Способ определения газоносности полезного ископаемого и устройство для его осуществления

 

1. Способ определения газоносности полезного ископаемого, включакшщй поинтервальное бурение скважины и ее герметизацию, измерение времени бурения каждого интервала скважины и времени стабилизации газовыделения , замер дебита газа после окончания бурения каждого интервала скважины.и стабилизировавшегося дебита газа, выхода штыба с интервала скважины,определение остаточной газоносности штыба,о тличающ ийс я тем, что, с целью сокращения времени и повьш1ения точности определения газоносности полезного ископаемого , при герметизации скважины в ней оставляют витую буровую штангу, измеряют время с момента окончания бурения интервала скважины до начала измерения дебита газа, дебит газа начинают измерять не позднее чем через 20 с после окончания бурения интервала скважины, а в процессе стабилизации газовьзделения периодически измеряют промежуточные дебиты газа и продолжительность интервалов между этими замерами, при этом газоносность полезного ископаемого X на любом интервале скважины рассчитывают по формуле ,5ts(K3,-3,).2::j;At;-l,, т, сухой беззольной массы где Хд - остаточная газоносность штыба, отобранного на глубине 3-4 м, беззольной сухой массы время соответственно бурения интервала cквaжIiны и стабилизахщи газовьщеления; Ш1н; J., - дебит газа в начале измерения газовыделения, л/мин; g - дебит газа в момент окончания измерения газовьщеления, л/мин; ; - промежуточные дебиты газа, л/мин; интервалы времени между замерами промежуточных дебитов газа, мин; выход штыба из интервала скважины, кг; k 1 + +0,003tj- коэффиц1{ент, учитываюгций время запаздывания первого измерения дебита газа; at; m с ю сл N0 ю 30 Юо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 Е 21 F 5/00

Я

1 где Х, и с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3727645/22-03 (22) 13.04.84 (46) 23.05.86. Бюл. ¹ 19 (71) Государственный макеевский ор— дена Октябрьской Революции научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промьппленности (72) М.И.Большинский, А.И.Пантелеев и Г.А.Пантелеев (53) 622.817 (088.8) (56) Методика определения природной . газоносности угольных пластов действующих и строящихся шахт Донбасса.

Макеевка-Донбасс, 1981, с.40-45.

Авторское свидетельство СССР № 1038484, кл. Е 21 F 5/00, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ

ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ . (57) 1, Способ определения газоносности полезного ископаемого, включающий поинтервальное бурение скважины и ее герметизацию, измерение времени бурения каждого интервала скважины и времени стабилизации газовыделения, замер дебита газа после окончания бурения каждого интервала скважины.и стабилизировавшегося дебита газа, выхода штыба с интервала скважины, определение остаточной газоносности штыба,о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью сокращения времени и повышения точности определения газоносности полезного ископаемого, при герметизации скважины в ней оставляют витую буровую штангу, измеряют время с момента окончания бурения интервала скважины до начала измерения дебита газа, дебит газа начинают измерять не позднее чем через 20 с после окончания бурения интервала скважины, а в процессе стабилизации газовьделения перио— дически измеряют промежуточные дебиты газа и продолжительность интервалов между этими замерами, при этом газоносность полезного ископаемого х на любом интервале скважины рассчитывают по формуле

X= X ID,5 (X J j +" — J, Й, jñt ) ) /т сухой беззольной массы остаточная газоносность штыба, отобранного на глу— бине 3-4 м, м /т беззольной сухой массы; время соответственно бурения интервала скважины и стабилизации газовьделения, мин дебит газа в начале измерения газовыделения, л/мин; дебит газа в момент окончания измерения газовьделения, л/мин; промежуточные дебиты газа, л/мин; интервалы времени между замерами промежуточных деби— тов газа, мин; выход штыба из интервала скважины, кг; — 1 +

+0,003t — коэффициент, учитывающий время запаздывания первого измерения дебита газа;

1 — время с момента окончания бурения интервала скважины до начала измерения дебита газа, мин.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что дебиты газа в период стабилизации газовыделения измеряют дискретно через промежутки времени, не превышающие 10 с.

3. Устройство для определения газоносности полезного ископаемого, 232823 включающее полую эластичную манжету, насос, нагнетательную и газоотвадящую трубки, манометр, тройник, ниппель и газовый счетчик, о т л и ч аю щ е е с я тем, чта нагнетательная и газоотводящая трубки образуют с продольной осью полого манжета угол а., равный (90- P ),,где P — угол наклона шнека к продольной оси буро— вой штанги, а газоотводящая трубка пропущена сквозь манжету.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке газоносных полезных ископаемых,в том числе выбросоопасных угольных пластов °

Цель изобретения — сокращение вре— мени и повышение точности определения газонасности полезного ископаемого.

На чертеже показано устройство для герметизации сквахжны беэ извлечения из нее витай буровой штанги при определении газоносности.

Устройства состоит из полой эластичной манжеты 1, изготовленной, например, изопрорезиненной ткани и выполненной в виде равнобедренного треугольника с отношением его высоты к основанию 1:3-1:5, нагнетательной

Ы -и газоотводящей 3 трубок, подсоединенных к манжете ближе к основанию и расположенных под углом (90- б ) к продольной оси манжеты, где угол наклона шнека к продольной оси буровой штанги, при этом нагнетательная трубка сообщается с внутренней полостью манжеты, а гаэоатводящая трубка пропущена сквозь манжету, тройника 4, манометра 5, ниппеля 6 с ручным насосом 7, газового счетчика (расходомера) 8, Предлагаемый способ определения газоносности полезного ископаемого осуществляют следующим образом.

В забое выработки бурят скважину диаметром, например, 42-45 мм и глубилой 1,5 м с постоянной скоростью подачи бурового инструмента примерно

1 м/мин. При этом фиксируют время бурения (tg) например, последнего мет. ровага интервала,, замеряют выход штыба (в). Затем витую буровую штангу выдвигают из скважины примерно на

0,7 м и на расстоянии 0,1-0,2 м от

5 забоя выработки накладывают на нее манжету 1 с присоединенными к ней нагнетательной 2 и гаэоатводящей 3 труоками так, чтобы трубки располагались между шнеками штанги и обвивали ее выступающий конец, а продольная ось манжеты образовала прямой угоп с осью буровой штанги. Манжету равномерно в один-два слоя наматывают на 10-20-сантиметровый участок буровой штанги, образуя тампон (пакер), и конец манжеты заправляют под трубки 2 и 3 или под слой манжеты так, чтобы он не разматывался и не образовывал местных утолщений, а 0 максимальный диаметр тампона не превышал 43 мм. После этого буровую ,штангу досыпают до забоя скважины и насосом,7 через тройник 4 в полость манжеты нагнетают воздух до давления г °

9 например 20-50 кПа, фиксируемого манометрам 5. Сразу после окончания герметизации скважины расхадомерам

8, например, ПГ-2МА, измеряют дебит газа,, фиксируют время t с момен, 3

30 та. экончанкя бурения интервала скважины да начала измерения дебита газа J„и .определяют дебит газа Л в

6 момент окончания интервала скважины по формуле b =Л (1 + 0 003 <з) л/ H

Бремя, не должно превышать 20 с, в противном случае погрешность опре40 деления 3 ; превысит !0% и буцет возбеззольной массы, остаточная газоносность штыба, отобранного на глубине 3-4 м м /Т беззольной сухой массы; время соответственно бурения интервала скважины и стабилизации газовыделения, мин> дебит газа в начале измерения газовыделения, л/мин; дебит газа в момент оконгде х о

t8 и tс чания измерения газовыделения, л/мин; промежуточные дебиты газа, л/мин; интервалы времени между замерами промежуточных дебитов газа, мин; выход шгыба из интервала скважины, кг;

25 m

I<= 1 +

+О 003 t—

> коэффициент, учитывающий время запаздывания первого измерения дебита газа; время с момента окончания бурения интервала скважины до начала измерения дебита газа, мпн.

Составитель М. Гагулин

Редактор А.Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай т

Заказ 2749/34 Тираж 43б Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

3 1 растать по экспоненте (при = 40

50 с погрешность превысит 30%), что приведет к значительному снижению надежности и точности определения гаэоносности пласта.

Через 5 — 10 с после измерения 1, каждые последующие 5-10 с в течение времени стабилизации газовыделения

3-5 мин измеряют дебиты газа J,, фиксируют интервалы времени аt между замерами 3, и время стабилизации газовыделения 1, при этом

Ь t; + t q мин измеряют стабили— зировавшийся дебит газа 3 и под.считывают количество газа, выделившегося из вновь пробуренного интерва. ла скважины за время стабилизации

;газовыделения t, по формуле

Х а;+ Л t 3 t, После окончания измерений дебитов газа из полости манжеты с помощью ниппеля 6 выпускают воздух, буровую штангу выдвигают из скважины примерно на 0,7 м и снимают с нее манжету.

Затем в течение примерно 1 мин с постоянной скоростью подачи около

1 м/мин бурят следующий интервал скважины и выполняют все указанные операции.

По окончании бурения скважины заданной глубины определяют газоносность пласта х на различном расстоянии от забоя выработки по формуле

232823 4 х = х +(0,5 t((K;l, — 3,) +

+ Z3 t; — 3 ) -- —, м /т сухой с с >