Способ дегазации сближенных угольных пластов

 

Использование: дегазация высокогазонос -1ых пластов. Сущность изобретения: бурял 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

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ (ECKUlX

РЕСПУБЛИК (22) (29) (s2)s Е 21 F 7/00

ГОС

BE (ГО (21) (22) (46) (71) лег (72) и (56) . 198 (54)

УГ (57) нос ря по над акт

Пр им ст дег ны вае сте по .ем гер онн ст скв пла

СЯ

ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

OMCTBO СССР

ПАТЕНТ СССР) BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4857805/03

07.08,90

07.02,93. Бюл, N 5

Производственное объединение "Укругология"

В,А.Маркин, Л,А, Гайдук, С.M. Саламатов .В.Äååâ

Авторское свидетельство СССР

086183, кл. Е 21 F 5/00, 1984.

Патент ФРГ ¹ 2929677, кл. Е 21 F 7/00, СПОСОБ ДЕГА3АЦИИ СБЛИЖЕННЪ|Х

ЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Использование: дегазация высокогазоых пластов. Сущность изобретения: бускважины из выработок в абатываемом массиве до верхней, а в абатываемом — до нижней границ зон вных трещин и трещин расслоения, дварительно образуют в обсадной коИзобретение относится к горной, прещественно к угольной, промышленнои может быть использовано для зации сближенных газоносных угольпластов.

Известен способ дегазации подрабатыых угольных пластов при столбовой сие разработки, включающий бурение из отовительных выработок разрабатываго пласта впереди лавы скважины, ее етизацию и подсоединение к дегазациому трубопроводу. В выработанном проанстве по всей длине проекции жины на плоскость разрабатываемого та выкладывают охранную полосу.

Недостатками данного способа являютольшие затраты, связанные с выкладкой лонне (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 YM и перемещением задвижки создают в ОК заданное разрежение. Контролируют содержание метана в отсасываемом газе и при уменьшении 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 ип. охранной полосы, кроме того, точка приложения вакуума располагается за герметизатором и не связана с источником газовыделения. что влияет на эффективность способа..

Известен способ дегазации сближен ных угольных пластов, включающий бурение направленных скважин из подготовительных выработок разрабатываемого пласта на подрабатываемый или надрабэтываемь2й угольный пласт вне зоны разгрузки дегазируемого угольного пласта, герметизацию устья скважины, подключение их к вакуумному газопроводу и отсос метана.

При этом направленными скважинами пересекают подрабатываемый угольный пласт на всю мощност) с выходом забоя скважины

1793068

50 в кровлю пласта. а для надрабатываемого угольного-пласта найравленные скважины бурят не пересекал его по мощности, а забой скважин располагают s зоне контурного расслоения кровли дегазируемого пласта.

Недостатком способа являются большие затраты, свяэвнные с необходимостью бурения направленных скважин. низкая эффективность дегазации вследствие того, что сьем метана из сближенных пластов производится в одной точке, которая не перемещвется по мере изменения положения источника газовыделения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ дегазации угольного массйва с помощью обсадных труб, 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, К недостаткам способа относятся отсутствие возможности отсоса газа из вмещающих пород, располэгающихся вблизи разрабатываемого пласта, большая трудоемкость вследствие наличия телескопических труб и необходимости дообсадки затрубного пространства до подвижного заборного 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 содержа-. ния метана в дегвзационной сети и снижение затрат на дегазационные работы, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дегазации сближенных угольных пластов, включающем бурение скважин из выработок на сближенные пласты, оборудование их колонной обсадных труб, герметизацию затрубного про . стрвнства, перемещение точки приложения вакуума riо длине скважины и отсос газа, бурение сква>кин осуществляют в подрабатываемом массиве до верхней, а в надрабатываемом — до нижней границ зон активных трещин и трещин расслоения, затем производят оборудоввние обсадной колонны до кровли наименее удаленного сближенного пласта, находящегося в этой зоне, при этом в обсадной колонне предварительно оборудуют заборные каналы с перекрывающими их заслонками и закрепля от по краям об-

40 садной колонны, а возле каждого какала со стороны устья скважины размещают уплотнительные манжеты иэ эластомера, сжвтые оболочками до диаметра меньшего диаметра скважины, затем соединяют обсадную колонну с трубопроводом посредством шланга, оборудованного задвижкой и замерным устройством, приводят в рабочее состояние ближайшую к устью скважины уплотнительную манжету и перемещением задвижки создают в обсадной колонне заданное разрежение, при этом эамерным устройством осуществляют контроль содержания метанэ в отсасыввемом газе и при его уменьшении ниже заданного значения последовательно приводят в рабочее состояние уплотнительную манжету возле следующего заборного канала и увеличивэют до заданных значений глубину вакуума в обсадной колонне путем частичного или полного перекрытия сечения предыдущего заборного канала с помощью заслонки и изменением положения задвижки. flpvi этом в обсадной колонне оборудуют для подрабатываемого массива два заборных канала на рэсстояниях от разрабатываемого пласта, равных соответственно двенадцати и шести его вынимаемым мощностям, а для нэдрабатываемого оборудуют один. заборный канал на расстоянии, равном пяти вынимаемым мощностям. прй этом задвнное ррвзрежение в обсадной колонне определяют в соответствии со следующим математическим выражением: В = 30 ° I мм рт.ст., где I—

0,54 расстояние от разрабатываемого пласта.до точки приложения вакуума в основном работающем заборном кэнале, М.

Содержание метана в отсасываемом гвзе поддер>кивают на уровне не ниже 50%, На фиг,1 изображен горный массив, перпендикулярный выработкам, вертикальный разрез; на фиг.2 — разрез дегаэационной скважины с обсадной колонной; на фиг.3 — схема расположения заслонки, частично перекрывающей заборные каналы.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходя из конкретных горно-геологических (гэзояосности пластов, величин междупластья, 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 дегазациониые скважины 1 из горной выработки 2, Для подрабатываемого и нвдрабатываемого массива определяют наименьшую величину

1793068 т У е г р с м

P м с и к з м к в и щ .с р

1 н

О к

50 нь из до ти даления сближенных пластов, которые буут находиться в зоне активных треш лн и трен расслоения. Производят монтаж обсадой колонны 3 до кровли этих пластов. Если в оне активных трещин и трещин расслоения 5 алегает несколько газоносных пластов, то отдельных случаях монтаж обсадной коонны может осуществляться до кровли и олее удаленных пластов. В этом случае в бсадной колонне оборудуют дополнитель- 10

ые заборные каналы, располагая их в крове всех лежащих в этой зоне пластов. онтаж обсадной колонны 3 начинают с абойной секции 4, оборудованной со стооны устья скважины уплотнительной ман- 15 етой 5. Последняя состоит из эластомера, жатого оболочками до диаметра меньшего иаметра скважины 1. Все уплотнительные анжеты 5 на обсадной колонне 3 приводят рабочее состояние с помощью соедини- 20 льного троса 6 для разрыва оболочек. Для еличения площади съема метана заборый конец этой секции может быть перфор рован. Обсадную колонну далее наращивают 25 ромежуточными секциями 7 с помощью соинительных муфт 8. Для подрабатываемомассива на расстояниях от зрабатываемого пласта, равных соответвенно двенадцати и шести вынимаемым 30 щностным, а для надрабатываемого на сстоянии, равном пяти вынимаемым ощностям используют уплотнительные кции 9. В этих секциях оборудуют для драбатываемого массива два заборных 35 нала 10, для надрабатываемого — один нал 10, Заборные каналы 10 со стороны боя скважин оборудуют перекрывающизаслонками 11, выполненными в виде лец и соединенными тросом 12 с горной работкой 2, В качестве этого троса может пользоваться трос для разрыва сжимаюх уплотнительную манжету оболочек пое приведения их в рабочее состояние. Для гулирования сечения заборных каналов 45 перед заслонками 11 на обсадную трубу деваются ограничители 13 с пружинами, раничители 13 могут не содержать прун, в этом случае перекрывающие заслон11 должны иметь два троса: трос 12 для

Формула изобретения

1. Способ дегазации сближенных угольх пластов, включающий бурение скважин выработок на сближенные пласты, оборуание их колонной обсадных труб, гермезацию затрубного пространства, уменьшения сечения заборных каналов и трос для увеличения сечения каналов. Кроме того, уплотнительные секции 9 околозаборных каналов 10 со стороны устья скважин оборудуют уплотнительными манжетами 5 из эластомера, сжатыми оболочками до диаметра меньшего диаметра скважий.

Монтаж обсадной колонны завершают концевой секцией 14 с приведением в рабочее состояние с помощью троса 6 уплотни-тельной манжеты 5 у устья скважины.

Секция заканчивается фланцем 15, соединенным посредством гофрированного шланга 16, задвижки 17, для регулирования глубины вакуума в обсадной колонне и замерного устройства 18 для определения содержания метана -в отсасываемом газе с дегазационным трубопроводом 19.

Эксплуатацию скважины начинают с приведения в рабочее состояние манжеты 5 с помощью троса 6 в первой от устья скважины уплотнительной секции 9 и подачи разрежения с помощью задвижки 17 в заборный канал 10 этой секции, При этом разрежение в первом и последующих заборных каналах определяют в соответствии с математическим выражением: В= 30 ° I мм рт.ст., где I. расстояние от разрабатываемого пласта до точки приложения вакуума в основном работающем заборном канале, м.

В дальнейшем осуществляют постоянный контроль за содержанием метана в отсасываемом 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 разрежение с помощью задвижки 17 в заборный канал этой секции. После этого начинают перекрывать первый заборный канал заслонкой 11, добиваясь увеличения содержания метана по показанию замерного устройства 18 не ниже 50 g.

Использование данного способа на практике позволит в более короткие сроки, с меньшими затратами и с высокой эффективностью проводить дегазацию сближенных угольных пластов. перемещение точки приложения вакуума по длине скважины и отсос газа. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации сближенных угольных пластов. увеличения годержания метана в дегазационной сети и снижения

1793068 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 удаленного сближенного пласта, находящегося в этой зоне, при этом в обсад-. ной 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. сжатйе оболочками до диаметра, меньшего диаметра скважины, затем соединяют ббсадную колонну с трубопроводом йосредством шланга, оборудованйого задвижкой и замерным устройством, приводят в рабочее состояние ближайшую к устью скважины уплотнительную манжету и перемещением задвижки создают в обсадной колонне заданное разрежение, при этом згмерным 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 и полного перекрытия сечения предыдущего заборного канала с помощью заслонки и изменением положения задвижки.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что 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 надрабатываемого оборудуют один заборный канал-на расстоянии, равном пяти вынимаемым мощностям, при этом заданное разрежение в обсадной колонне определяют в соответствии с математическим

О,r„n выражением 8=30.l " мм рт.ст., где 1- расстояние от разрабатываемого пласта до точки приложения вакуума в основном работающем заборном канале, м.

3, Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что содержание метана в отсасываемом газе поддерживают на уровне не ниже

50%.

1793068

1793068

Составитель В. Маркин

Техред М.Моргентал Корректор М, Петрова

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 487 Тираж . . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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