Способ гидроразрыва угольных пластов

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дегазации угольных пластов. Способ включает бурение сквозных скважин в угольном массиве из оконтуривающих выработок параллельно очистному забою, нарезание на стенках указанных скважин инициирующих щелей, их герметизацию и формирование трещин гидроразрыва угля нагнетанием в них жидкости. Причем нарезание последующей инициирующей щели осуществляют одновременно с герметизацией предыдущей инициирующей щели и формированием в ней трещины гидроразрыва угля. Нарезание инициирующих щелей в каждой последующей скважине производят со сдвигом шага нарезания относительно инициирующих щелей каждой предыдущей скважины. Технический результат заключается в увеличении площади обнажения разрываемого угольного массива. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Техническое решение относится к горному делу и может быть использовано для дегазации угольных пластов.

Известен способ дегазации угольного массива, включающий проведение дегазационных скважин из конвейерного штрека в область проведения вентиляционного штрека таким образом, чтобы скважины пересекали периметр будущей выработки. Для повышения эффективности дегазации угольного массива скважины бурят и подключают к дегазационной сети заблаговременно в 80÷90 м впереди забоя выработки (опыт применения дегазации разрабатываемых мощных пластов для снижения газообильности подготовительных выработок на шахте им. В.И.Ленина, Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности, №1, 2009, Кемерово, с.18-28).

Недостаток способа состоит в том, что через стенки скважин высвобождается газ из весьма незначительной зоны угольного пласта в окрестностях скважины. Поэтому эффективность газоотдачи угольными пластами таким способом недостаточна для обеспечения безопасного ведения работ в этих условиях.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ разупрочнения прочных углей по патенту РФ №2394991, Е21С 41/18, Е21В 43/26, опубл. 20.07.2010, включающий бурение шпуров в разупрочняемом массиве, нарезание на стенках указанных шпуров инициирующих щелей, их герметизацию и формирование трещин гидроразрыва угля нагнетанием в них жидкости. При этом шпуры бурят насквозь отрабатываемого подэтажа, а нарезание последующей инициирующей щели осуществляют одновременно с герметизацией предыдущей инициирующей щели и формированием в ней трещины гидроразрыва угля.

Недостатком этого способа является то, что расстояние между соседними инициирующими щелями определяется габаритами щелеобразователя и герметизатора, и угольный массив на этом участке скважины остается в неразрушенном состоянии. Следовательно, газоотдача массива угля в этом месте будет осуществляться только через стенки скважины, что снижает эффективность последующей дегазации пласта при использовании способа для этой цели.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности последующей дегазации угольных пластов за счет увеличения площади обнажения разрываемого угольного массива путем уменьшения расстояния между трещинами гидроразрыва соседних скважин.

Поставленная задача достигается тем, что в способе гидроразрыва угольных пластов, включающем бурение сквозных скважин в угольном массиве из оконтуривающих выработок параллельно очистному забою, нарезание на стенках указанных скважин инициирующих щелей, их герметизацию и формирование трещин гидроразрыва угля нагнетанием в них жидкости, причем нарезание последующей инициирующей щели осуществляют одновременно с герметизацией предыдущей инициирующей щели и формированием в ней трещины гидроразрыва угля, согласно техническому решению нарезание инициирующих щелей в каждой последующей скважине производят со сдвигом шага нарезания относительно инициирующих щелей каждой предыдущей скважины.

Указанная совокупность признаков позволяет значительно увеличить площадь обнажения разрываемого угольного массива за счет увеличения количества трещин гидроразрыва угольного массива на единицу длины соседних скважин и тем самым увеличить его газоотдачу, что повышает эффективность дегазации угольных пластов.

Целесообразно указанный сдвиг выбирать равным половине расстояния между инициирующими щелями, что обеспечит равномерное распределение трещин гидроразрыва в угольном массиве вдоль соседних скважин и поставит их в равные условия для процесса газоотачи, что способствует повышению эффективности дегазации угольных пластов.

Сущность технического решения поясняется примером реализации способа разработки угольных пластов и чертежами фиг.1-3, где

на фиг.1 изображена технологическая схема подготовки, отработки и гидроразрыва угольного пласта в плане;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.

Способ реализуют следующим образом.

Станком 1 (фиг.1) бурят сквозные скважины 2 в отрабатываемом угольном массиве 3 параллельно очистному забою 4 (фиг.2 и 3) из оконтуривающих выработок, например из конвейерного штрека 5 в вентиляционный штрек 6. Затем со стороны конвейерного штрека 5 производят монтаж в скважине 2 оборудования, включающего буровой став 7, щелеобразователь 8 с герметизирующим устройством 9. Через гибкий трубопровод 10 герметизирующее устройство 9 подсоединяют к насосной станции 11, расположенной в вентиляционном штреке 6. Далее со стороны конвейерного штрека 5 производят нарезание инициирующих щелей 12, выдерживая шаг L нарезания (фиг.1), равный сумме длин герметизирующего устройства 9 и щелеобразователя 8. Это дает возможность при нарезании каждой последующей инициирующей щели 12 герметизировать и разрывать каждую предыдущую инициирующую щель 12, что позволяет совмещать операции по нарезанию инициирующих щелей 12 и их гидроразрыву. Для разрыва нарезанных инициирующих щелей 12 от насосной станции 11 через гибкий трубопровод 10 в герметизирующее устройство 9 под давлением подают рабочую жидкость - происходит герметизация области скважины, в которой расположена инициирующая щель 12. При превышении уровня давления, на которое настроено герметизирующее устройство 9, происходит подача рабочей жидкости в инициирующую щель 12 и производят гидроразрыв и формирование трещины 13 гидроразрыва.

После окончания работ по гидроразрыву угольного массива 3 по всей длине первой скважины 2 переходят к аналогичным работам в соседней с ней последующей скважине 2, при этом нарезание инициирующих щелей 12 производят тем же способом и с таким же шагом L нарезания. Однако нарезание инициирующих щелей 12 в последующей скважине 2 производят со сдвигом шага нарезания относительно инициирующих щелей 12 предыдущей скважины 2 на величину, равную половине расстояния между инициирующими щелями 12. Таким образом расстояние между трещинами 13 гидроразрыва угольного массива соседних скважин уменьшается вдвое и становится равным L/2 (фиг.1), следовательно, площадь обнажения угольного массива будет вдвое больше, что повышает эффективность последующей дегазации угольного пласта.

Последующие скважины 2 обрабатывают в той же последовательности.

1. Способ гидроразрыва угольных пластов, включающий бурение сквозных скважин в угольном массиве из оконтуривающих выработок параллельно очистному забою, нарезание на стенках указанных скважин инициирующих щелей, их герметизацию и формирование трещин гидроразрыва угля нагнетанием в них жидкости, причем нарезание последующей инициирующей щели осуществляют одновременно с герметизацией предыдущей инициирующей щели и формированием в ней трещины гидроразрыва угля, отличающийся тем, что нарезание инициирующих щелей в каждой последующей скважине производят со сдвигом шага нарезания относительно инициирующих щелей каждой предыдущей скважины.

2. Способ гидроразрыва угольных пластов по п.1, отличающийся тем, что указанный сдвиг выбирают равным половине расстояния между инициирующими щелями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разработке пологопадающих угольных пластов и может быть применено для их дегазации. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дегазации угольных пластов в шахтах III категории и сверхкатегорных по газу, а также опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для извлечения метана из разрабатываемых угольных пластов. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для извлечения метана из свиты угольных пластов. .

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть применено при добыче метана как для его промышленного использования, так и для дегазации разрабатываемых угольных пластов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при разработке полезного ископаемого. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для дегазации свиты сближенных газоносных угольных пластов и вмещающих пород. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для извлечения газов из сближенных пластов и выработанного пространства. .
Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дегазации источников метановыделения на выемочных полях. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способу гидравлического разрыва в горизонтальных стволах скважин продуктивных пластов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи ценного кристаллического сырья и природного камня, разборки завалов и сооружений, дробления негабаритов.

Изобретение относится к нефтегазодобыче, а именно к термогазохимическому способу обработки призабойной зоны пласта (ПЗП) и устройству, с помощью которого оно осуществляется.

Изобретение относится к разрушающим композициям для регулированного разрушения текучих сред разрыва боратного структурирования и способу их получения и использования, при этом композиция включает окислительный компонент и сложноэфирный компонент.

Изобретение относится к инструментам для разрыва пласта для применения в нефтяных и газовых скважинах, а именно к инструментам разрыва пласта, снабженным муфтой, которая может быть перемещена из первого рабочего положения во второе рабочее положение, так что инструмент может обеспечивать выполнение операций разрыва пласта в первом рабочем положении, после чего инструмент можно переместить во второе рабочее положение для добычи флюидов из скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения эффективности вторичного вскрытия пласта. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при изучении межскважинных интервалов нефтяного месторождения. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а в частности к пороховым генераторам давления для интенсификации нефтегазодобычи, применяемым в комплексной обработке скважин совместно с импульсными устройствами.

Изобретение относится к области технических средств защиты кольцевого затрубного пространства скважины, ведущего на поверхность, от давления, превышающего предельные давления колонны труб или противовыбросовых превенторов при обработке призабойной зоны пласта и, в частности, во время проведения гидравлического разрыва пласта.

Изобретение относится к вязкоупругим жидкостям для разрыва подземных пластов

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дегазации угольных пластов

Наверх