RU2768245C1 - Device for determining gas content of coal bed - Google Patents
Device for determining gas content of coal bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768245C1 RU2768245C1 RU2021100534A RU2021100534A RU2768245C1 RU 2768245 C1 RU2768245 C1 RU 2768245C1 RU 2021100534 A RU2021100534 A RU 2021100534A RU 2021100534 A RU2021100534 A RU 2021100534A RU 2768245 C1 RU2768245 C1 RU 2768245C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealer
- drilling
- wellhead
- elastic
- gas
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C39/00—Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности, к устройствам для определения газоносности угольных пластов и может быть использовано в шахтных условиях для определения объема газа, выделяющегося при бурении скважины.The invention relates to mining, in particular, to devices for determining the gas content of coal seams and can be used in mine conditions to determine the volume of gas released during drilling.
Известно устройство для определения газоносности угольного пласта, содержащее основную трубу, газосчетчик, накопитель буровой мелочи, уплотнительную втулку, буровую штангу, герметизатор буровой штанги, выполненный в виде муфты, герметизатор устья скважины, выполненный в виде уплотнительной втулки, и привод буровой штанги [Авторское свидетельство СССР № 941628, опубл 07.07.82, бюл. № 25] (аналог).A device for determining the gas content of a coal seam is known, containing a main pipe, a gas meter, a drill fines accumulator, a sealing sleeve, a drill rod, a drill rod sealer made in the form of a sleeve, a wellhead sealer made in the form of a sealing sleeve, and a drill rod drive [Author's certificate USSR No. 941628, publ. 07.07.82, bul. No. 25] (analogue).
Недостатком аналога является низкая надежность герметизации буровой штанги и устья скважины; в процессе бурения скважины буровой став оказывает вибрационное воздействие на герметизаторы буровой штанги и устья скважины, что провоцирует выход выделяемого из угля газа через герметизаторы, минуя газосчетчик.The disadvantage of analogue is the low reliability of the sealing of the drill rod and the wellhead; in the process of drilling a well, the drilling string exerts a vibrational effect on the seals of the drill rod and the wellhead, which provokes the release of gas released from coal through the seals, bypassing the gas meter.
Известно устройство для определения газоносности угольного пласта, принятое в качестве прототипа, состоящее из основной трубы, газового расходомера, штыбоприемника, герметизатора гладкой штанги, герметизатора устья скважины, выполненного из упругого элемента в виде манжеты, буровой шнековой штанги с буровой коронкой и литой штанги, внескважинный конец которой связан с буровым приводом [Плаксин М.С., Родин Р.И., Титов В.П. «Технические основы создания инновационного устройства и оперативного метода определения газоносности угольного пласта», Горный информационно-аналитический бюллетень, №S49, 2018,
С. 165-173] (прототип).A device is known for determining the gas content of a coal seam, adopted as a prototype, consisting of a main pipe, a gas flow meter, a slug receiver, a smooth rod shelter, a wellhead shelter made of an elastic element in the form of a cuff, a drilling auger rod with a drill bit and a cast rod, out-of-hole the end of which is connected with the drilling drive [Plaksin M.S., Rodin R.I., Titov V.P. "Technical foundations for creating an innovative device and an operational method for determining the gas content of a coal seam", Mining Information and Analytical Bulletin, No. S49, 2018,
S. 165-173] (prototype).
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
– как показали экспериментальные исследования (Клишин В.И., Леконцев, Ю.М., Сажин П.В. «Создание технологий и оборудования для разрушения прочных горных пород растягивающими усилиями», Горный информационно аналитический бюллетень. Москва: МГГУ. 2004. №10.
С. 213-219.), поперечное расширение манжеты, выполненной из упругого материала в виде единого элемента, вызванное продольным сжатием, из-за трения манжеты о поверхность трубы приводит к неравномерному расширению и поэтому большая часть площади поверхности манжеты не прижимается к поверхности скважины;- as shown by experimental studies (Klishin V.I., Lekontsev, Yu.M., Sazhin P.V. "Creation of technologies and equipment for the destruction of strong rocks by tensile forces", Mining Information and Analytical Bulletin. Moscow: MGGU. 2004. No. 10.
pp. 213-219.), the transverse expansion of the cuff, made of an elastic material in the form of a single element, caused by longitudinal compression, due to the friction of the cuff against the pipe surface, leads to uneven expansion and therefore most of the surface area of the cuff is not pressed against the surface of the well;
– высока вероятность образования зазоров между поверхностью манжеты и поверхностью скважины из-за вибрационного воздействия бурового става в процессе бурения скважины, что способствует выходу выделяемого газа, минуя газовый расходомер.– there is a high probability of formation of gaps between the surface of the cuff and the surface of the well due to the vibrational effect of the drilling string during the drilling of the well, which contributes to the release of the evolved gas, bypassing the gas flow meter.
Эти недостатки снижают точность определения газоносности угольного пласта, что свидетельствует о низкой эффективности работы устройства для определения газоносности угольного пласта.These shortcomings reduce the accuracy of determining the gas content of the coal seam, which indicates the low efficiency of the device for determining the gas content of the coal seam.
Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства для определения газоносности угольного пласта за счет выполнения герметизатора в виде двух составных частей, одна из которых расширяется под действием нагнетаемого воздуха, другая – под действием сжимающих усилий.The aim of the invention is to increase the efficiency of the device for determining the gas content of a coal seam by making the sealer in the form of two components, one of which expands under the action of injected air, the other - under the action of compressive forces.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения газоносности угольного пласта, содержащем основную трубу, газовый расходомер, штыбоприемник, герметизатор гладкой штанги, герметизатор устья скважины, буровую шнековую штангу с буровой коронкой и гладкую штангу, внескважинный конец которой связан с буровым приводом, в соответствии с техническим решением герметизатор устья скважины выполнен составным, состоящим из двух герметизаторов – камерного, расширяющегося под действием нагнетаемого воздуха, и эластичного, расширяющегося под действием внешних сжимающих усилий, причем эластичный герметизатор состоит из упругих манжет, между которыми вставлены распределительные шайбы.This goal is achieved by the fact that in a device for determining the gas content of a coal seam, containing a main pipe, a gas flow meter, a slug receiver, a smooth rod sealer, a wellhead sealer, a drilling auger rod with a drill bit and a smooth rod, the off-hole end of which is connected to the drilling drive, in according to the technical solution, the wellhead sealer is made composite, consisting of two sealers - a chamber sealer, expanding under the action of injected air, and an elastic sealer, expanding under the action of external compressive forces, moreover, the elastic sealer consists of elastic cuffs, between which distribution washers are inserted.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показано устройство для определения газоносности угольного пласта; на фиг. 2 – герметизатор устья скважины.In FIG. 1 shows a device for determining the gas content of a coal seam; in fig. 2 – wellhead sealer.
Устройство для определения газоносности угольного пласта содержит основную трубу 1, газовый расходомер 2 и штыбоприемник 3, подключенные к трубе 1 посредством патрубков, герметизатор 4 устья скважины, буровую шнековую штангу 5, герметизатор гладкой штанги 6, гладкую штангу 7 и ее привод 8.The device for determining the gas content of a coal seam comprises a
Герметизатор 4 устья скважины установлен на забойном конце трубы 1 и, в свою очередь, содержит упорную гайку 9, эластичные манжеты 10, распределительные шайбы 11, камерную опору 12, камерную манжету 13, упорную гайку 14 с рукоятками 15. Манжеты 10 в рассечку с распределительными шайбами 11 установлены в пространстве между упорной гайкой 9 и камерной опорой 12. При этом боковые поверхности шайб 11 выполнены наклонными для обеспечения равномерного распределения сжимающих усилий манжет 10 по длине скважины.The
Противоположный конец трубы 1 посредством быстроразъемного соединения 16 связан с концевой трубой 17, внутри которой установлен герметизатор гладкой штанги 6. The opposite end of the
Газоносность угольного пласта определяют суммированием количества газа, выделившегося в процессе бурения (показания газового расходомера), и количества газа, выделившегося из буровой мелочи при лабораторных исследованиях, за вычетом количества газа, выделившегося с поверхности скважины.The gas content of a coal seam is determined by summing the amount of gas released during drilling (gas flow meter readings) and the amount of gas released from drilling fines in laboratory studies, minus the amount of gas released from the surface of the well.
При определении газоносности угольного пласта устройство работает следующим образом. В угольный пласт бурят скважину 18 диаметром не менее диаметра герметизатора 4 устья скважины. В эту скважину устанавливают трубу 1 вместе с герметизатором 4. When determining the gas content of a coal seam, the device operates as follows. A
Устье скважины 18 герметизируют, выполняя это в два этапа. Сначала вращением рукояток 15 упорную гайку 14 и камерную опору 12 перемещают в сторону забоя скважины 18, т.е. сжимают эластичные манжеты 10. При этом шайбы 11 равномерно распределяют сжимающие усилия на манжеты 10. В результате манжеты 10 равномерно расширяются в радиальном направлении, герметизируя призабойное пространство скважины 18 (первый этап). Затем подают воздух избыточного давления в камерную манжету 13, за счет чего манжета 13 раздувается и герметизирует скважину в ее устье.Wellhead 18 is sealed in two steps. First, by rotating the
После герметизации скважины 18 бурят контрольный шпур 19 меньшего диаметра на глубину до 10 м и производят измерения количества выделившегося газа с помощью газового расходомера 2 поэтапно на каждом метровом отрезке бурения.After well 18 is sealed, a
В процессе бурения шпура 19 привод 8, гладкая штанга 7 и буровая штанга 5 перемещаются в сторону забоя скважины 19. При этом газ из шпура 19 в изолированном от внешней атмосферы режиме поступает в основную трубу 1 и далее в газовый расходомер 2, а буровая мелочь скапливается в штыбоприемнике 3.In the process of drilling the
После удлинения шпура 19 на один метр бурение останавливают, фиксируют показания газового расходомера 2, отсоединяют от устройства штыбоприемник 3 с накручиванием крышки (не показана) на штыбоприемник (штыб герметизируют с целью последующего определения его остаточной газоносности в лабораторных условиях). Затем к основной трубе 1 присоединяют порожний штыбоприемник и наращивают буровой став.After the
Для этого концевую трубу 17 с помощью быстроразъемного соединения 16 отсоединяют от основной трубы 1, привод 8 с гладкой штангой 7 отводят назад на расстояние не менее 1 м от концевой трубы 17, отсоединяют гладкую штангу 7 от буровой шнековой штанги 5, удлиняют буровой став вставкой дополнительной буровой шнековой штанги, которую затем соединяют с гладкой штангой 7. Далее концевую трубу 17 соединяют с основной трубой 1 – наращивание става завершено.To do this, the
Таким образом, за счет того, что герметизатор устья скважины выполнен составным, состоящим из двух герметизаторов – камерного, расширяющегося под действием нагнетаемого воздуха, и эластичного, расширяющегося под действием внешних сжимающих усилий, а также за счет введения в эластичный герметизатор распределительных шайб, обеспечивается наиболее полная герметизация устья скважины, что, в свою очередь, повышает эффективность работы устройства для определения газоносности угольного пласта, а это и есть цель изобретения.Thus, due to the fact that the wellhead sealer is made composite, consisting of two sealers - chamber, expanding under the action of injected air, and elastic, expanding under the action of external compressive forces, as well as due to the introduction of distribution washers into the elastic sealer, the most complete sealing of the wellhead, which, in turn, increases the efficiency of the device for determining the gas content of the coal seam, and this is the purpose of the invention.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021100534A RU2768245C1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Device for determining gas content of coal bed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021100534A RU2768245C1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Device for determining gas content of coal bed |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768245C1 true RU2768245C1 (en) | 2022-03-23 |
Family
ID=80819713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021100534A RU2768245C1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Device for determining gas content of coal bed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768245C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114961696A (en) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 西安科技大学 | Method for detecting gas parameters in directional long drill hole of coal seam |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU693033A1 (en) * | 1976-12-13 | 1979-10-25 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Apparatus for determing gas-bearing property of mineral in a mine |
SU769025A1 (en) * | 1978-11-09 | 1980-10-07 | Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности | Apparatus for determining presence of gas in mineral in mine |
SU941628A1 (en) * | 1980-04-02 | 1982-07-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Apparatus for measuring gas content of coal bed in mine |
SU956813A1 (en) * | 1980-04-14 | 1982-09-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Device for determining gas bearing capacity of seams |
SU1216369A1 (en) * | 1984-07-04 | 1986-03-07 | Kramarenko Aleksandr | Arrangement for determining gas content of mineral resource in mine |
UA46989U (en) * | 2009-07-31 | 2010-01-11 | Украинский Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Горной Геологии, Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Device for determination of gas content of coal seams |
CN108547614A (en) * | 2018-06-20 | 2018-09-18 | 河南理工大学 | A kind of closed coal sample collection device of pressurize and acquisition method |
-
2021
- 2021-01-14 RU RU2021100534A patent/RU2768245C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU693033A1 (en) * | 1976-12-13 | 1979-10-25 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Apparatus for determing gas-bearing property of mineral in a mine |
SU769025A1 (en) * | 1978-11-09 | 1980-10-07 | Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности | Apparatus for determining presence of gas in mineral in mine |
SU941628A1 (en) * | 1980-04-02 | 1982-07-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Apparatus for measuring gas content of coal bed in mine |
SU956813A1 (en) * | 1980-04-14 | 1982-09-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Device for determining gas bearing capacity of seams |
SU1216369A1 (en) * | 1984-07-04 | 1986-03-07 | Kramarenko Aleksandr | Arrangement for determining gas content of mineral resource in mine |
UA46989U (en) * | 2009-07-31 | 2010-01-11 | Украинский Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Горной Геологии, Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Device for determination of gas content of coal seams |
CN108547614A (en) * | 2018-06-20 | 2018-09-18 | 河南理工大学 | A kind of closed coal sample collection device of pressurize and acquisition method |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
ПЛАКСИН М.С. и др. "Технические основы создания инновационного устройства и оперативного метода определения газоносности угольного пласта", Горный информационно-аналитический бюллетень, * |
ПЛАКСИН М.С. и др. "Технические основы создания инновационного устройства и оперативного метода определения газоносности угольного пласта", Горный информационно-аналитический бюллетень, NS49, 2018, с. 165-173. * |
с. 165-173. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114961696A (en) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 西安科技大学 | Method for detecting gas parameters in directional long drill hole of coal seam |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102071961B (en) | Downward gas drainage drill hole and pressure testing drill hole sealing method | |
CN105738221A (en) | Experimental device and method for simulating hydraulic fracturing under perforated completion | |
CN109209472A (en) | The coal seam pressure relief anti-burst method that a kind of punching, explosion, water filling intercouple | |
CN102505687B (en) | Pre-explosion drilling, grouting and anchoring integrated anchor rod and construction method thereof | |
WO2021008212A1 (en) | High-pressure water-powered precise coal crushing and filling mining method in inclined coal seam | |
RU2768245C1 (en) | Device for determining gas content of coal bed | |
CN202416312U (en) | Pre-blastable anchor rod with integration of drilling, injecting and anchoring | |
US4230368A (en) | Method for displacing large blocks of earth | |
CN109596433A (en) | Crack of coal-mine roof Evolution dynamics detection device and method | |
Serdyukov et al. | Open-hole multistage hydraulic fracturing system | |
Klishin et al. | Technology and means of a coal seam interval hydraulic fracturing for the seam degassing intensification | |
US3070010A (en) | Drilling boreholes with explosive charges | |
CN209589708U (en) | Crack of coal-mine roof Evolution dynamics detection device | |
US4544208A (en) | Degasification of coal | |
Shilova et al. | Protection of operating degassing holes from air inflow from underground excavations | |
CN112880495B (en) | Medium-length hole charging powder return recovery device for blasting | |
RU2211920C2 (en) | Method of hydraulic fracturing of formation and increase of rock permeability and equipment for method embodiment (versions) | |
RU2730091C1 (en) | Downhole device for implementation of hydraulic fracturing of rocks | |
CN217681857U (en) | Water pressing device for monitoring deformation of coal bed roof rock stratum | |
CN207863945U (en) | A kind of underground coal mine long drilled holes gas flow test device | |
CA1106196A (en) | Stabilization of rock formations | |
CN210509112U (en) | Quick slip casting device of segmentation marching type drilling rod, system | |
CN205477511U (en) | Prevent releasing hydraulic fracturing hole sealing device | |
SU1555483A1 (en) | Device for forming directional fissures in boreholes | |
CN111058466A (en) | Liquid CO2Blasting and grouting coupled broken slope reinforcing system and method |