申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2019-12-27

公开（公告）日：2020-10-13

公开（公告）号：CN111005754B

主分类号：E21F7/00(20060101)

分类号：E21F7/00(20060101);E21B43/26(20060101);E21B47/00(20120101);E21B47/06(20120101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.13#授权;2020.05.08#实质审查的生效;2020.04.14#公开

摘要：一种多分层煤体的多级瓦斯流态化抽采方法，适用于煤矿井下使用。先向目标煤层钻取多个共用同一竖向钻井的水平钻井和瓦斯抽采钻井，利用强化措施使水平钻井周围煤体发生破碎；然后利用三向阀连接可伸缩铜管，可伸缩铜管前端固定有装有多功能组配装置，将多功能组配装置放置于多个水平钻井设计位置后，将竖向钻井和瓦斯抽采钻井进行封孔，将富含O2的空气分级依次注入多个水平钻井内，通过实时监测水平钻井内的温度、气体浓度等相关参数，启动电极击火器，使得破碎煤体发生阴燃。煤体长时间阴燃过程可有效促进储层瓦斯的驱替扩散与解吸渗流。该方法操作简单，成本相对较低，可有效提高瓦斯抽采钻井内的瓦斯抽采效率。

主权项：1.一种多分层煤体的多级瓦斯流态化抽采方法，使用多个多功能组配装置（8），每个多功能组配装置（8）内均设有电极击火器（22）、温度探测器（23）、压力传感器（24）和气体浓度探测器（25），电极击火器（22）、温度探测器（23）、压力传感器（24）和气体浓度探测器（25）分别通过电极击火器导线（12）、温度探测器导线（13）、压力探测器导线（14）、气体浓度探测器导线（15）通过可伸缩铜管与地面主机相连接，所述可伸缩铜管由大尺寸可伸缩铜管（5）和小尺寸可伸缩铜管（6）构成，所述地面主机包括温度监测装置（16）、压力监测装置（17）和多组分气体监测装置（18），可伸缩铜管还通过单向阀门顺序连接有注气泵（19）、注气管（20）和气体混合罐体；其特征在于步骤如下：a.在存在多分层煤体（2）的区域施工竖向钻井，竖向钻井穿过地层（1）和多个煤层直至最深处的煤层中，在竖向钻井穿过的每一层煤体（2）中布置沿煤层走向的水平钻井，并保证所有水平钻井都沿同一个方向钻进，利用强化措施使水平钻井周围煤体发生破碎；b.在所有水平钻井指向方向处布置与竖向钻井平行等深的瓦斯抽采钻井（4），瓦斯抽采钻井（4）与所有水平钻井的终端均保持相同的距离并不连通；c．将多功能组配装置（8）设置在小尺寸可伸缩铜管（6）内，电极击火器导线（12）、温度探测器导线（13）、压力探测器导线（14）、气体浓度探测器导线（15）穿过小尺寸可伸缩铜管（6）最终汇集到大尺寸可伸缩铜管（5）中并延伸至地表，将大尺寸可伸缩铜管（5）设置在竖向钻井中，将小尺寸可伸缩铜管（6）设置在水平钻井中，小尺寸可伸缩铜管（6）与大尺寸可伸缩铜管（5）之间通过三向阀（7）连接，检查各水平钻井内管路的气密性；d．在瓦斯抽采钻井（4）中布置瓦斯抽采管（9）并使用封孔器（10）封孔，同时利用封孔器（10）对穿过大尺寸可伸缩铜管（5）竖向钻井进行封堵；e.利用单向阀门（11）将电极击火器导线（12）、温度探测器导线（13）、压力探测器导线（14）和气体浓度探测器导线（15）与注气管（20）分隔连接起来，依次将温度探测器导线（13）、压力探测器导线（14）和气体浓度探测器导线（15）分别与温度监测装置（16）、压力监测装置（17）和多组分气体监测装置（18）进行连接，注气管（20）与注气泵（19）和气体混合罐体（21）进行连接；f．启动温度监测装置（16）、压力监测装置（17）、多组分气体监测装置（18）及注气泵（19），利用注气泵（19）将一定混合比例的空气从气体混合罐体（21）经由注气管（20）注入大尺寸可伸缩铜管（5）和小尺寸可伸缩铜管（6）内，最后在多功能组配装置（8）位置释放出来，与破碎煤体进行充分接触；g.当每个压力传感器（24）监测到当前水平钻井内的气体压力值维持1h不变时，启动电极击火器（22）引燃破碎煤体，通过温度探测器（23）及多气体浓度探测器（25）实时监测各个水平钻井内的实际温度及各种气体浓度，根据平钻孔内的实际温度及各种气体浓度的变化实时调节气体注入参数；当检测到各个水平钻井内的CO2气体和CH4气体二者浓度急剧上升时，使用负压风机将游离瓦斯和阴燃衍生气体抽采出来。

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百度查询： 中国矿业大学 一种多分层煤体的多级瓦斯流态化抽采方法

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