CN103266913B - 一种瓦斯抽采方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种瓦斯抽采方法，包括以下步骤：步骤1，利用钻机形成钻孔，在钻机钻进的过程中首先采用第一套管，待钻孔的深度到达距离设计深度15‑25米时停止钻进；其中，第一套管的管壁上设置有气孔；步骤2，将第一套管更换为管壁上无气孔的第二套管后继续钻进至设计深度；步骤3，在第二套管与钻孔的孔壁之间注入密封材料，并将注浆管通过密封材料封在第二套管和孔壁之间；步骤4，待密封材料凝固后，通过注浆管向第二套管与孔壁之间注入水泥浆；步骤5，待水泥浆凝固后，将第二套管与瓦斯抽采管连接，开始瓦斯抽采。本发明将下部的套管改为带有割缝或孔眼的第一套管，可以形成无垮塌深孔钻进，从而解决了松软煤层瓦斯抽中的抽采盲区问题。

Description

一种瓦斯抽采方法
技术领域
本发明涉及地质领域，特别是涉及一种瓦斯抽采方法。
背景技术
构造煤岩的“松软、破碎”特征，导致煤层中的钻孔成孔困难。钻孔过程中的垮塌、掉块、漏失、漏水、缩颈等复杂情况经常出现，常规的钻进方式常会出现卡钻、抱钻、埋钻等事故，至钻杆断裂、丢钻现象，导致钻孔深度不能达到设计的深度，出现抽采“盲区”，请参考图1。图1中，1表示采煤工作面开切眼，2表示抽采盲区，3表示本煤层抽采钻孔，4表示浅孔抽采钻孔，5表示回采巷道。
此外，在钻孔后，也无法保证钻孔的质量，在地应力作用下出现闭合，影响抽采效果，这是瓦斯抽采首先应当解决的技术难题。
对于低渗透煤层来说，钻孔有效抽采半径为孔径的10-15倍(经验数据)。100mm孔径的钻孔，其布孔间距一般在2-3m，因此，钻孔的工作量非常大。
发明内容
本发明的目的是提供一种可避免形成抽采盲区、钻孔工作量小的瓦斯抽采方法。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种瓦斯抽采方法，包括以下步骤：步骤1，利用钻机形成钻孔，在钻机钻进的过程中首先采用第一套管，待钻孔的深度到达距离设计深度15-25米时停止钻进；其中，第一套管的管壁上设置有气孔；步骤2，将第一套管连接管壁上无气孔的第二套管后继续钻进至设计深度；步骤3，在第二套管与钻孔的孔壁之间注入密封材料，并将注浆管通过密封材料封在第二套管和孔壁之间；步骤4，待密封材料凝固后，通过注浆管向第二套管与孔壁之间注入水泥浆；步骤5，待水泥浆凝固后，将第二套管与瓦斯抽采管连接，开始瓦斯抽采。
进一步地，第二套管上设置有分割器，水泥浆注入分割器与密封材料之间的位置。
进一步地，钻机采用反循环潜孔锤为钻进系统。
进一步地，钻孔的直径为80-600毫米。
进一步地，气孔为沿第一套管的轴向的方孔。
进一步地，方孔的宽度为5毫米，长度为100-200毫米。
进一步地，第一套管的周向分布有多个方孔，相邻两个方孔之间的间距为50毫米。
进一步地，气孔为圆孔。
进一步地，密封材料为膨胀性聚氨酯。
进一步地，第一套管位于第二套管的下部。
进一步地，方法还包括：通过钻机按步骤1至步骤5形成多个钻孔，多个钻孔之间的孔间距为该钻孔的孔径的20-30倍。
本发明将下部的套管改为带有割缝或孔眼的第一套管，可起到连通瓦斯抽采管与煤层的作用，使煤层中的瓦斯能够顺利抽采出来。采用这种方式，可以形成无垮塌深孔钻进，从而解决了松软煤层瓦斯抽中的抽采盲区问题。
附图说明
图1示意性示出了现有技术中的采煤工作面抽采空白带的示意图；
图2示意性示出了步骤1的示意图；
图3示意性示出了步骤2的示意图；
图4示意性示出了步骤3和4的示意图；
图5示意性示出了钻孔间距的示意图。
图中附图标记：1、钻孔；2、第一套管；3、第二套管；4、密封材料；5、注浆管；6、分割器；7、气孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
请参考图2至图4，本发明中的瓦斯抽采方法，特别地，提供一种可用于松软煤层深孔大孔径瓦斯抽采方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，请参考图2，利用钻机形成钻孔1，在钻机钻进的过程中首先采用第一套管2，待钻孔1的深度到达距离设计深度15-25米时停止钻进；其中，第一套管2的管壁上设置有气孔7；优选地，钻机采用反循环潜孔锤为钻进系统，当然也可以其它方式钻进。
步骤2，请参考图3，将第一套管2连接管壁上无气孔的第二套管3后继续钻进至设计深度。
步骤3，请参考图4，在第二套管3与钻孔1的孔壁之间注入密封材料4，并将注浆管5通过密封材料4封在第二套管3和孔壁之间。优选地，密封材料4为膨胀性聚氨酯，当然也可以采用其它的材料。特别地，密封材料4位于距离钻孔1的孔口约2-3米的位置处。
步骤4，待密封材料4凝固后，通过注浆管5向第二套管3与孔壁之间注入水泥浆。
步骤5，待水泥浆凝固后，将第二套管3与瓦斯抽采管连接，开始瓦斯抽采。
本发明将下部的套管改为带有割缝或孔眼的筛管(即第一套管)，可起到连通瓦斯抽采管与煤层的作用，使煤层中的瓦斯能够顺利抽采出来。采用这种方式，可以形成无垮塌深孔钻进，从而解决了松软煤层瓦斯抽中的抽采盲区问题。
优选地，第二套管3上设置有分割器6，水泥浆注入分割器6与密封材料4之间的位置。
优选地，钻孔的直径为80-600毫米。由于钻孔的直径增大，因此降低了钻孔的工作量。
在一个实施例中，气孔7为沿第一套管2的轴向的方孔。优选地，方孔的宽度为5毫米，长度为100-200毫米。优选地，第一套管2的周向分布有多个方孔，相邻两个方孔之间的间距为50毫米。在另一个实施例中，气孔7可以为圆孔等。
优选地，请参考图5，该方法还包括：通过钻机按步骤1至步骤5形成多个钻孔1，多个钻孔1之间的孔间距为该钻孔1的孔径的20-30倍。
本发明采用大直径反循环潜孔锤为钻进系统为主要钻进工具，其护壁套管同时跟进，具有稳定孔壁和保护孔口的作用，可满足高风压、低风量要求，为压缩机的选型提供便利；使空气不与瓦斯直接接触，防止井底瓦斯燃烧复杂事故发生；改变破岩方式，钻速是一般钻孔速度的5倍以上；钻进深度＞250m，钻孔直径最大可达600毫米(郑治川，2007年)，增加了有效抽采半径及钻孔深度。
钻成孔眼后，需要增加有效的抽采面积，可实施井下水力压裂、CO2泡沫压裂等压裂技术实施有效的压裂，以达到增加抽采半径的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种瓦斯抽采方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，利用钻机形成钻孔(1)，在所述钻机钻进的过程中首先采用第一套管(2)，待所述钻孔(1)的深度到达距离设计深度15-25米时停止钻进；其中，所述第一套管(2)的管壁上设置有气孔(7)；
步骤2，将所述第一套管(2)连接管壁上无气孔的第二套管(3)后继续钻进至设计深度；
步骤3，在所述第二套管(3)与所述钻孔(1)的孔壁之间注入密封材料(4)，并将注浆管(5)通过所述密封材料(4)封在所述第二套管(3)和所述孔壁之间；
步骤4，待所述密封材料(4)凝固后，通过所述注浆管(5)向所述第二套管(3)与所述孔壁之间注入水泥浆；
步骤5，待所述水泥浆凝固后，将所述第二套管(3)与瓦斯抽采管连接，开始瓦斯抽采；
所述第二套管(3)上设置有分割器(6)，所述水泥浆注入所述分割器(6)与所述密封材料(4)之间的位置；
所述钻机采用反循环潜孔锤为钻进系统；
所述钻孔(1)的直径为80-600毫米；
所述气孔(7)为沿所述第一套管(2)的轴向的方孔；
所述方孔的宽度为5毫米，长度为100-200毫米；
所述第一套管(2)的周向分布有多个所述方孔，相邻两个所述方孔之间的间距为50毫米；
所述第一套管位于第二套管的下部；
所述密封材料(4)为膨胀性聚氨酯；
所述方法还包括：通过所述钻机按所述步骤1至步骤5形成多个所述钻孔(1)，所述多个钻孔(1)之间的孔间距为该所述钻孔(1)的孔径的20-30倍。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103556940B (zh) * 2013-11-15 2015-11-18 河南理工大学 用于软煤岩钻进双通道多孔紊流卸压钻具及其施工方法
CN104790900A (zh) * 2015-02-12 2015-07-22 四川大学 一种以煤岩屑为封孔材料封堵瓦斯抽采钻孔的方法
CN113931575B (zh) * 2021-11-16 2023-03-14 西南石油大学 一种煤层瓦斯抽采微型自动化钻孔装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102587828A (zh) * 2012-03-06 2012-07-18 中国矿业大学 松软煤层瓦斯抽采钻孔协同式钻护一体化系统及工艺
CN202544799U (zh) * 2012-04-10 2012-11-21 河南煤业化工集团研究院有限责任公司 一种煤层安全钻进防喷装置
CN202560157U (zh) * 2012-04-27 2012-11-28 淮南矿业(集团)有限责任公司 注浆装置
CN202611748U (zh) * 2012-04-27 2012-12-19 徐州中矿安达矿山科技有限公司 一种封孔结构
CN102900396A (zh) * 2012-11-01 2013-01-30 中国矿业大学 煤层瓦斯抽采钻孔封隔一体封孔方法
CN103075128A (zh) * 2012-12-31 2013-05-01 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN103075179A (zh) * 2012-12-14 2013-05-01 中国矿业大学 本煤层瓦斯抽采钻孔双管抽采方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102587828A (zh) * 2012-03-06 2012-07-18 中国矿业大学 松软煤层瓦斯抽采钻孔协同式钻护一体化系统及工艺
CN202544799U (zh) * 2012-04-10 2012-11-21 河南煤业化工集团研究院有限责任公司 一种煤层安全钻进防喷装置
CN202560157U (zh) * 2012-04-27 2012-11-28 淮南矿业(集团)有限责任公司 注浆装置
CN202611748U (zh) * 2012-04-27 2012-12-19 徐州中矿安达矿山科技有限公司 一种封孔结构
CN102900396A (zh) * 2012-11-01 2013-01-30 中国矿业大学 煤层瓦斯抽采钻孔封隔一体封孔方法
CN103075179A (zh) * 2012-12-14 2013-05-01 中国矿业大学 本煤层瓦斯抽采钻孔双管抽采方法
CN103075128A (zh) * 2012-12-31 2013-05-01 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
下向抽采钻孔自动排水技术实践;曾春贵等;《中州煤炭》;20110815(第8期);全文 *
下向钻孔成套技术在潘二煤矿的应用;童文文;《能源技术与管理》;20100615(第6期);正文第2页、附图1 *
低透气性煤层钻孔预抽消突成套技术;曾春贵等;《第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新论文集》;20110901;全文 *
本煤层双套管高效瓦斯抽采技术及应用;张海庆;《煤炭科学技术》;20130425;第41卷(第4期);全文 *
潜孔锤反循环跟管钻进技术的研究;郑治川;《中国博士学位论文全文数据库》;20080416(第5期);正文第6页、121-122页 *
贯通式潜孔锤反循环钻进技术钻具优化及应用研究;博坤;《中国博士学位论文全文数据库》;20090716(第8期);全文 *

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