CN104696006A - 地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法 - Google Patents

Abstract

地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法。由地面向残留煤柱施工地面钻井，并穿透所有残留煤柱。当残留煤柱宽度较小时，地面钻井穿透残留煤柱后直接与老空区贯通。当残留煤柱宽度较大时，地面钻井穿透残留煤柱至残留煤柱底板处，由地面向钻井内插入外部固定有高压囊袋的钢管至残留煤柱底部；将高压软管与高压囊袋连通，且延伸至地面；经高压软管将水压入高压囊袋，形成封孔段，随后将高压水流经钢管注入钻井，压裂残留煤柱后，将高压囊袋放水卸压。继续穿透其它残留煤柱后，由地面向钻井内插入抽采管，抽采老空区内残余煤层气。本方法由地面施工地面钻井穿透残留煤柱，具有施工难度小、事故发生率低的优点。

Description

地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法

技术领域

    本发明涉及一种老空区残留煤层气抽采的方法，尤其适用于地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气。

背景技术

我国是世界上的煤炭大国，煤炭开采后遗留了大量的老空区。由于我国煤炭回采率较低，老空区遗煤较多，残留煤体中蕴含了丰富的煤层气资源。瓦斯是一种清洁能源，对老空区残留煤层气的能源化利用，可有效缓解我国天然气供应不足的局面，并且具有良好的环境效益与经济效益。目前，老空区瓦斯主要由地面向采空区上部裂隙带内施工地面钻井以抽采老空区瓦斯，此种方法仅仅可抽采单一老空区的瓦斯。为抽采老空区下部煤层瓦斯，往往采用由地面施工地面钻井穿透老空区进入下部煤层抽采瓦斯，此方法由于需穿透老空区，钻井施工过程中施工难度大、事故发生率高、成孔率低，且不能同时抽采多层老空区瓦斯，亟需开发一种施工难度小、事故发生率低且能同时抽采多层老空区残留煤层气的瓦斯抽采方法。

发明内容

本发明提供一种施工难度小，且事故发生率低的地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法。

 本发明的技术方案：

地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法,其特征在于包括下述内容：

1、由地面向第一层残留煤柱中心位置施工地面钻井，并向下穿透至第n层残留煤柱底板0.5~1.5m处，其中2≦n；由地面向钻井内插入抽采管，其中抽采管的筛管段位于残留煤柱处并向残留煤柱的上部和下部延伸5m；密封钻井井口后，在抽采管上端设有第五阀门且与泵站连接；打开第五阀门，开始抽采多层老空区内残余煤层气。

所述抽采管由筛管段和实管段组成的抽采管。

所述残留煤柱宽度小于15m时，地面钻井穿透残留煤柱后直接经残留煤柱两端裂隙区与残留煤柱两侧老空区贯通。

所述残留煤柱宽度大于15m时，地面钻井穿透残留煤柱，并进入残留煤柱底板0.5~1.5m处；其操作步骤是：

a、由地面向地面钻井内插入外部固定有高压囊袋的钢管至残留煤柱底部，且高压囊袋下端距残留煤柱顶板1~3m；高压囊袋上设有高压软管，且高压软管的下端与高压囊袋连通，高压软管的上端延伸至地面；

 b、在地面上设有高压水泵，且高压水泵通过第一三通、第二三通与钢管以及高压软管连接：第一三通的一个端口与高压水泵连接并设有第一阀门，第一三通的另一端与钢管上端相连并设有第二阀门，第一三通的第三端口与第二三通的一个端口相连，第二三通的另一端口与高压软管的上端相连并设有第三阀门，第二三通的第三端口设有第四阀门；

c、打开第一阀门、第三阀门，由高压水泵经高压软管将水压入囊袋，形成封孔段。关闭第三阀门，打开第二阀门，由高压水泵将高压水流经钢管注入钻井，在保证钻井内的水压低于高压囊袋内水压的条件下压裂残留煤柱中的隔离煤柱段；

d、待隔离煤柱段被压裂后，关闭第一阀门，打开第四阀门将高压囊袋内的水放出卸压，并把钢管、囊袋和高压软管拉出钻井。

有益效果：

   （1）穿透老空区内残留煤柱抽采老空区残余煤层气，施工较容易，成本低，且事故发生率低。

   （2）向固定在钢管外部的囊袋注入水，形成封孔段，有效解决煤层压裂过程中高压水的漏水问题，保证了压裂煤层的水压力达到煤层的致裂压力。

    （3）地面钻井穿透残留煤柱抽采老空区残余煤层气，具有可同时抽采多层老空区内残余煤层气的优点。

  附图说明

  图1、图2是本发明的原理示意图

  图3是抽采老空区内残余煤层气示意图

  图中：1—地面钻井，2—裂隙区，3—老空区，4—地面，5—高压囊袋，6—钢管，7—高压软管，8—高压水泵，9—第一三通，10—第二三通，11—第一阀门，12—第二阀门，13—第三阀门，14—第四阀门，15—隔离煤柱，16—抽采管，17—筛管段，18—普通管段，19—第五阀门，20—泵站，21—封孔段。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明的实例作进一步描述：

地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法，其特征是包括下述内容：由地面向第一层残留煤柱中心位置施工地面钻井，并向下穿透至第n层残留煤柱底板0.5~1.5m处，其中2≦n；由地面（4）向钻井（1）内插入抽采管（16），其中抽采管（16）的筛管段（17）位于残留煤柱处并向残留煤柱的上部和下部延伸5m；密封钻井（1）井口后，在抽采管（16）上端设有第五阀门（19）且与泵站（20）连接；打开第五阀门（19），开始抽采多层老空区（3）内残余煤层气。

2、根据权利要求1所述地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法，其特征是所述抽采管（16）由筛管段（17）和实管段（18）组成的抽采管（16）。

所述残留煤柱宽度小于15m时，地面钻井（1）穿透残留煤柱后直接经残留煤柱两端裂隙区（2）与残留煤柱两侧老空区（3）贯通。

所述残留煤柱宽度大于15m时，地面钻井（1）穿透残留煤柱，并进入残留煤柱底板0.5~1.5m处；其操作步骤是：

a、由地面（4）向地面钻井（1）内插入外部固定有高压囊袋（5）

的钢管（6）至残留煤柱底部，且高压囊袋（5）下端距残留煤柱顶板1~3m；高压囊袋（5）上设有高压软管（7），且高压软管（7）的下端与高压囊袋5）连通，高压软管（7）的上端延伸至地面（4）；

 b、在地面（4）上设有高压水泵（8），且高压水泵（8）通过第一三通（9）、第二三通（10）与钢管（6）以及高压软管（7）连接：第一三通（9）的一个端口与高压水泵（8）连接并设有第一阀门（11），第一三通（9）的另一端口与钢管（6）上端相连并设有第二阀门（12），第一三通（9）的第三端口与第二三通（10）的一个端口相连，第二三通（10）的另一端口与高压软管（7）的上端相连并设有第三阀门（13），第二三通（10）的第三端口设有第四阀门（14）；

c、打开第一阀门（11）、第三阀门（13），由高压水泵（8）经高压软管（7）将水压入囊袋（5），形成封孔段（21）。关闭第三阀门（13），打开第二阀门（12），由高压水泵（8）将高压水流经钢管（6）注入钻井（1），在保证钻井（1）内的水压低于高压囊袋（5）内水压的条件下压裂残留煤柱中的隔离煤柱段（15）；

d、待隔离煤柱段（15）被压裂后，关闭第一阀门（11），打开第四阀门（14）将高压囊袋（5）内的水放出卸压，并把钢管（6）、高压囊袋（5）和高压软管（7）拉出钻井（1）。

Claims (4)

1.地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法，其特征是包括下述内容：由地面向第一层残留煤柱中心位置施工地面钻井，并向下穿透至第n层残留煤柱底板0.5~1.5m处，其中2≦n；由地面（4）向钻井（1）内插入抽采管（16），其中抽采管（16）的筛管段（17）位于残留煤柱处并向残留煤柱的上部和下部延伸5m；密封钻井（1）井口后，在抽采管（16）上端设有第五阀门（19）且与泵站（20）连接；打开第五阀门（19），开始抽采多层老空区（3）内残余煤层气。

2.根据权利要求1所述地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法，其特征是所述抽采管（16）由筛管段（17）和实管段（18）组成的抽采管（16）。

3.根据权利要求1所述地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法，其特征是所述残留煤柱宽度小于15m时，地面钻井（1）穿透残留煤柱后直接经残留煤柱两端裂隙区（2）与残留煤柱两侧老空区（3）贯通。

4.根据权利要求1所述地面钻井穿透残留煤柱抽采多层老空区残余煤层气的方法，其特征是所述残留煤柱宽度大于15m时，地面钻井（1）穿透残留煤柱，并进入残留煤柱底板0.5~1.5m处；其操作步骤是：

a、由地面（4）向地面钻井（1）内插入外部固定有高压囊袋（5）

的钢管（6）至残留煤柱底部，且高压囊袋（5）下端距残留煤柱顶板1~3m；高压囊袋（5）上设有高压软管（7），且高压软管（7）的下端与高压囊袋5）连通，高压软管（7）的上端延伸至地面（4）；

 b、在地面（4）上设有高压水泵（8），且高压水泵（8）通过第一三通（9）、第二三通（10）与钢管（6）以及高压软管（7）连接：第一三通（9）的端口Ⅰ与高压水泵（8）连接并设有第一阀门（11），第一三通（9）的端口Ⅱ与钢管（6）上端相连并设有第二阀门（12），第一三通（9）的端口Ⅲ与第二三通（10）的端口Ⅰ相连，第二三通（10）的端口Ⅱ与高压软管（7）的上端相连并设有第三阀门（13），第二三通（10）的端口Ⅲ设有第四阀门（14）；

c、打开第一阀门（11）、第三阀门（13），由高压水泵（8）经高压软管（7）将水压入囊袋（5），形成封孔段（21）;

关闭第三阀门（13），打开第二阀门（12），由高压水泵（8）将高压水流经钢管（6）注入钻井（1），在保证钻井（1）内的水压低于高压囊袋（5）内水压的条件下压裂残留煤柱中的隔离煤柱段（15）；

d、待隔离煤柱段（15）被压裂后，关闭第一阀门（11），打开第四阀门（14）将高压囊袋（5）内的水放出卸压，并把钢管（6）、高压囊袋（5）和高压软管（7）拉出钻井（1）。