow 115409

Ivanov_ag@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-1578-7632АрсентьевЮ. А.ArsentyevYu. A.

Арсентьев Юрий Александрович — кандидат технических наук, член-корреспондент РАЕН доцент

23, ул. Миклухо-Маклая, г. Москва 117497

Yuri A. Arsentyev — Cand. Sci. (Tech.), Corresp onding Member of the Russian Academy of Natural Sciences Associate Professor 

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997

arsentev1956@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0003-6593-8315ОреховД. Д.OrekhovD. D.

Орехов Данила Дмитриевич — студент

23, ул. Миклухо-Маклая, г. Москва 117497

Danila D. Orekhov — Student

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997

danilaohv@yandex.ruАО «Ведущий проектно- изыскательский и научно- исследовательский институт промышленной технологии»РоссияLeading Design, Survey and Research Institute of Industrial TechnologyRussian FederationФГБОУ ВО «Российский государственный геологоразведочный институт имени Серго Орджоникидзе»РоссияSergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological ProspectingRussian Federation202601062026681128138Copyright © Иванов А.Г., Арсентьев Ю.А., Орехов Д.Д., 20262026Иванов А.Г., Арсентьев Ю.А., Орехов Д.Д.Ivanov A.G., Arsentyev Y.A., Orekhov D.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/1292Введение

Введение. Добыча урана методом скважинного подземного выщелачивания требует специальных методов сооружения и эксплуатации технологических скважин для обеспечения их безаварийной работы до окончания срока отработки добычных объектов: ячеек, блоков, залежей. Функционирование скважин сопровождается воздействием на полимерные эксплуатационные колонны различных видов нагрузок, среди которых выделяются температурные и гидростатические. Настоящая статья посвящена расчетному обоснованию выбора оснастки и материалов гидроизоляции для предупреждения нарушений целостности эксплуатационных колонн обсадных труб путем применения центраторов-смесителей, устьевых центраторов, вязкоупругих материалов. Приведены методики определения величины интервалов цементирования (интервалов гидроизоляции) и допускаемой высоты обсыпки заколонного пространства сыпучими материалами.

Цель

Цель. Обеспечение целостности поверхности полимерных эксплуатационных колонн технологических скважин в условиях, характеризующихся переменным температурным режимом добычи урана методом скважинного подземного выщелачивания.

Материалы и методы

Материалы и методы. В настоящей работе поставленная задача решается путем анализа сущности физических процессов, происходящих при сооружении и эксплуатации технологических скважин, и сопоставлением эффективности предлагаемых технических решений, в качестве оценочного критерия для которых был выбран срок безаварийной работы полимерных эксплуатационных колонн.

Результаты

Результаты. Исследования показали, что эффективными из предлагаемых к реализации технических решений для оснащения полимерных эксплуатационных колонн обсадных труб являются средства, обеспечивающие возможность их линейного перемещения в осевом направлении на этапах сооружения и эксплуатации технологических скважин.

Заключение

Заключение. Применение новых технических средств оснащения эксплуатационных колонн позволяет исключить их аварийность при отработке месторождений методом скважинного подземного выщелачивания урана.

Background

Background. Uranium mining by in-situ leaching (ISL) requires specialized methods for the construction and operation of process wells to ensure their reliable performance throughout the entire mining period of cells, blocks, and deposits. During operation, polymer production casing strings are subjected to various loads, among which thermal and hydrostatic loads are particularly significant. This article presents a calculation-b ased justification for the selection of well equipment and waterproofing materials for preventing violations of the integrity of production casing strings through the use of displacement centralizers, wellhead centralizers, and viscoelastic materials. Methods for determining the cementing (waterproofing) intervals and the permissible height for filling the annular space with bulk materials are presented.

Aim

Aim. To ensure the integrity of polymer production strings of process wells operated under variable temperature conditions during uranium mining by insitu leaching.

Materials and methods

Materials and methods. Physical processes occurring during the construction and operation of process wells were analyzed. The effectiveness of available engineering solutions was compared based on the period of accident-free operation of polymer production strings.

Results

Results. Effective engineering solutions proposed for equipping polymer production casing strings are those that provide the possibility of their linear movement in the axial direction at the stages of construction and operation of process wells.

Conclusion

Conclusion. The use of latest engineering solutions for equipping production strings makes it possible to mitigate the risk of accidents during the development of uranium deposits by in-situ leaching.

технологические скважиныполимерные обсадные трубыэксплуатационная колоннатемпературные напряжениязаколонная гидроизоляцияустье скважинывязкоупругий материалцентраторыprocess wellspolymer casing pipesproduction stringtemperature stressbehind-the-casing waterproofingwellheadviscoelastic materialcentralizersReferencesАрсентьев Ю.А., Назаров А.П., Забайкин Ю.В., Иванов А.Г. О расчете эксплуатационных колонн из полимерных материалов для условий многолетнемерзлых пород. Научное обозрение «Актуальные проблемы и перспективы развития экономики: российский и зарубежный опыт». 2019. Вып. 21. С. 27–32.Arsentyev Yu.A., Nazarov A.P., Zabaykin Yu.V., Ivanov A.G. On the calculation of production columns from polymeric materials for the conditions of permafrost rocks. Scientific Review «Actual Problems and Prospects for Economic Development: Russian and Foreign Experience”. 2019. Iss. 21. P. 27–32 (In Russ.).Ашрафьян М.О., Луничкин В.А., Динмухаммедов Д.Х. Совершенствование технологии цементирования скважин. ВНИИОЭНГ. Обзорная информация. Сер. Бурение. 1986. Вып. 7. 44 с.Ashrafyan M.O., Lunichkin V.A., Dinmukhamm edov D. Kh. Improvement of well cementing technology. Overview information. Sir. Drilling. 1986. Iss. 7. 44 p. (In Russ.).Булатов А.И. Детективная биография герметичности крепи нефтяных и газовых скважин. Краснодар: Просвещение- Юг, 2009. 934 с.Bulatov A.I. Detective biography of tightness of oil and gas well support. Krasnodar: Prosveshchenie- Yug, 2009. 934 p. (In Russ.).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.Glukhov A.V., Ermolenko S.I., Ivanov A.G., Ivanov D.A. Method of waterproofing the casing space of wells and the composition of the mixture for its implementation. Patent of the Russian Federation for invention No. 2726086 dated 09.07.2020 (In Russ.).Железняк И.И., Стетюха В.А. Расчет трубы из полимерного материала под действием внешней нагрузки в скважине в массиве многолетнемерзлых пород. Известия УГГУ. 2018. Вып. 3. С. 121–125.Zheleznyak I.I., Stetyukha V.A. Calculation of a pipe made of polymeric material under the action of external loading in a well in a permafrost array. 2018. Iss. 3. P. 121–125 (In Russ.).Зубарев А.Б. Условия работы, обоснование конструкции и технология применения полиэтиленовых обсадных колонн для крепления технологических скважин подземного выщелачивания мет ал лов. Автореферат канд. дисс. М.: МГРИ, 1983. 24 с.Zubarev A.B. Conditions of work, justification of design and technology of application of polyethylene casing columns for fastening technological wells of underground leaching of metals. diss. Moscow: MGRI, 1983. 24 p. (In Russ.).Иванов А.Г., Иванов Д.А., Арсентьев Ю.А., Назаров А.П., Калиничев В.Н. Особенности применения полимерных обсадных труб при сооружении технологических скважин подземного выщелачивания урана. Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2019. № 4. С. 50–57.Ivanov A.G., Ivanov D.A., Arsentyev Yu.A., Nazarov A.P., Kalinichev V.N. Features of the application of polymer casing pipes in the construction of technological wells of underground uranium leaching. Proceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration. 2019. No. 4. P. 50–57 (In Russ.).Иванов А.Г., Арсентьев Ю.А., Иванов Д.А., Некоз С.Ю. Особенности гидроизоляции заколонного пространства технологических скважин подземного выщелачивания урана. Разведка и охрана недр. М.: Российское геологическое общество, 2024. № 4. С. 104–109.Ivanov A.G., Arsentyev Yu.A., Ivanov D.A., Nekoz S.Y. Features of waterproofing of the casing space of technological wells of uranium underground leaching. Russian Geological Society, 2024. No. 4. P. 104–109 (In Russ.).Иванов А.Г., Солодов И.Н. Выбор материала обсадных труб для эксплуатационных скважин подземного выщелачивания. Горный журнал. 2018. № 7. С. 81–85.Ivanov A.G., Solodov I.N. Choice of casing pipe material for operational wells of underground leaching. 2018. No. 7, P. 81–85 (In Russ.).Иванов А.Г., Арсентьев Ю.А., Орехов Д.Д., Гаврилов РИ. Экономический эффект при применении расчета температуры полимерных обсадных труб при обсадке технологических скважин. Актуальные проблемы и перспективы развития экономики: российский и зарубежный опыт. Научное обозрение. 2024. Вып. 2(49). С. 12–19.Ivanov A.G., Arsentyev Yu.A., Orekhov D.D., Gavrilov RI. Economic effect when applying the calculation of the temperature of polymer casing pipes during casing of technological wells. Actual problems and prospects for economic development: Russian and foreign experience. Scientific Review. 2024. Iss. 2(49). P. 12–19 (In Russ.).Иванов А.Г., Арсентьев Ю.А., Соловьев Н.В., Гладышев А.В., Солодов И.Н., Иванов Д.А. Сооружение и эксплуатация технологических скважин под земного выщелачивания в криолитозоне: моно гра фия. М.: МГРИ, 2025. 244 с.Ivanov A.G., Arsentyev Yu.A., Soloviev N.V., Gladyshev A.V., Solodov I.N., Ivanov D.A. Construction and Operation of Technological Wells of Underground Leaching in Cryolithozone: Monograph. Moscow: MGRI, 2025. 244 p. (In Russ.).Иванов А.Г. Устройство для разобщения заколонного пространства при цементировании скважин. Авторское свидетельство СССР № 1605612 от 25.01.1991.Ivanov A.G. Device for disconnection of casing space during well cementing. Author’s Certificate of the USSR No. 1605612 dated 25.01.1991 (In Russ.).Иванов А.Г., Ким А.С., Гнеушев В.В., Лебедев Н.Ю. Пакер. Авторское свидетельство СССР № 4733521 от 01.09.1989.Ivanov A.G., Kim A.S., Gneushev V.V., Lebedev N. Yu. Author’s Certificate of the USSR No. 4733521 dated 01.09.1989 (In Russ.).Кошколда К.Н., Пименов М.К., Атакулов Т. и др. Пути интенсификации подземного выщелачивания. М.: Энергоатомиздат, 1988, 224 с.Koshkolda K.N., Pimenov M.K., Atakulov T., et al. Ed. Chesnokov N.I. Puti intensifikatsii podzemnogo vyleachanivaniya [Ways of intensification of underground leaching]. Moscow: Energoatomizdat Publ., 1988. 224 p. (In Russ.).Материалы семинара по геотехнологическому бурению и эксплуатации скважин. Навои: НГМК, 1988. 70 с.Materials of the seminar on geotechnological drilling and well operation. Navoi: NMMC Publ., 1988. 70 p. (In Russ.).Нифадьев А.М., Шашкин А.А., Одинцова Т.И., Жданова Л.В. Тампонажные составы для изоляции технологических скважин при подземном выщелачивании. Технический прогресс в атомной промышленности. Сер. Горнометаллургическое производство. 1983. Вып. 1(278). С. 54–57.Nifadyev A.M., Shashkin A.A., Odintsova T.I., Zhdanova L.V. Plugging compounds for isolation of technological wells in underground leaching. Technical progress in the nuclear industry. Sir. Mining and metallurgical production. 1983. Iss. 1(278). P. 54–57 (In Russ.).Отставнов А.А. О высокоэффективных напорных трубах из ПВХ последнего поколения. Санитарная техника, отопление, канализация. 2019. № 2. С. 16–21.Otstavnov A.A. O highly effective pressure pipes made of PVC of the last generation. 2019. No. 2. P. 16–21 (In Russ.).Рысев В.П., Шаталов В.В., Иванов А.Г., Фазлуллин М.И. и др. Способ сооружения эксплуатационных скважин при подземном выщелачивании руд. Авторское свидетельство СССР № 1679821 от 09.11.1989.Rysev V.P., Shatalov V.V., Ivanov A.G., Fazlullin M.I., et al. Method of Construction of Production Wells in Underground Leaching of Ores. Author’s Certificate of the USSR No. 1679821 dated 09.11.1989 (In Russ.).Сигачев Н.П., Иванов А.Г., Гантимуров Н.И. Способ гидроизоляции заколонного пространства технологических скважин. Патент № 2819860 от 28.05.2025.Sigachev N.P., Ivanov A.G., Gantimurov N.I. Method of waterproofing the behind-the-casing space of technological wells. Patent No. 2819860 dated 28.05.2025 (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.