Способ предотвращения экологического загрязнения углеметанового промысла

Изобретение относится к проблеме извлечения метана из угольных пластов и предотвращения экологического загрязнения углеметанового промысла. Технической задачей заявляемого изобретения является минимизация утечек метана в депрессионной зоне на поверхность через покрывающую угольный пласт толщу горных пород. Сущность изобретения заключается создании на участке углеметанового промысла депрессионной зоны и извлечении из нее десорбированного метана в одной или нескольких скважинах, расположенных в центре депрессионной зоны, создают отрицательное давление с помощью опущенного в скважину отсасывающего эксгаустера или метанопровода с дроссельным устройством на конце. 1 ил.

 

Изобретение относится к проблеме извлечения метана из угольных пластов и предотвращения экологического загрязнения углеметанового промысла.

Известен способ извлечения угольного метана с помощью вертикальных скважин, через которые осуществляется гидрорасчленение угольного пласта [1]. Согласно этому распространенному способу после создания разупрочненной зоны в угольном пласте осуществляется осушение угольного пласта (создание депрессионной воронки) и последующее извлечение угольного метана.

Недостатком этого известного решения является миграция десорбированного угольного метана через толщу покрывающих угольный пласт пород на поверхность.

Известен также способ дегазации угольного пласта в ходе его шахтной разработки [2]. Скважины, подключенные к вакуумно-отсосной системе, эвакуируют метановоздушную смесь. Учитывая малую концентрацию метана в смеси (от 5 до 20 %), большая часть последней выбрасывается в атмосферу, принося ей колоссальный экологический ущерб (парниковый эффект).

Наиболее близким техническим решением является способ дегазации угольного пласта через систему вертикальных скважин, пробуренных с поверхности, для осуществления через них эффективного гидроразрыва угольного пласта [3]. Однако и этому техническому решению присущ недостаток, обусловленный миграцией угольного метана на поверхность в зоне депрессионной воронки.

Целью изобретения является минимизация утечек метана в депрессионной зоне на поверхность через покрывающую угольный пласт толщу горных пород.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе создания на участке углеметанового промысла депрессионной зоны и извлечения из нее десорбированного метана в одной или нескольких скважинах, расположенных в центре депрессионной зоны, создают отрицательное давление с помощью опущенного в скважину отсасывающего эксгаустера или метанопровода с дроссельным устройством на конце.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается созданием в центре депрессионной зоны отрицательного давления с помощью опущенного в скважину отсасывающего эксгаустера или метанопровода с дроссельным устройством на конце. Такой способ предотвращения экологического загрязнения отвечает критерию "новизна".

Создание в центре депрессионной зоны участка дегазации угольного пласта отрицательного давления содействует минимизации утечек десорбированного метана. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлен участок углеметанового промысла, подготовленный вертикальными скважинами.

Предлагаемый способ предотвращения экологического загрязнения участка углеметанового промысла реализуется следующим образом.

На угольный пласт бурят серию вертикальных скважин 1, которые соединяют между собой в единую гидравлически связанную систему щелей гидроразрыва 2. После активного осушения участка с помощью погружных центробежных насосов, опущенных в вертикальные скважины, отличающиеся повышенной гидродинамической активностью, в центральные скважины 3 опускают отсасывающие эксгаустеры и метанопровод с дросселем на конце.

Путем отсасывания метановой смеси эксгаустером создают на забое этих скважин пониженное давление. Тот же эффект достигают с помощью высокоскоростного истечения струи метана через дроссель, вмонтированный на конце метанопровода.

В качестве дросселирующей среды применяют метан, так как это не вызовет разбавления десорбируемого метана другим компонентом. В этом случае не требуется разделения в поверхностном комплексе десорбированного метана и дросселирующей среды.

Такое схемное оформление участка углеметанового промысла позволяет гидродинамически воздействовать на течение десорбированного метана в сторону центральных скважин 3.

Планируется внедрение заявляемого технического решения на экспериментальном участке ОАО "Промгаз" в Южном Кузбассе. Эффективность его реализации заключается, во-первых, в снижении утечек метана за пределы депрессионной зоны и, во-вторых, в повышении дебита десорбированного метана за счет гидродинамической разгрузки в зоне депрессии.

Источники информации

1. Руководство по дегазации угольных шахт. М., 1990, - 186 с.

2. Крейнин Е.В. Нетрадиционные термические технологии добычи трудноизвлекаемых топлив: уголь, углеводородное сырье. М.: ООО "ИРЦ Газпром", 2004, - с.203-249.

3. Патент РФ №2041347, 1995.

Способ предотвращения экологического загрязнения углеметанового промысла, заключающийся в создании на участке углеметанового промысла депрессионной зоны и извлечении из нее десорбированного метана, отличающийся тем, что в одной или нескольких скважинах, расположенных в центре депрессионной зоны, создают отрицательное давление с помощью опущенного в скважину отсасывающего эксгаустера или метанопровода с дроссельным устройством на конце.