СПОСОБ ДОБЫЧИ, СБОРА И УТИЛИЗАЦИИ МЕТАНА И ДРУГИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ИЗ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ Российский патент 2002 года по МПК F04F5/54 F17D1/00 

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных, газовых, каменноугольных месторождений и залежей торфа.

В нефтяной, газовой, химической и нефтегазоперерабатывающей промышленности широко применяется газовая, жидкостно-газовая, газожидкостная и газопаровая эжекция (сбор и утилизация) низкопотенциального газа. Сущность вышеуказанных методов заключается в том, что высокопотенциальный рабочий агент (газ, жидкость, пар), проходя через эжектор, поглощает в себя низкопотенциальный газ, повышает его давление, который затем сепарируется и направляется потребителю или на факел (сжигается) - RU 2016267 C1 (прототип).

Недостатком этих методов является нестабильность энергии рабочего агента, приводящая к неуправляемому процессу утилизации низкопотенциального газа и выбросам в атмосферу, а также высокая стоимость используемого оборудования.

В изобретении решается задача управляемости процессом добычи, сбора и утилизации низкопотенциального газа из каменноугольного пласта, улучшения экологической обстановки и обеспечения безопасности угледобычи.

Достигаемый при этом технический результат - стабилизация энергии рабочего агента и уменьшение вредных выбросов в атмосферу.

Предлагается в целях обеспечения безопасности разработки каменноугольных пластов при добыче и сборе метана и других углеводородных газов применить колтюбинговое бурение скважин гидробурами и вскрытие пласта со специальными гидропескоструйными насадками, способными перфорировать до больших глубин от оси скважины, пробурить горизонтальные выработки в пласте с помощью длинномерных безмуфтовых труб высокого давления, выработать шарообразные и щелевые объемы и другие виды каналов в забое.

После освоения скважин сбор метана и других углеводородных газов производится с помощью специальных эжекторов с применением бессальниковых гидравлических центробежных насосов с активным рабочим агентом - ингибитором (дег, хлористый кальций, метанол и др.) при необходимости осушки газа до поставки потребителю. В случае отсутствия необходимости осушки газа в качестве активного рабочего агента используется вода.

Изобретение поясняется графическим материалом, где представлена схема добычи, сбора и утилизации углеводородных газов, например, из каменноугольного пласта.

Каменноугольный пласт (1) вскрывают, пробурив скважины (2), после чего пласт (1) перфорируют на большие расстояния от осей скважин.

Перфорирование пласта (1) выполняют многоканальным (13), шаровым (14), щелевым (15) или же со свободным забоем (16). Кроме того, возможно наклонно-горизонтальное вскрытие и перфорация (17) пласта (1). Скважины соединяют коллектором (3) низкопотенциального газа, а коллектор (3) в свою очередь через эжектор (4) соединяют с горизонтальным устройством (6) внутритрубной сепарации газа. Устройство (6) посредством трубопроводов (9) связано с дренажной емкостью (11) для активного рабочего агента. В случае необходимости предусмотрен узел регенерации рабочего агента (10). Гидравлический насос (5) обеспечивает работу эжектора (4), подавая активный рабочий агент из дренажной емкости (11) через трубопровод (12).

Газ, из скважин (2), пробуренных в каменноугольный пласт (1) и вскрытый различными методами (13, 14, 15, 16, 17), поступает в общий коллектор за счет подсоса эжектором (4) благодаря работе центробежного гидравлического насоса (5) с активным рабочим агентом, поступающим из емкости (11), в которой он накапливается по мере поступления из горизонтального устройства внутритрубной сепарации газа (6) по трубопроводам (9). В случае необходимости регенерации рабочего агента (ингибитора) предусматривается узел регенерации (10), тогда жидкость в емкость (11) поступает оттуда. При этом происходит повышение давления низкопотенциального газа.

Отсепарированный, частично осушенный и компромерованный до необходимого давления и готовый к использованию метан и другие газы поступают в замерной узел (7), затем по трубопроводу (8) - к потребителю.

Предлагаемый способ отличается от существующих методов сбора низкопотенциалъного газа:
- использованием в бурении гидробура со спецнасадками;
- вскрытием каменноугольного пласта одновременно с интенсификацией притока газа;
- применением гидропескоструйной перфорации со специальными насадками при вскрытии каменноугольного пласта;
- использованием обычных центробежных насосов для сбора и одновременно осушки низкопотенциального газа до подачи потребителю, а также повышения давления собираемого газа до необходимых параметров для потребителя;
- экономичностью;
- экологичностью.

Источники информации
1. Способ вскрытия пластов с применением спецнасадок. Патенты: 2078911, 2078912.

2. Свидетельство на полезную модель 17942 от 10 мая 2000г.

3. Заявка на струйную насадку 2000114867/03 (016105) от 14 июня 2000г.

4. Способ бурения гидробуром. Заявка 2001100747/3 (000660) от 27.12.2000г.

5. Способ сбора, подготовки и утилизации низкопотенциального газа. Патент 2016267.

6. Устройство внутритрубной сепарации газа. Авторское свидетельство 1554198 от 1 декабря 1989г.

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных, газовых, каменноугольных месторождений и залежей торфа. Месторождение вскрывают, скважины в зоне каменноугольного пласта перфорируют и соединяют газосборным коллектором. Низкопотенциальный газ подают в эжектор, в котором осуществляют подъем давления газа. В эжекторе используют активный рабочий агент. Даны рекомендации по выбору оборудования и веществ для рабочего агента. Стабилизирует энергию добываемого продукта, уменьшает вредные выбросы в атмосферу. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ добычи, сбора и утилизации метана и других углеводородных газов, заключающийся в добыче из месторождения каменного угля, сборе и подаче газа, повышении его давления с применением рабочего агента в жидкостно-газовом эжекторе, сепарации и отводе товарного газа, отличающийся тем, что интенсифицируют приток газа из месторождения, для чего перфорируют скважины в зоне угольного пласта, последние соединяют коллектором и подают газ в жидкостно-газовый эжектор, при этом используют активный рабочий агент, который после внутритрубной сепарации поступает в дренажную емкость или его предварительно регенерируют, причем в качестве активного рабочего агента используют ингибитор или воду. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ингибитора применяют дег, или хлористый кальций, или метанол. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скважины каменно-угольного месторождения выполняют с многоканальным. шаровым, щелевым, со свободным забоем или наклонно-горизонтальным вскрытием. 4. Способ по п. 1 или 3, отличающийся тем, что при разбуривании месторождения применяют колтюбинговые трубы с гидробуром и гидропескоструйными насадками. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при сборе газа и повышении его давления используют бессальниковые гидравлические центробежные насосы.