Способ дегазации сближенных угольных пластов Советский патент 1993 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной, преимущественно к угольной, промышленности и может быть использовано для дег )зации сближенных газоносных уголь- ны пластов.

Известен способ дегазации подрабатывав лых угольных пластов при столбовой системе разработки, включающий бурение из подготовительных выработок разрабатываемого пласта впереди лавы скважины, ее гер метизацию и подсоединение к дегазационному трубопроводу. В выработанном пространстве по всей длине проекции скв 1жины на плоскость разрабатываемого пла :та выкладывают охранную полосу.

Недостатками данного способа являются С ольшие затраты, связанные с выкладкой

охранной полосы, кроме того.точка приложения вакуума располагается за герметизатором и не связана с источником газовыделения, что влияет на эффективность способа.

Известен способ дегазации сближенных угольных пластов, включающий бурение направленных скважин из подготовительных выработок разрабатываемого пласта на подрабатываемый или надрабатываемый угольный пласт вне зоны разгрузки дегазируемого угольного пласта, герметиза цию ус- тья скважины, подключение их к вакуумному газопроводу и отсос метана. При этом направленными скважинами пересекают подрабатываемый угольный пласт на всю мощность с выходом забоя скважины

О

со о о со

в кровлю пласта, а для надрабатывземого угольного пласта направленные скважины бурят не пересекая его по мощности, а забой скважин располагают в зоне контурного расслоения кровли дегазируемого пласта.

Недостатком способа являются большие затраты, связанные с необходимостью бурения направленных скважин, низкая эффективность дегазации вследствие того, что съем метана из сближенных пластов произ- водится в одной точке, которая не перемещается по мере изменения положения источника газовыделения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предла- гаемому способу является способ дегазации угольного массива с помощью обсадных труб, включающий бурение скважин из выработок на сближенные пласты, оборудова- ние их колонной обсадных труб, герметизацию затрубного пространства, перемещение точки приложения вакуума по длине скважины и отсос газа. -..

К недостаткам способа относятся отсутствие возможности отсоса газа из вмещаю- щих пород, располагающихся вблизи разрабатываемого пласта, большая трудоемкость вследствие наличия телескопических труб и необходимости дообсадки затрубного пространства до подвижного за- борного конца, а также загромождение выработок насосом, сместительной камерой и другим оборудованием, кроме того,конструкция телескопических труб требует отключения дегазационных скважин на период их раздвижки. что приводит к снижению эффективности дегазации.

Цель изобретения - повышение эффективности дегазации, увеличение содержания метана в дегаз.ационной сети и снижение затрат на дегазационные работы,

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дегазации сближенных угольных пластов, включающем буре- ние скважин из выработок на сближенные пласты, оборудование их колонной обсад ных труб, герметизацию затрубного пространства, перемещение точки приложения вакуума п о длине скважины и отсос газа, бурение скважин осуществляют в подрабатываемом массиве до верхней, а в надраба- f ываемом - до нижней границ зон активных трещин и трещин расслоения, затем производят оборудование обсадной колонны до кровли наименее удаленного сближенного пласта, находящегося в этой зоне, при этом в обсадной ко лонне предварительно оборудуют заборные каналы с перекрывающими их заслонками и закрепляют по краям o6J

садной колонны, а возле каждого канала со стороны устья скважины размещают уплот- нительные манжеты из эластомера, сжатые оболочками до диаметра меньшего диаметра скважины, затем соединяют обсадную колонну с трубопроводом посредством шланга, оборудованного задвижкой и за- мерным устройством, .приводят в рабочее состояние ближайшую к устью скважины уп- лотнительную манжету и перемещением задвижки создают в обсадной колонне заданное разрежение, при этом замерным устройством осуществляют контроль содержания метана в отсасываемом газе и при его уменьшении ниже заданного значения последовательно приводят в рабочее состояние уплотнительную манжету возле следующего заборного канала и увеличивают до заданных значений глубину вакуума в обсадной колонне путем частичного или полного перекрытия сечения предыдущего заборного канала с помощью заслонки и изменением положения задвижки. При этом в обсадной колонне оборудуют для подрабатываемого массива два заборных канала на расстояниях от разрабатываемого пласта, равных соответственно двенадцати и шести его вынимаемым мощностям, а для надраба- тываемого оборудуют один заборный канал на расстоянии равном пяти вынимаемым мощностям, при этом заданное разрежение в обсадной колонне определяют в соответствии со следующим математическим выра- жением: В мм рт.ст., где I - расстояние от разрабатываемого Пласта до точки приложения вакуума в основном работающем заборном канале, М.

Содержание метана в отсасываемом газе поддерживают на уровне не ниже 50%,

На фиг.1 изображен горный массив, перпендикулярный выработкам, вертикальный разрез; на фиг.2 - разрез дегазационной скважины с обсадной колонной; на фиг.З - схема расположения заслонки, частично перекрывающей заборные каналы.

Способ осуществляют следующим образом. . . ...

Исходя из конкретных горно-гео.логйче- ских (газоносности пластов, величин между- пластья, состава вмещающих пород и др.) и горно-технологических (длины и скорости подвигания лавы, способа посадки кровли и др.) условий определяют предельное расстояние от разрабатываемого пласта вглубь массива в котором еще будут образованы полости расслоения в процессе подработки и надработки. На эту величину бурят дегазационные скважины 1 из горной выработки 2, Для подрабатываемого и надрабатываемого массива определяют наименьшую величину

деления сближенных пластов, которые будут находиться в зоне активных трещин и тре- цин расслоения. Производят монтаж обсадки колонны 3 до кровли этих пластов. Если в онеактивных трещин и трещин расслоения алегает несколько газоносных пластов, то отдельных случаях монтаж обсадной ко- онны может осуществляться до кровли и (юлее удаленных пластов. В этом случае в бездной колонне оборудуют дополнитель- ые заборные каналы, располагая их в кррв- е всех, лежащих в этой зоне пластов. 1онтаж обсадной колонны 3 начинают с абойной секции 4, оборудованной со сто- f оны устья скважины уплотнительной ман- ,етой 5. Последняя состоит из эластомера, жатого оболочками до диаметра меньшего иаметра скважины 1. Все уплотнительные анжёты 5 на обсадной колонне 3 приводят рабочее состояние с помощью соединм- т гльного троса 6 для разрыва оболочек. Для Увеличения площади съема метана забор- . ный конец этой секции может быть перфорирован.

Обсадную колонну далее наращивают эомежуточными секциями 7 с помощью со- е винительных муфт 8. Для подрабатываемо- э. массива на расстояниях от ззрабатываемого пласта, равных соответ- венно двенадцати и шести вынимаемым мэщностным, а для надрабатываемого на расстоянии, равном пяти вынимаемым мощностям используют уплотнительные секции 9. В этих секциях оборудуют для п щрабатываемого массива два заборных к; нала ТО, для надрабатываемого - один кг нал 10, Заборные каналы 10 со стороны Зс боя скважин оборудуют перекрывающи- М1 заслонками 11, выполненными в виде кслец и соединенными тросом 12 с горной выработкой 2. В качестве этого троса может ис пользоваться трос для разрыва сжимающих уплотнительную манжету оболочек по- .с/ е приведения их в рабочее состояние. Для регулирования сечения заборных каналов 1C перед заслонками 1Т на обсадную трубу надеваются ограничители 13 с пружинами. Смраничители 13 могут не содержать пружин, в этом случае перекрывающие заслонки 11 должны иметь два троса: трос 12 для

уменьшения сечения заборных каналов и трос для увеличения сечения каналов. Кроме того, уплотнительные секции 9 околозаборных каналов 10 со стороны устья 5 скважин оборудуют уплотнительными манжетами 5 из эластомера, сжатыми оболочками до диаметра меньшего диаметра скважин .

Монтаж обсадной колонны завершают

0 концевой секцией 14 с приведением в рабочее состояние с помощью троса 6 уплотнительной манжеты 5 у устья скважины. Секция заканчивается фланцем 15, соединенным посредством гофрированного

5 шланга 16, задвижки 17, для регулирования глубины вакуума в обсадной колонне и за- мерного устройства 18 для определения содержания метана ё 6тс ас ыва ё:мом газе с дегазационным трубопроводом 19.

0 Эксплуатацию скважины начинают с приведения в рабочее состояние манжеты 5 с помощью троса б в первой от устья скважины уплотнительной секции 9 и подачи разрежения с помощью задвижки 17 в за5 борный канал 10 этой секции. При этом разрежение в первом и последующи заборных каналах определяют в соответствии с математическим выражением: В мм рт.ст., где I.- расстояние от разрабаты0 ваемого пласта до точки приложения вакуума в основном работающем заборном канале, м.

В дальнейшем осуществляют постоянный контроль за содержанием метана в от5 сэсывэемом газе при помощи замерного устройства 18. Если содержание метана становится ниже 50%. приводят в рабочее состояние тросом 6 следующую манжету 5 уплотнительной секции 9 и подают разреже0 ние с помощью задвижки 17 в заборный канал этой секции. После этого начинают 1 перекрывать первый заборный канал заслонкой 11, добиваясь увеличения содержания метана по показанию замерного

5 устройства 18 не ниже 50%.

Использование данного способа на практике позволит в более короткие сроки, с меньшими затратами и с высокой эффективностью проводить дегазацию сближен0 ных угольных пластов.

Использование: дегазация высокогазо- нос -1ых пластов. Сущность изобретения: бу- рял скважины из выработок в .пор эабатываемом массиве до верхней, а в над эабатываемом - до нижней границ зон активных трещин и трещин расслоения. Предварительно образуют в обсадной колонне(ОК) заборные каналы с перекрывающими их заслонками и закрепляют по краям ОК, а также возле каждого заборного канала. со стороны устья скважины уплотнительные манжеты (УМ) из эластомера. Производят монтаж ОК до кровли наименее удаленного сближенного пласта и соединяют ее с трубопроводом посредством шланга, оборудованного задвижкой .и замерным устройством. Приводят в рабочее состояние ближайшую к устью скважины УМ и перемещением задвижки создают в ОК заданное разрежение. Контролируют содержание метана в отсасываемом газе и приуменьшении его ниже определенного значения повышают путем последовательного приведения в рабочее состояние следующей УМ, увеличения глубины вакуума в ОК с помощью задвижки и частичным или полным перекрытием сечения предыдущего заборного канала. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. Ј

Формула, изобретения 1. Способ дегазации сближенных уголь- нь х пластов, включающий бурение скважин из выработок на сближенные пласты, оборудование их колонной обсадных труб, герметизацию затрубного пространства,

перемещение точки приложения вакуума по длине скважины и отсос газа, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности дегазации сближенных угольных пластов, увеличения содержания метана в дегазационной сети и снижения

затрат на дегазационные работы, бурение скважин осуществляют в подрабатываемом массиве до верхней, а в надрабатываемом - до нижней границ зон активных трещин и трещин расслоения, затем производят оборудование обсадной колонны до кровли наименее удалённого сближенного пласта, находящегося в этой зоне, при этом в обсадной колонне предварительно оборудуют заборные, каналы с перекрывающими их заслонками и закрепляют по краям обсадной колонны, а возле каждого канала со стороны устья скважины размещают уплот- нительные манжеты из эластомера, сжатые оболочками до диаметра, меньшего диаметра скважины, затем соединяют Ьбсадную колонну с трубопроводом посредством шланга, оборудованного задвижкой и за мерным устройством, приводят в рабочее состояние ближайшую к устью скважины уп- лотнительную манжету и перемещением задвижки создают в обсадной колонне заданное разрежение, при этом зёмерным устройством осуществляют контроль содержания метана в отсасываемом газе и при его уменьшении ниже заданного значения последовательно приводят в рабочее состояV xx 5

yVx .„

ние уплотнительную манжету возле следующего заборного канала и увеличивают до заданных значений глубину вакуума в обсадной колонне путем частичного и полного перекрытия сечения предыдущего заборного канала с помощью заслонки и изменением положения задвижки.

;5о%..:; ;. ; :

У

/ / / /

890C6U