Прогноз метанообильности для проектируемых шахт дается без достаточно надежных обосновчний. Между тем ошибки в прогнозе в сторону преувеличений могут повлечь за собой весьма значительные непроизводительные затраты, а ошибки в сторону преуменьшений могут нослужить причиной невозможности эксплуатации шахты. Для надежности предопределения метанообильности шахты необходимо иметь данные о давлениях, а еще лучше и о количестве метана, выделяющегося из пластов угля, а в некоторых случаях и из породных массивов.
Изобретение имеет целью обеспечить возможность измерения давления и количества метана, выделяющегося из угольных пластов.
В основу предлагаемого устройства, решающего эту задачу, пололжно устройство, известное в применении к измерению давле 1ия и дебита подпочвенных газов и выполненное в виде опускаемой в заполненную промывочной жидкостью скважину трубы, соединенной верхним концом с манометром и снабженной у своего нижнего конца фланцем, опирающимся на уступ, получающийся путем уменьшения диаметра буровой скважины в подстилающей исследуемый слой породе.
Особенностью устройства, составляющего предмет настоящего изобретения, является помещение в нижнем перфорированном конце трубы заглушки, предупреждающей попадание промывочной жидкости внутрь трубы при ее опускании в скважину. После посадки фланца трубы на уступ в сквал-сине, чем обеспечивается ее герметизация, заглушка извлекается. Для этого заглушка выполняется, например, в виде прсбки с резьбой, вывинчиваемой с поверхности, или в виде пробки из легкоплавкого сплава, расплавляемого с помощью электрического нагревательного приспособления или за счет тепла, выделяющегося при реакции карбида кальция или негашеной извести с водой.
На фиг. 1 чертежа схематически показано предлагаемое устройство, установленное в скважине разведочного бурения, на фиг. 2 - разбуриик, используемый для образования уступа в буровой скважине..
Как видно из чертежа, на расстоянии около одного метра от угольного пласта / диаметр буровой скважины 2 уменьшается на 30-40 мм, образуя
в этом jMecre уступ, на который садится фланец 3, приваренный к штан,ге-трубе 4.
Нижвий конец трубы 4 на длине, примерно равной мощности пласта, выполнен перфорированным и закрыт снизу башмаком 5.
В трубе 4 над перфорацией устанавливается заглушка 6, имеющая одно или несколько конических отверстий, об- ращенных широкими основаниями кни«-зу .и Залитых легкоплавким снлавом. Для герметизации скважины в уступе
к фланцу 3 крепится нрокладка 7 (на пример, асбесгометаллическая с медной оболочкой). Нажатне фланца 3 на
уступ скважины обеспечивается за счет
да-вяения столба промывочной жидкости в кольцевом зазоре над фланцем и веса всей колонны труб. Создаваемое таким образом давление весьма значительно, что способствует надежкос ги уплотнения.
Так как даже при наличии геологического разреза местности, соседней с местом разведочного бурения, нельзя заранее точно определить глубину залегания угольного пласта (для перехода к бурению сквижины меньшего диаметра с целью образования уступа на расстоянии одного-полутора метров от пласта), то бурение должно производиться колонковой - разбурником фиг. 2j, снабженным на расстоянии 2-3 м от коронки планками с резцами.
Вначале - пока по ориентировочным соображениям не приблизятся к угольному пласту - можно бурение скважины вести, не прибегая к разбурнику, и только затем использовать колонковую-разбурник.
Пробурив скважину до подстилающей пласт угля породы, в нее опускают колонну из пустотелых штанг с фланцем 3 и заглушкой 6.
Разъединение столба промывочной жидкости, находящейся в кольцевом пространстве - между скважиной и колонной труб - от жидкости, поступившей через отверстия в нижнем конце трубы (под заглушкой), достигается прижатием фланца 3 с прокладкой 7 к уступу скважины.
После установки колонны полых штанг с фланцем 3 и заглушкой 6 производится выплавка сплава, которым залито отверстие (или отверстия) заглушки. Это достигается нагреванием электрическим током или за счет тепла, выделяемого карбидом кальция или негашеной известью при взаимодействии их с водой.
В первом случае электрический ток подается по проводам к нагревательному сопротивлению, монтированному в заглушке, например в кольцевой выточке, изолированной слюдой. Во втором случае в трубу поверх заглушки на поверхности земли насыпается слой мелко дробленного карбида кальция или негашеной извести хорошего качества. После установки колонны труб внутрь с поверхности земли выливается некоторое количество воды. Реакция гашения карбида или извести сопровождается выделением значительного количества тепла.
Расплавленный сплав вытекает под заглушку, чему способствует конусность отверстий в заглушке.
Удаление заглушки может быть произведетю и чисто механическим путем. В этом случае заглушка выполняется в виде пробки с левой ленточной резьбой, с помощью которой она ввинчивается в трубу 4. Ввинчивание заглушки осуществляется с помощью штанг меньшего диаметра, чем основная колонна, причем конец первой штанги снабжается правой нарезкой, а заглушка - соответствующим отверстием с такой же резьбой.
При ввинчивании штанги в заглушку последняя будет вывинчиваться и может быть извлечена из колонны труб на поверхность земли.
Вытекание легкоплавкого сплава из заглушки или извлечение ее из трубы обеспечивает доступ метана, выделяющегося из угольного пласта, к установленному на поверхности земли манометру 8 или расходомеру 9.
В случае выделения более или менее значительных количеств метана устройство может быть использовано для добычи его в промышленных целях. При этом для увеличения дебита скважины может оказаться целесообразным применение ротационной воздуходувки 10.
После измерения давления и количества метана в первом пласте продолжают бурение до следующего пласта и точно так же производят измерения в этом пласте и т. д.
Предмет изобретения
Устройство для измерения давления и количества метана, выделяющегося из угольных пластов, выполненное в виде опускаемой в заполненную промывочной жидкостью скважину трубы, соединенной верхним концом с манометром и снабженной у своего нижнего конца фланцем, опирающимся на уступ, получающийся путем уменьшения диаметра буровой скважины в подстилающей угольный слой породе,
отличающееся тем, что, с целью предупреждения попадания промывочной жидкости внутрь трубы при ее опускании в скважину, в нижнем перфорированном кспце трубы помещена заглушка, например, в виде пробки с резьбой, вывинчиваемой с поверхности после посадки фланца трубы на уступ в скважине, или в виде пробки из легкоплавкого сплава, расплавляе.мого с помощью электрического нагревательного приспособления или за счет тепла, выделяющегося при реакции карбида кальция или негашеной извести с водой.
Ф-Т Т Т- - -%5:#8иТ Т
jj
J
Фиг. 2
