UA76446C2 - Method and system for enhanced access to subterranean zone - Google Patents

Description

Опис винаходу

Дійсний винахід у загальному відноситься до області підземних досліджень і бурінню і, зокрема, до способу 9 ісистеми для удосконалення доступу до підземної зони.

Підземні родовища вугілля, незалежно від того, чи це є родовища "твердого" вугілля, наприклад, антрациту, чи "м'якого" вугілля, наприклад, бурого вугілля, містять значну кількість метану. Протягом багатьох років видобуток і використання метану з вугільних родовищ в обмежених обсягах. Розширенню розробки і використанню родовищ метану у вугільних шарах перешкоджали істотні труднощі. Основна проблема в області 70 видобутку метану з вугільних шарів полягає в тому, що, займаючи великі площі (до декількох тисяч акрів), вони мають порівняно невелику потужність - в інтервалі від декількох дюймів до декількох метрів. Таким чином, незважаючи на те, що нерідко вугільні шари залягають на відносно невеликій глибині від поверхні землі, вертикальні свердловини, пробурені в товщі вугільних родовищ для видобутку метану, забезпечують дренування лише незначної площі прилягаючих до свердловини вугільних відкладів. Крім того, вугільні відклади не 79 піддаються розриву під тиском та іншими способами, що нерідко використовуються для збільшення обсягів видобутку метану з формацій гірських порід. У результаті після завершення технологічно нетрудомісткого видобутку газу, що відводиться з вугільного шару через вертикальні свердловини, надалі відбувається скорочення обсягу видобутку газу. Крім того, вугільні родовища нерідко супроводжуються підземними водами, і для забезпечення видобутку метану виникає необхідність їхнього відведення з вугільного шару.

Для видобування газу з вугільних шарів починалися спроби розмістити в товщі вугільних відкладів систему горизонтальних свердловин. Однак застосування технології традиційного горизонтального буріння змушує використовувати криволінійні свердловини, що створює труднощі при віддаленні з вугільного шару води.

Найбільш ефективний спосіб відкачки підземних вод, що передбачає використання штангового насосу, виявляється малоефективним у свердловинах з горизонтальним чи криволінійним стовбуром. с

Крім того, використання відомих методів для проведення бурових робіт звичайно потребує великої та рівної (9 горизонтальної поверхні. Унаслідок цього відомі способи не можуть бути використані в Апалачських горах та на інший сильно пересіченій місцевості, де найбільшою за площею рівною ділянкою може бути лише широке шосе.

Тому приходиться застосовувати менш ефективні способи, що ведуть до росту виробничих витрат і, як наслідок, до збільшення витрат, пов'язаних з дегазацією вугільного шару. ее,

У даному винаході пропонується спосіб і система для забезпечення доступу до підземної зони з обмеженої за «Її площею ділянки поверхні, що забезпечують істотне усунення чи скорочення недоліків і проблем, які придатні властивим відомим системам і способам. Зокрема, свердловина, зчленована з мережею дренажних свердловин М у підземному шарі, що простягаються до порожнеч у покладі корисної копалини, з'єднує ці порожнини з мережею («о дренажних свердловин у шарі. Мережі дренажних свердловин забезпечують доступ до великої підземної площі,

Зо у той час як порожнини свердловин забезпечують ефективне видалення і/чи ефективний видобуток з покладів - ув'язненої води, вуглеводнів та інших рідин, що накопичуються в мережі дренажних свердловин.

Відповідно до одного з прикладів втілення даного винаходу підземна система розміщення мережі дренажних свердловин для забезпечення доступу до підземної зони з поверхні включає першу свердловину, що « простягається від пробуреної з поверхні свердловини, що визначає початок підземної зони, до дальнього кінця З ділянки. Мережа також включає численність бічних свердловин, що простягаються від першої свердловини. Бічні с свердловини розміщені таким чином, що відстань від вибою бічної свердловини до пробуреної з поверхні з» свердловини є в основному рівною для кожної з бічних свердловин.

Відповідно з іншим прикладом втілення даного винаходу спосіб для забезпечення доступу до підземної зони з поверхні включає формування першої мережі дренажних свердловин у вигляді першої, у основному переважно чотирикутної в плані, ділянки. Перша мережа дренажних свердловин простягається від пробуреної з поверхні і свердловини. Спосіб також включає формування другої мережі дренажних свердловин у вигляді другої,

Ге»! переважно чотирикутної в плані ділянки. Друга мережа дренажних свердловин також простягається від пробуреної з поверхні свердловини. Перша і друга мережі розміщення свердловин розташовані таким чином, що шк перша сторона першої чотирикутної ділянки в основному примикає до першої сторони другої чотирикутної «їз» 20 ділянки.

Відповідно з іншим прикладом втілення даного винаходу система для забезпечення доступу до підземної щи зони з поверхні включає пробурену з поверхні свердловину, що простягається від поверхні до підземної зони.

Система також включає кілька мереж дренажних свердловин, розташованих у межах підземної зони, причому всі мережі йдуть у різних напрямках від пробуреної з поверхні свердловини. Кілька мереж дренажних свердловин 29 симетрично розміщені навколо пробуреної з поверхні свердловини.

ГФ) Відповідно ще до одного прикладу втілення даного винаходу спосіб для забезпечення доступу до підземної зони з поверхні включає формування першої мережі дренажних свердловин, що простягається від першої о пробуреної з поверхні свердловини, розташованої в межах підземної зони. Спосіб також включає формування другої мережі дренажних свердловин, що простягається від другої пробуреної з поверхні свердловини, 60 розташованої в межах підземної зони. Перша і друга мережі дренажних свердловин розміщені таким чином, щоб утворити групу із суміжним розташуванням у межах підземної зони.

Для забезпечення втілення технічних переваг даного винаходу пропонується удосконалений спосіб і система для забезпечення доступу до підземних зон з обмеженої за площею території на поверхні. В одному прикладі здійснення винаходу в підземній зоні, що розробляється, ведеться буріння численності мереж дренажних бо свердловин від загальної зчленованої, пробуреної з поверхні свердловини, у безпосередній близькості від відповідної кількості свердловин з порожнинами. Мережі дренажних свердловин сполучаються з порожнинами свердловин, через які забезпечується ефективне видалення і (чи) видобуток ув'язнених у покладах води, вуглеводнів та інших рідин, що дренуються з цільової підземної зони. У результаті цього з обмеженої за площею ділянки поверхні забезпечується ефективний видобуток газу, нафти й інших рідин з великого за площею шару, що характеризується низьким тиском і низькою пористістю. Таким чином, видобуток газу можна проводити із шарів, що підстилають пересічену місцевість. Крім того, знижується до мінімуму шкідливий вплив на навколишнє середовище, тому що скорочується площа, що підлягає використанню і рекультивації.

Для забезпечення втілення ще однієї технічної переваги даного винаходу пропонується удосконалений 70 спосіб і система для підготовки вугільного шару чи іншого родовища для видобутку корисної копалини та збору газу із шару після завершення гірських робіт. Зокрема, свердловини з порожнинами і зчленованою свердловиною використовуються для дегазації вугільного шару до проведення гірських робіт. Це дозволяє скоротити як необхідну площу ділянки на поверхні, так і комплект необхідного підземного устаткування й обсяг робіт. Це також дозволяє скоротити терміни, необхідні для дегазації шару, внаслідок чого скорочуються простої /5 устаткування через високий вміст газу в шарі. Крім того, через комбіновану свердловину в дегазований вугільний шар може накачуватися вода і добавки до проведення гірських робіт з метою зниження запиленості і мінімізації інших шкідливих факторів, підвищення ефективності гірських робіт і якості вугілля. Після завершення гірських робіт комбінована свердловина використовується для збору газу з виробленого простору. У результаті цього скорочуються витрати, що пов'язані зі збором газу з виробленого простору, внаслідок чого бпрощується чи стає можливим збір газу з виробленого простору в раніше розроблених шарах.

Ще одна технічна перевага даного винаходу включає систему і спосіб для удосконалення доступу до підземних розроблювальних зон з обмеженої за площею території на поверхні шляхом групування мереж дренажних свердловин у межах підземної зони. Наприклад, відповідно до одного приклада втілення даного винаходу може бути сформована одна мережа дренажних свердловин з метою забезпечення доступу в с ов основному до чотирикутної в плані ділянки підземної зони. Потім дві чи більш мережі дренажних свердловин можуть бути згруповані з метою забезпечення рівномірного й оптимального покриття площі підземної зони. Крім і) того, кожна згрупована мережа дренажних свердловин може бути сформована з двох чи більш підмереж дренажних свердловин. Звичайно підмережі дренажних свердловин складаються з двох чи більш відособлених мереж дренажних свердловин, що сполучаються з загальною, пробуреною з поверхні, свердловиною. Таким «о

Зр чином, забезпечується формування і групування численності різних конфігурацій мереж дренажних свердловин з метою забезпечення рівномірного й оптимального покриття площі конкретної підземної зони. -

Інші технічні переваги даного винаходу очевидні для фахівців даної області техніки з наступних нижче «г креслень, опису винаходу і формули винаходу.

Для більш повного розуміння даного винаходу і його переваг, опис даного винаходу наводиться з ісе)

Зз5 посиланнями на прикладені малюнки, де однакові деталі позначені тими самими позиціями, а саме: ча

Фіг.1 - поперечний розріз системи для удосконалення доступу до підземної зони відповідно з прикладом втілення даного винаходу;

Фіг2 - поперечний розріз системи для удосконалення доступу до підземної зони відповідно до іншого прикладу втілення даного винаходу; «

Фіг.3 - поперечний розріз системи для удосконалення доступу до підземної зони відповідно до іншого з с прикладу втілення даного винаходу;

Фіг4 - план мережі дренажних свердловин для забезпечення доступу до підземної зони відповідно з ;» прикладом втілення даного винаходу;

Фіг.5 - трьохпериста мережа дренажних свердловин для забезпечення доступу до підземної зони відповідно з прикладом втілення даного винаходу; -І Фіг.б6 - співвісна схема трьохпиристої мережі дренажних свердловин, що показана на Фіг. 5, відповідно з прикладом втілення даного винаходу; ме) Фіг.7А - поперечний розріз системи для удосконалення доступу до підземної зони відповідно до іншого ї5» прикладу втілення даного винаходу;

Фіг.7В - план системи для удосконалення доступу до підземної зони, що показана на Фіг.7А, відповідно з о прикладом втілення даного винаходу;

Ф Фіг.8 - план мережі дренажних свердловин для забезпечення доступу до підземної зони відповідно до іншого прикладу втілення даного винаходу;

Фіг.9 - план мережі дренажних свердловин для забезпечення доступу до підземної зони відповідно до іншого прикладу втілення даного винаходу; і

Фіг.10 - блок-схема способу для удосконалення доступу до підземної зони відповідно з прикладом втілення (Ф, даного винаходу. ка На Фіг.1 приведена система 10 для удосконалення доступу до підземної зони з обмеженої за площею ділянки поверхні відповідно з прикладом втілення даного винаходу. У даному прикладі здійснення винаходу підземна бо зона являє собою вугільний шар. Фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що за допомогою даного винаходу може забезпечуватися аналогічний доступ до інших видів зон і (чи) інших видів підземних ресурсів, що характеризуються низьким тиском, наднизьким тиском і низькою пористістю, з метою видалення і (чи) видобутку води, вуглеводнів та інших рідин з покладу, обробки природних копалин у місці їхнього залягання до проведення гірських робіт, нагнітання або подачі газу, рідини чи іншої речовини в підземну зону. 65 Система 10 включає свердловину 12, що простягається від поверхні 14 до цільового вугільного шару 15.

Свердловина 12 перетинає вугільний шар 15, проходить Через нього і продовжується під ним. Свердловина 12 обсаджена відповідними обсадними трубами 16, що закінчуються на рівні чи вище рівня вугільного шару 15. На

Фіг1 свердловина 12 у основному є вертикальною. Проте, фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що свердловина 12 може бути сформована під іншим необхідним кутом з метою відповідності характеристикам поверхні 14 і (чи) геометричним характеристикам вугільного шару 15.

Каротаж свердловини 12 здійснюється або в процесі буріння, або після його завершення з метою уточнення глибини залягання вугільного шару 15. У результаті цього під час проведення подальших бурових робіт виключається пропуск вугільного шару 15, і в процесі буріння відпадає необхідність у визначенні місця розташування вугільного шару 15. У безпосередній близькості від вугільного шару 15 у свердловині 12 буриться 7/0 розширена порожнина 20. Як описано більш докладно нижче, розширена порожнина 20 забезпечує місце перетинання свердловини 12 зі зчленованою свердловиною, що використовується для формування підземної мережі дренажних свердловин у вугільному шарі 15. Розширена порожнина 20 також являє собою місце збору рідин, що дренуються з вугільного шару 15 у процесі розробки.

В одному прикладі здійснення винаходу розширена порожнина 20 має радіус біля 2,4 метра (8 футів) і 7/5 висоту, рівну чи перевищуючу потужність вугільного шару 15. Розширена порожнина 20 буриться на основі відповідного устаткування та технології розширення стовбура свердловини. Проходка частини свердловини 12 ведеться нижче рівня розширеної порожнини 20 з метою формування зумпфу 22 для розширеної порожнини 20.

Зчленована свердловина 30 простягається від поверхні 14 до розширеної порожнини 20 свердловини 12.

Зчленована свердловина 30 включає частину 32, частину 344 криволінійну частину 36, що з'єднує частини 32 і

З4. На Фіг частина 32 у основному є вертикальною, проте, фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що частина 32 може бути сформована під будь-яким заданим кутом стосовно поверхні 14 з метою відповідності геометричним характеристикам поверхні 14 і(чи) елементам залягання вугільного шару 15. Частина 34, у основному, залягає в товщі вугільного шару 15 і перетинається з розширеною порожниною 20 свердловини 12. На Фіг.1 площина вугільного шару 15, у основному, є горизонтальною, у результаті чого частина 34 також є сч ов також горизонтальною. Проте, очевидно, що частина 34 може бути сформована під будь-яким відповідним кутом стосовно поверхні 14 з метою відповідності геометричним характеристикам вугільного шару 15. і)

У прикладі втілення даного винаходу, поданому на Фіг.ї7, на поверхні 14 зчленована свердловина 30 віднесена від свердловини 12 на достатню відстань з метою забезпечення буріння криволінійної з великим радіусом частини 36 і будь-якої необхідної частини 34 до перетинання з розширеною порожниною 20. З метою Ге

Зо створення криволінійної частини 36 з радіусом 30,5-45,7 метрів (100-150 футів) зчленована свердловина віднесена від свердловини 12 на відстань у основному 91,4 метра (300 футів). Ця відстань забезпечує - скорочення до мінімуму кута криволінійної частини 36 з метою зменшення тертя в зчленованій свердловині 30 у «г процесі буріння. У результаті цього максимально збільшується зусилля бурильної колони при проходці зчленованої свердловини 30. Як буде описано нижче, в іншому прикладі втілення даного винаходу ре) передбачається розташування зчленованої свердловини 30 на значно ближчій відстані до свердловини 12 на ї- поверхні 14. Буріння зчленованої свердловини ведеться за допомогою бурильної колони 40, що містить відповідний забійний двигун і бурову коронку 42. Бурильна колона 40 містить пристрій 44 для проведення вимірів у процесі буріння з метою контролю напрямку свердловини, пробуреної забійним двигуном і буровою коронкою 42. Частина 32 зчленованої свердловини 30 обсаджується відповідними обсадними трубами 38. «

Після успішного перетинання розширеної порожнини 20 зчленованою свердловиною 30 буріння з с продовжується через розширену порожнину 20 з використанням бурильної колони 40 і відповідного бурового пристрою з метою створення мережі 50 дренажних свердловин у вугільному шарі 15. На Фіг.1 мережа 50 ;» дренажних свердловин лежить у основному в горизонтальній площині, що відповідає горизонтальній площині розташування вугільного шару 15; проте, фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що мережа 50 дренажних свердловин може бути сформована під будь-яким необхідним кутом, що відповідає геометричним -І характеристикам вугільного шару 15. Мережа 50 дренажних свердловин та інших подібних свердловин облаштовується на похилих, нерівних ділянках та в інших умовах залягання вугільного шару 15 чи підземних

Ме, покладів інших корисних копалин. Під час цієї операції можуть бути використані гамма-каротажні прилади і їх стандартні пристрої для проведення вимірів у процесі буріння з метою контролю і напрямку бурової коронки 42 5р для утримання мережі 50 дренажних свердловин у границях вугільного шару 15 і забезпечення більш ве рівномірного покриття необхідної площі ділянки в межах вугільного шару 15.

Ф У процесі буріння мережі 50 дренажних свердловин буровий розчин, чи глинистий розчин нагнітається в бурильну колону 40 і подається з бурильної колони 40 до області бурової коронки 42, де він використовується для промивання шару і видалення породи, що вибурена. Порода, що вибурена, несеться нагору буровим ов розчином, що циркулює в міжтрубному просторі між бурильною колоною 40 і стінками свердловини З0, і подається на поверхню 14, де шлам відокремлюється від бурового розчину, а далі розчин знову подається для (Ф, циркуляції. Цей відомий буровий процес забезпечує створення стандартного стовпа бурового розчину, висота ка якого дорівнює глибині свердловини 30, і гідростатичного тиску в свердловині 30, відповідного до її глибини.

З огляду на той факт, що вугільні шари характеризуються деякою пористістю і тріщинуватістю, вони можуть не бо Витримати такий гідростатичний тиск, навіть якщо у вугільному шарі 15 присутня пластова вода. Такий режим називається бурінням при підвищеному гідростатичному тиску, в цьому випадку тиск рідини в свердловині 30 перевищує здатність шару витримувати такий тиск. Відхід бурового розчину зі шламом у шар є не тільки дорогим у плані поглинання бурового розчину, що вимагає підживлення, але і сприяє закупорюванню порожнин у вугільному шарі 15, що необхідні для дренажу газу і води з вугільного шару. 65 З метою запобігання режиму буріння при підвищеному гідростатичному тиску в свердловині в процесі формування мережі 50 дренажних свердловин, пропонується використання повітряних компресорів 60, що забезпечують нагнітання стиснутого повітря в свердловину 12 і його вихід через зчленовану свердловину 30. Це приводить до ефекту ослаблення гідростатичного тиску бурового розчину і зниження призабійного тиску до відповідного рівня, що перешкоджає виникненню режиму буріння при підвищеному гідростатичному тиску. Аерація бурового розчину забезпечує зниження тиску в свердловині в основному до 9,5-1Зкг/см 2 (150-200 фунтів на квадратний дюйм). Відповідно, буріння вугільних шарів низького тиску й інших покладів корисних копалин можна проводити без істотних втрат бурового розчину і забруднення покладів корисних копалин буровим розчином. Піна, що може являти собою суміш стиснутого повітря з водою, також може подаватися через бурильну колону 40 разом з буровим розчином з метою аерації бурового розчину в міжтрубному просторі в 70 процесі буріння зчленованої свердловини 30 і, при необхідності, у процесі буріння мережі 50 дренажних свердловин. Буріння мережі 50 дренажних свердловин з використанням пневмовідбійного бурового долота чи пневматичного забійного двигуна також дозволяє нагнітати стиснене повітря чи піну в буровий розчин. У цьому випадку стиснене повітря чи піна, що використовуються для приведення в дію забійного двигуна і бурової коронки 42, виходять з бурильної колони 40 у безпосередній близькості від бурової коронки 42. Проте, більший 75 обсяг повітря, що можна нагнітати в свердловину 12, забезпечує більш ефективну аерацію бурового розчину, ніж це звичайно можливо шляхом подачі повітря через бурильну колону 40.

На Фіг.2 приведена система 10 для удосконалення доступу до підземної зони з обмеженої за площею ділянки поверхні відповідно з іншим прикладом втілення даного винаходу. У даному прикладі здійснення свердловина 12, розширена порожнина 20 і зчленована свердловина 30 розміщуються і проходяться відповідно до опису до

Фіг. На Фіг.2 після перетинання розширеної порожнини 20 з зчленованою свердловиною 30, у розширеній порожнині 20 установлюється насос 52 для перекачування бурового розчину і шламу на поверхню 14 через свердловину 12. Це істотно зменшує тертя повітря і рідини, що піднімаються нагору по зчленованій свердловині 30, і знижує майже до нуля тиск у свердловині. Відповідно, це забезпечує доступ з поверхні 14 до вугільних шарів і покладів інших корисних копалин, що мають наднизький пластовий тиск, нижче за 9,Бкг/см? (150 фунтів. СМ на квадратний дюйм). Крім того, у свердловині виключається можливість утворення небезпечних з'єднань о повітря з метаном .

На Фіг.3 приведена система 10 відповідно з іншим прикладом втілення даного винаходу. У даному прикладі здійснення після завершення буріння свердловин 12 і 30, а також мережі 50 дренажних свердловин зі зчленованою свердловиною З0 витягається бурильна колона 40, і устя зчленованої свердловини 30 (Се) герметизується. У розширеній порожнині 20 свердловини 12 установлюється бурильний насос 80. Розширена порожнина 20 являє собою резервуар для накопичування рідини, що періодично відкачується, при цьому ч виключається негативний вплив гідростатичного напору, створюваного рідиною, що нагромадилася, у «І свердловині 12.

Насосний агрегат 80 сполучається з поверхнею через колону насосних труб 82 і може приводитися до дії за ї-о допомогою штанги 84, що проходить до вибою свердловини 12 усередині колони насосних труб 82. Насосна Їч- штанга 84 виконує зворотно-поступальний рух за допомогою відповідного пристрою, що установлений на поверхні, наприклад, балансиру насосної установки 86 з електроприводом, для приведення в дію насосного агрегату 80. Насосний агрегат 80 використовується для відкачки води і зваженого в буровому розчині вугільного « дріб'язку з вугільного шару 15 через мережу 50 дренажних свердловин. Після відкачки на поверхню 14 вода може піддатися обробці для видалення метану, що може бути розчинений у воді, і відділення завислого в - с буровому розчині вугільного дріб'язку. Після того, як з вугільного шару 15 буде відкачана достатня кількість а води, забезпечується підйом чистого пластового газу до поверхні 14 по міжтрубному просторі свердловини 12 ,» навколо колони насосних труб і його видалення по трубопроводу, що приєднаний до гирлової арматури. На поверхні 14 здійснюється обробка, стиск і перекачування метану по трубопроводу для використання як палива в стандартних процесах. Насосний агрегат 80 може працювати постійно чи періодично відкачувати воду, що -і надходить у розширену порожнину 20 з вугільного шару 15. б На Фіг.4-6 приведена мережа 50 дренажних свердловин для удосконалення доступу до ресурсів відповідно до прикладів втілення даного винаходу. У цих прикладах здійснення мережа 50 дренажних свердловин включає ї перисті системи, що містять основну, чи центральну, у основному симетрично розташовану свердловину, і 1» 50 розміщені через визначену відстань бічні свердловини, що відходять з кожної сторони основної свердловини.

Периста система подібна на систему жилок листка чи структурою пера в тім, що вона містить аналогічні, в 4) основному рівнобіжні, додаткові свердловини, що | розташовані в основному на рівній відстані одна від одної та паралельно на протилежних сторонах осі. Периста мережа розміщення свердловин, заснована на центральній свердловині та в основному симетрично розміщеними на відповідній відстані одна від одної бічними свердловинами на кожній стороні, утворюють рівномірну систему для дренування рідини з вугільного чи шару іншого шару чи для рівномірного введення речовин у шар. Відповідно до нижче приведеного опису периста о система забезпечує рівномірне охоплення квадратної, ромбовидної, іншої чотирикутної чи сітчастої в плані іме) ділянки і може розташовуватися на визначеній відстані від іншої системи підготовки вугільного шару 15 для проведення гірських робіт. 60 Фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що можуть бути використані інші мережі дренажних свердловин відповідно до даного винаходу.

Перисті та інші необхідні мережі дренажних свердловин, що пробурені з поверхні, забезпечують доступ до шарів з поверхні землі. Мережа дренажних свердловин може бути використана для рівномірного видалення і (чи) нагнітання рідини чи обробки підземних запасів корисних копалин з використанням інших способів. Мережа 65 дренажних свердловин, крім її застосування в розробці вугільних шарів, може бути використана для ініціювання внутрішньошарового горіння, нагнітання пари в шар важкої сирої нафти для підвищення нафтовіддачі і видалення вуглеводнів з пластових резервуарів з низькою пористістю.

На Фіг.4 приведена мережа 100 дренажних свердловин відповідно з прикладом втілення даного винаходу. У даному прикладі здійснення винаходу мережа 100 дренажних свердловин забезпечує доступ у основному до ділянки 102 корисних копалин у плані в основному у вигляді ромба чи паралелограма. Може бути використаний ряд мереж 100 дренажних свердловин для забезпечення рівномірного доступу до великої за площею підземної ділянки. Зчленована свердловина 30 задає перший кут ділянки 102. Мережа 100 дренажних свердловин включає основну свердловину 104, що проходить діагонально через ділянку 102 до дальнього кута 106 ділянки 102. Для забезпечення дренування свердловини 12 і 30 розташовані над ділянкою 102 таким чином, що буріння /о бвердловини 104 ведеться по піднесенню вугільного шару 15. Це спрощує збір води, газу й інших рідин з ділянки 102. Буріння свердловини 104 ведеться за допомогою бурильної колони 40 від розширеної порожнини 20 співвісно зі зчленованою свердловиною 30.

З протилежних сторін свердловини 104 у напрямку зовнішньої границі 112 ділянки 102 розходяться декілька бічних свердловин 110. Бічні свердловини 110 можуть розташовуватися дзеркально на протилежних сторонах 7/5 бвердловини 104 чи можуть бути зміщені відносно одна одної уздовж свердловини 104. Кожна з бічних свердловин 110 включає криволінійну частину 114, що простягається від свердловини 104, і наступну пряму частина 116, сформовану після того, як криволінійна частина 114 досягне відповідного напрямку. Для рівномірного покриття площі ділянки 102 пари бічних свердловин розташовуються на рівній відстані одна від одної на кожній стороні свердловини 104 і йдуть від свердловини 104 під кутом у основному шістдесятьох 2о градусів. Довжина бічних свердловин 110 зменшується по мірі віддалення від розширеної порожнини 20 з метою спрощення буріння бічних свердловин 110. Кількість бічних свердловин 110 і відстань між ними може змінюватися в залежності від характеристик ділянки корисних копалин і вимог до розмірів ділянки і свердловин.

Наприклад, бічні свердловини 110 можуть бути пробурені з однієї сторони свердловини 104 для формування напівперистої системи. сч

Свердловини 104 і бічні свердловини 110 проходяться шляхом буріння через розширену порожнину 20 з використанням бурильної колони 40 і необхідного бурового устаткування. Під час цієї бурової операції можуть і) бути використані гамма-каротажні прилади і стандартні пристрої, призначені для проведення вимірів у процесі буріння з метою контролю напрямку бурової коронки для обмеження мережі 100 дренажних свердловин границями вугільного шару 15, а також збереження відповідного інтервалу й орієнтування свердловини 104 і Ге зо бічних свердловин 110. Як показано на Фіг.4, бічні свердловини 110 розташовані таким чином, що довжина кожної бічної свердловини 110 при її вимірі від зовнішньої границі 112 до розширеної порожнини 20 чи - свердловин 12 або 30 є, у основному, однаковим, внаслідок чого спрощується буріння кожної бічної свердловини «г 110.

У конкретному прикладі здійснення свердловина 104 буриться з ухилом у кожній з численності початкових ісе)

Зв ТОЧОК бічних свердловин 108. Після завершення буріння свердловини 104 бурильна колона 40 рухається в ї- зворотному напрямку, послідовно проходячи кожну з точок 108, від яких на кожній стороні свердловини 104 буриться чергова бічна свердловина 110. Фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що мережа 100 дренажних свердловин може бути сформована іншим способом відповідно до даного винаходу.

На Фіг.5 приведена мережа 140 дренажних свердловин відповідно з іншим прикладом втілення даного « винаходу. Мережа 140 дренажних свердловин включає три відособлених мережі 100 дренажних свердловин, ств) с при цьому кожна дренує частину ділянки 142, що покрита мережею 140 дренажних свердловин. Кожна з мереж . 100 дренажних свердловин включає свердловини 104 і численності бічних свердловин 110, що відходять від и?» свердловини 104. У прикладі триперистої системі втілення, що відображена на Фіг.5, буріння кожної з свердловин 104 і 110 здійснюється від загальної зчленованої свердловини 144, і рідина і (чи) газ можуть бути

Вилучені з підземної зони чи подані в підземну зону по свердловині 146, що сполучається з кожною -І свердловиною 104. Завдяки цьому забезпечується більш компактне розташування виробничого устаткування на поверхні, більш широке охоплення площі мережею свердловин і скорочення кількості бурового устаткування й

Ме, обсягу робіт. їх Кожна свердловина 104 закладається у заданому місці щодо інших свердловин 104 з метою забезпечення доступу до конкретної підземної ділянки. Наприклад, свердловини 104 можуть бути сформовані з інтервалом, чи пи відстанню між суміжними свердловинами 104 з метою забезпечення доступу до підземної зони таким чином, що

Ф буде потрібно тільки три свердловини 104. Отже, інтервал між суміжними свердловинами 104 може змінюватися в залежності від зміни потужності покладів підземної зони. Таким чином, інтервал між суміжними свердловинами 104 може бути рівним чи може змінюватися в залежності від специфічних характеристик конкретних покладів дв Корисних копалин. Наприклад, у прикладі здійснення, поданому на Фіг.5, кут між кожною свердловиною 104 складає, у основному, 120 градусів, у результаті чого кожна мережа 100 дренажних свердловин простягається в

Ф) напрямку в основному 120 градусів від суміжної мережі 100 дренажних свердловин. Проте, можуть бути ка використані інші необхідні кути розміщення свердловин, мережі чи орієнтування в залежності від характеристик конкретних підземних покладів. Таким чином, як показано на Фіг.5, кожна свердловина 104 і відповідна мережа бо 100 дренажних свердловин простягаються від свердловини 144 до зовнішньої границі в різних напрямках, утворюючи симетричну структуру. Як буде показано детальніше далі, симетрично сформовані мережі дренажних свердловин можуть бути суміжно розміщені чи згруповані з метою забезпечення рівномірного доступу до підземної зони.

У прикладі здійснення винаходу, наведеному на Фіг.5, кожна мережа 100 дренажних свердловин включає в5 також ряд бічних свердловин 148, що відходять від бічних свердловин 110. Бічні свердловини 148 можуть мати дзеркальне розташування на протилежних сторонах бічної свердловини 110 чи можуть бути зміщені відносно одна одної уздовж бічної свердловини 110. Кожна з бічних свердловин 148 включає криволінійну частину 160, що відходить від бічної свердловини 110, і наступну пряму частину 162, сформовану після того, як криволінійна частина 160 досягає відповідного напрямку. Для рівномірного покриття площі ділянки 142 пари бічних свердловин 148 можуть бути розташовані на рівній відстані одна від одної з кожної сторони бічної свердловини 110. Крім того, бічні свердловини 148, що відходять від однієї бічної свердловини 110, можуть проходити між бічними свердловинами 148 чи в безпосередній близькості від них, відходячи від суміжної бічної свердловини 110, з метою забезпечення рівномірного покриття площі ділянки 142. Проте, кількість, інтервал і кутове орієнтування бічних свердловин 148 можуть змінюватися в залежності від характеристик ділянок підземних 70 покладів, вимог до розмірів ділянки і свердловин.

Як описано вище з посиланням на Фіг.4, кожна мережа 100 дренажних свердловин у основному забезпечує доступ до ділянки чи зони 102, що має в плані форму чотирикутника. На Фіг.4 зона 102 має в основному форму ромба чи паралелограма. Як показано на Фіг.5, мережі 100 дренажних свердловин можуть бути розміщені таким чином, що сторони 149 кожної чотирикутної підземної зони 148 стикаються одна з одною, забезпечуючи тим /5 бамим рівномірне охоплення площі підземної зони 142.

На Фіг.б показане співвісне, чи гніздове, розташування мереж дренажних свердловин у межах підземної зони відповідно з прикладом втілення даного винаходу. У даному прикладі використовуються три відособлених мережі 100 дренажних свердловин для формування рядів, у основному шестикутних мереж 150 дренажних свердловин, наприклад, аналогічних сітці 140 дренажних свердловин, що показана на Фіг.5. Таким чином, 2о Мережа 150 дренажних свердловин включає ряд підмереж дренажних свердловин, наприклад, мережі 100 дренажних свердловин, з метою досягнення необхідної геометричної форми мережі. Мережі 150 дренажних свердловин можуть бути розташовані відносно одна одної таким чином, що утворюють у основному стільникову структуру, внаслідок чого максимально збільшується площа ділянки доступу до підземних покладів, при цьому скорочується кількість мереж 150 дренажних свердловин. До проведення гірських розробок підземних покладів сч буріння мереж 150 дренажних свердловин може бути виконане з поверхні з метою дегазації покладів корисних копалин до того, як будуть початі гірські роботи. Кількість відособлених мереж 100 дренажних свердловин також і) може змінюватися з метою утворення іншої геометричної форми мереж дренажних свердловин, у результаті чого утворені мережі дренажних свердловин можуть бути згруповані таким чином, щоб забезпечити рівномірне покриття площі залягання підземних запасів. Наприклад, на Фіг.5-6 показані три відособлених мережі 100 Ге зо дренажних свердловин, що сполучаються з центральною свердловиною 104 і утворюють шестигранну чи шестикутну мережу 140 і 150 дренажних свердловин. Крім того, також може бути використано більше або менше - трьох відособлених мереж 100 дренажних свердловин, що сполучаються з центральною свердловиною 104, у «г результаті чого кілька утворених багатобічних мереж дренажних свердловин можуть бути згруповані для досягнення рівномірного покриття площі підземних покладів і (чи) відповідності геометричним характеристикам ісе) з5 Конкретних покладів корисних копалин. ча

На Фіг.7А и 7В показана подвійна система 200 криволінійних зчленованих свердловин для удосконалення доступу до підземних ресурсів з обмеженої за площею території на поверхні відповідно з іншим прикладом втілення даного винаходу. Відповідно до даного прикладу здійснення корисною копалиною є вугільний шар.

Фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що доступ до інших підземних формацій і (чи) інших « ресурсів, що характеризуються низьким тиском, наднизьким тиском і низькою пористістю, може бути в с забезпечений аналогічним образом шляхом використання системи 200 криволінійних зчленованих свердловин відповідно до даного винаходу з метою видалення і (чи) видобутку води, вуглеводнів та інших рідин з покладів ;» корисних копалин, обробки покладів корисних копалин до проведення гірських робіт, нагнітання чи подачі рідини в підземну зону. У даному прикладі здійснення утворені три відособлених мережі дренажних свердловин, що сполучаються з єдиною свердловиною. З метою простоти ілюстрації опис формування мережі одиночною -І свердловиною дається з посиланням на Фіг.7А, проте, фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що формування мережі дренажних свердловин може бути неодноразово повторено з метою формування

Ме. додаткових мереж дренажних свердловин. їх На Фіг.7А показаний вид системи 200 у поперечному розрізі відповідно з прикладом втілення даного 5р винаходу. Свердловина 210 простягається з поверхні 14 до першої зчленованої свердловини 230. Свердловина ве 210 обсаджена відповідними обсадними трубами 215, що закінчуються на рівні чи вище рівня зчленованої

Ф свердловини 230. Друга свердловина 220 простягається від перетинання свердловини 210 з першою зчленованою свердловиною 230 до другої зчленованої свердловини 235. Друга свердловина 220 розташована співвісно з першою свердловиною 210 таким чином, що разом вони утворять єдиний стовбур свердловини. ов Продовження 240 другої свердловини 220 простягається від перетинання другої свердловини 220 із другою зчленованою свердловиною 235 до глибини нижче підошви вугільного шару 15. На Фіг.7А свердловини 210 і 220

Ф) показані в основному вертикальними, проте, повинно бути очевидним, що свердловини 210 і 220 можуть бути ка задані та зорієнтовані під іншими кутами в залежності від геометричних характеристик поверхні 14 і (чи) вугільного шару 15. во Перша зчленована свердловина 230 має криволінійну частину 232. Друга зчленована свердловина 235 має криволінійну частину 237. Криволінійна частина 237, у основному, має менші розміри, чим криволінійна частина 232 для забезпечення перетинання другої зчленованої свердловини 235 з першою зчленованою свердловиною 230. Перша зчленована свердловина 230 сполучається з розширеною порожниною 250. Розширена порожнина 250 утворена на вибої першої зчленованої свердловини 230 серед вугільного шару 15. Як описано більш 65 Детально нижче, розширена порожнина 250 є місцем перетинання підземного каналу для збору рідини, чи свердловини 225.

В одному прикладі втілення даного винаходу розширена порожнина 250 має радіус у основному 2,4 метра (8 футів), при цьому розмір розширеної порожнини по висоті дорівнює потужності вугільного шару 15 чи перевищує її Розширена порожнина 250 сформована з застосуванням відповідного устаткування та технології для Возширення стовбура свердловини. Проте, розширена порожнина 250 може мати інші необхідні геометричні характеристики для накопичування рідини в розширеній порожнині 250.

Свердловина 225 буриться на перетинанні другої свердловини 220 із другою зчленованою свердловиною 235. Свердловина 225 проходить через вугільний шар 15 у розширену порожнину 250. На Фіг.7А свердловина 225 показана у основному горизонтальною, проте, повинно бути очевидним, що свердловина 225 може бути /о бформована під іншим кутом у залежності від геометричних характеристик вугільного шару 15. Після формування першої зчленованої свердловини 230 у вугільному шарі буриться розширена порожнина 250. Після формування розширеної порожнини 250 буріння продовжується через розширену порожнину 250 з метою формування мережі 50 дренажних свердловин у вугільному шарі 15. Мережа 50 дренажних свердловин та інших таких свердловин розташовується на похилих, нерівних ділянках та в інших умовах залягання вугільного шару 15 7/5 чи інших підземних покладів корисних копалин. Під час цієї операції можуть бути використані гамма-каротажні прилади і стандартні пристрої для проведення вимірів у процесі буріння з метою контролю і напрямку бурового інструменту для утримання мережі 50 дренажних свердловин у границях вугільного шару 15 і забезпечення в основному рівномірного покриття необхідної площі ділянки в межах вугільного шару 15. Мережа 50 дренажних свердловин може включати мережу, показану на Фіг.4-6, крім того, можуть бути також використані інші необхідні 2о Мережі дренажних свердловин. Заходи для запобігання поглинання бурового розчину і режим буріння при підвищеному гідростатичному тиску в свердловині можуть проводитися з використанням способів, описаних з посиланнями на Фіг.1-3.

Після формування мережі 50 дренажних свердловин може бути пробурена друга свердловина 220. Як описано вище, друга свердловина 220 буриться на перетинанні першої свердловини 210 з першою зчленованою сч ов свердловиною 230. Після того, як свердловину 220 буде пробурена до глибини вугільного шару 15, буриться друга зчленована свердловина 235 і свердловина 225. Друга зчленована свердловина 235 проходиться з і) використанням стандартного бурового устаткування. Свердловина 225 буриться з використанням стандартного бурового устаткування і з'єднує другу свердловину 220 з розширеною порожниною 250 через другу зчленовану свердловину 235. Рідини, що зібралися в мережі 50 дренажних свердловин, протікають через розширену Ге зо порожнину 250 і по свердловині 225, а потім віддаляються через другу свердловину 220 і першу свердловину 210 на поверхню 14. При використанні даного способу буріння забезпечується дренування значної площі - підземного шару і доступ до нього з невеликої за площею ділянки на поверхні. «г

На Фіг.7В показаний план системи 200, що проілюстрований на Фіг.7А в відповідності з прикладом втілення даного винаходу. Як показано на Фіг.7В, кожна з трьох зчленованих свердловин 230 і свердловин 225 відходять ре) від свердловини 210 і в плані розташовані одна до одної під кутом 120 градусів. Буріння свердловини 210 ї- здійснюється від точці поверхні, що знаходиться в основному в центрі всієї ділянки свердловин. Як описано вище, зчленовані свердловини 230 буряться з точки, що знаходиться поблизу свердловини 210 чи співпадаючої з нею. Буріння мережі 50 дренажних свердловин здійснюється в межах підземних покладів корисних копалин з кожної зчленованої свердловини 230. Крім того, для збору сировини, що дренується з мережі 50 дренажних « бвердловин, буриться розширена порожнина 250 від кожної зчленованої свердловини 230. Буриться кожний із з с трьох підземних каналів для збору рідини, чи свердловин 225 для з'єднання кожної з порожнин 250 з свердловиною 210, як описано вище з посиланням на Фіг.7А. ;» Сировина з покладів корисних копалин, що розробляються, стікає в мережу 50 дренажних свердловин, де вона збирається в порожнинах 250. З розширених порожнин 250 сировина проходить через свердловини 225 і надходить у свердловину 210. Після збору сировини в свердловині 210 вона може бути відведена на поверхню з -І використанням вище описаних способів.

На Фіг.8 показана мережа 300 дренажних свердловин, що має перисту структуру відповідно з іншим ме) прикладом втілення даного винаходу. У даному прикладі втілення даного винаходу зчленована свердловина 330 їх задає перший кут ділянки 332 покладів корисних копалин. Мережа 300 дренажних свердловин включає основну 5о свердловину 334, що проходить діагонально через ділянку 332 до дальнього кута 336 ділянки 332. Свердловини ве 320 і зчленована свердловина 330 розташовані над ділянкою 332 таким чином, що буріння свердловини 334

Ф ведеться по піднесенню вугільного шару 15. Це спрощує збір газу, води й іншої рідини з ділянки 332.

Свердловина 334 простягається від розширеної порожнини 322 співвісно з зчленованої свердловиною 330.

З протилежних сторін свердловини 334 у напрямку зовнішньої границі 342 ділянки 332 проходиться дв численність бічних свердловин 340. Бічні свердловини 340 можуть розташовуватися дзеркально на протилежних сторонах свердловини 334 чи можуть бути зміщені відносно одна одної уздовж свердловини 334. Кожна з бічних

Ф) свердловин 340 включає криволінійну частину 344, що простягається від свердловини 304, і наступну пряму ка частина 346. Перший ряд бічних свердловин 340, які розташовані у безпосередній близькості від розширеної порожнини 322, може також включати другу криволінійну частину 348, що сформована після того, як перша во криволінійна частина 344 досягла відповідного напрямку. У цьому ряді прямолінійна частина 346 буриться після того, як друга криволінійна частина 348 досягне відповідного напрямку. Таким чином, перший ряд бічних свердловин 340 зміщається, чи згинається в напрямку розширеної порожнини 322 перш, ніж пройти через шар, у результаті чого забезпечується розширення мережі свердловин у напрямку розширеної порожнини 322 для рівномірного покриття площі ділянки 332. З метою рівномірного покриття площі ділянки 332 пари бічних 65 свердловин 340 розташовуються на рівній відстані одна від одної на кожній стороні свердловини 334 і відходять від свердловини 334 під кутом у основному 60 градусів. Довжина бічних свердловин 340 зменшується по мірі віддалення від розширеної порожнини 322 з метою спрощення буріння бічних свердловин 340.

Свердловина 334 і бічні свердловини 340 проходяться шляхом буріння через розширену порожнину 322 з використанням бурильної колони 40 і відповідного бурового устаткування. При цьому для проведення вимірів у процесі буріння можуть бути використані гамма-каротажні прилади і стандартні пристрої з метою контролю напрямку бурового інструменту для утримання мережі 300 дренажних свердловин у границях вугільного шару 15, збереження відповідного інтервалу й орієнтування свердловини 334 і бічних свердловин 340. У конкретному прикладі здійснення свердловина 334 буриться з нахилом у кожній з завданих точок 350 свердловини, відкіля буде розпочате буріння бічних свердловин. Після завершення буріння свердловини 334 бурильна колона 40 /о рухається в зворотному напрямку, послідовно проходячи кожну бічну точку 350, від якої на кожній стороні свердловини 334 буряться бічні свердловини 340. Фахівцям даної області техніки повинно бути очевидним, що мережа 300 дренажних свердловин може бути сформована іншим способом відповідно до даного винаходу.

На Фіг.9 приведений план мережі 400 дренажних свердловин відповідно з прикладом втілення даного винаходу. У даному прикладі здійснення мережа 400 дренажних свердловин включає дві відособлені мережі 402 /5 дренажних свердловин, при цьому кожна забезпечує доступ до частини ділянки 404, що покрита мережею 400 дренажних свердловин. Кожна з мереж 402 дренажних свердловин включає свердловину 406 і ряд бічних свердловин 408, що відходять від свердловини 406. У прикладі здійснення, поданому на Фіг.9, буріння кожної з свердловин 406 і 408 здійснюється з загальної зчленованої свердловини 410, і рідина і (чи) газ можуть бути вилучені з підземної зони чи подані в підземну зону по свердловині 412, що сполучається з кожною 2о свердловиною 406. У даному прикладі здійснення свердловини 410 і 412 показані зміщеними по відношенню одна до одної, однак, повинно бути очевидним, що мережа 400 дренажних свердловин може бути також сформована з використанням стовбура загальної, пробуреної з поверхні свердловини, як показано на Фіг.7А.

Завдяки цьому забезпечується більш компактне розташування виробничого устаткування на поверхні, більш широке охоплення площі мережею свердловин, скорочення кількості бурового устаткування й обсягу робіт. с

Як показано на Фіг.9, свердловини 406 є протилежними одна до одної під кутом у основному 180 градусів, у результаті чого кожна мережа 402 дренажних свердловин простягається в протилежному напрямку. Проте, і) можуть бути використані інші необхідні кути розподілу свердловин, чи мережі орієнтування в залежності від характеристик конкретних підземних покладів. У прикладі здійснення, поданому на Фіг.9, кожна мережа 402 дренажних свердловин також включає ряд бічних свердловин 408, що відходять від свердловин 406. Бічні Ге зо свердловини 408 можуть бути дзеркально розміщені на протилежних сторонах свердловин 406 чи можуть бути зміщені відносно одна одної уздовж свердловин 406. Кожна з бічних свердловин 408 включає криволінійну « частину 418, що відходить від свердловини 406, і наступну пряму частину 420, сформовану після того, як «г криволінійна частина 418 досягне відповідного напрямку. Для рівномірного покриття площі ділянки 404 пари бічних свердловин 408 можуть бути розташовані на рівній відстані одна від одної на кожній стороні свердловини ісе) 406. Проте, кількість, розміщення і кутове орієнтування бічних свердловин 408 може змінюватися в залежності ї- від характеристик ділянок підземних покладів, вимог до розмірів ділянки і свердловин. Як описано вище, бічні свердловини 408 можуть бути сформовані таким чином, щоб довжина кожної свердловини 408 зменшувалася в міру збільшення відстані між кожною відповідною бічною свердловиною 408 і свердловинами 410 чи 412.

Відповідно, відстань від свердловин 410 чи 412 до зовнішньої границі підземної зони 404 уздовж кожної бічної « свердловини 408 у основному є рівним, спрощуючи тим самим формування свердловини. в с У даному прикладі здійснення кожна мережа 402 дренажних свердловин забезпечує доступ до ділянки 422, у основному трикутної форми. Зони 422 трикутної форми, що розробляються, утворені шляхом розміщення бічних ;» свердловин 408 перпендикулярно до свердловин 406. Зони 422 трикутної форми розміщені суміжно, у результаті чого кожна зона 422 має загальну сторону 424. Сполучення зон 422 забезпечує утворення підземної зони 404 чотирикутної в плані форми. Як описано вище, кілька мереж 400 дренажних свердловин можуть бути згруповані -І для забезпечення рівномірного доступу до ділянок підземних робіт.

На Фіг.10 приведена блок-схема з описом способу удосконалення доступу до підземних ресурсів, наприклад, ме) до вугільного шару 15 відповідно з прикладом втілення даного винаходу. У даному прикладі здійснення спосіб ї5» починається з етапу 500, на якому визначаються ділянки, що підлягають дренуванню, і типи мереж дренажних свердловин для цих ділянок. З метою забезпечення оптимального покриття площі підземної зони можуть бути о використані перисті мережі дренажних свердловин. Проте, повинно бути очевидним, що також можуть бути

Ф використані інші необхідні мережі дренажних свердловин.

При переході до етапу 502 з поверхні 14 до попередньо завданої глибини буряться свердловини 12 через вугільний шар 15. Далі, на етапі 504 здійснюється бурильний каротаж для точного визначення місця залягання в Вугільного шару в свердловині 12. На етапі 506 здійснюється формування розширеної порожнини 22 у першій свердловині 12 серед вугільного шару 15. Як указувалося вище, розширена порожнина 20 може бути (Ф, сформована з застосуванням устаткування та технології для розширення стовбура свердловини. ка На етапі 508 з поверхні 14 до завданої глибини буриться друга свердловина 12 через вугільний шар 15.

Друга свердловина 12 зміщена від першої свердловини 12 по поверхні 14. Далі, на етапі 510 використовується бор бурильне каротажне устаткування для точного визначення місця залягання вугільного шару в другій свердловині 12. На етапі 512 у другій свердловині 12 буриться розширена порожнина 22 серед вугільного шару 15. На етапі 514 буриться третя свердловина 12 до завданої глибини з поверхні 14 через вугільний шар 15. На поверхні третя свердловина 12 віднесена від першої і другої свердловин 12. Наприклад, як описано вище, перша, друга і третя свердловини 12 можуть бути розміщені з інтервалом у основному 120 градусів у плані відносно одна одної і 65 Можуть знаходитися на рівній відстані від мережі дренажних свердловин. Далі, на етапі 516 використовується бурильне каротажне устаткування для точного визначення місця залягання вугільного шару 15 у третій свердловині 12. На етапі 518 у третій свердловині 12 буриться розширена порожнина 22 серед вугільного шару

Далі на етапі 520 буриться зчленована свердловина 30 до перетинання сформованих в першій, другій і третій свердловинах 12 розширених порожнин 22. На етапі 522 для формування перистих мереж дренажних свердловин через зчленовану свердловину 30 серед вугільного шару 15 буряться свердловини 104, що відходять від кожної розширеної порожнини 20. Після буріння свердловини 104 на етапі 524 буряться бічні свердловини 110 для формування перистої мережі дренажних свердловин. На етапі 526 буряться бічні свердловини 148 для формування перистої мережі дренажних свердловин. 70 На етапі 528 виконується герметизація устя свердловини 30. Далі, на етапі 530 здійснюється очищення порожнин 22 для підготовки до установки зануреного експлуатаційного устаткування. Розширені порожнини 22 можуть бути звільнені від води шляхом нагнітання стиснутого повітря в першу, другу і третю свердловину 12 чи за допомогою іншого прийнятного технологічного процесу. На етапі 532 у першій, другій і третій свердловинах 12 монтується виробниче устаткування. Виробниче устаткування може включати штанговий насос, що /5 опускається в розширені порожнини 22 для видалення води з вугільного шару 15. Відкачка води приводить до падіння тиску у вугільному шарі, у результаті чого забезпечується вивільнення метану з породи і його відкачка з міжтрубного простору першої, другої і третьої свердловин 12.

На етапі 534 здійснюється відкачка на поверхню води, що надходить з мереж дренажних свердловин у розширені порожнини 22. При необхідності воду можна відкачувати постійно чи періодично з метою її видалення

З порожнин 22. На етапі 536 на поверхні 14 здійснюється постійний збір метану, що вивільнився з вугільного шару 15.

Далі, на етапі ухвалення рішення 538 визначається доцільність завершення видобутку газу з вугільного шару 15. В одному прикладі здійснення видобуток газу може бути завершений після того, як витрати зі збору газу стануть перевищувати доходи, що одержані від експлуатації свердловини. В іншому прикладі здійснення сч г видобуток газу зі свердловини може продовжуватися до того моменту, поки обсяг газу у вугільному шарі не стане нижче обсягу, припустимого для продовження розробки. Якщо видобуток газу не закінчений, здійснюється і) повернення до етапів 534 і 536, на яких продовжується відкачка води і газу з вугільного шару 15. По завершенню видобутку переходять до етапу 540, на якому виконують демонтаж виробничого устаткування.

Далі, на етапі ухвалення рішення 542 визначають можливість подальшої підготовки вугільного шару 15 для Ге зо проведення гірських робіт. Якщо приймається рішення про подальшу підготовку вугільного шару 15 для розробки, здійснюється перехід до етапу 544, на якому у вугільний шар 15 може нагнітатися вода й інші добавки - з метою повторного обводнювання вугільного шару 15 для зниження рівня запиленості, підвищення «г ефективності видобутку вугілля і якості продукції, що видобувається.

Якщо не потрібно проведення робіт по додатковій підготовці вугільного шару 15 до розробки, здійснюється ісе) перехід від етапу 542 до етапу 546, на якому відбувається розробка вугільного шару 15. Видобуток вугілля з ї- вугільного шару 15 приведе до розтріскування й обвалення покрівлі вироблення у вироблений простір, що утворився в процесі видобутку. Обвалення покрівлі вироблення приводить до накопичування газу у виробленому просторі, видобуток якого можна робити на етапі 548 через першу, другу і третю свердловини 12. Відповідно, для видобутку газу з виробленого простору вугільного шару 15 не буде потрібно проведення додаткових бурових « робіт. Етап 548 веде до завершення процесу, протягом якого вироблялася ефективна дегазація вугільного шару з с 15 з поверхні. Спосіб забезпечує взаємовигідний зв'язок із шахтою, тобто видалення небажаного газу до розробки і повторне обводнення вугілля до його видобутку. з Хоча дійсний винахід описаний на декількох прикладах його здійснення, однак, фахівцям даної області техніки можуть бути запропоновані численні зміни і модифікації. Такі зміни і модифікації, обумовлені формулою винаходу, знаходяться в межах даного винаходу. -І

Ге»)

Claims (54)

Формула винаходу

1. Підземна мережа дренажних свердловин для досягнення заданої області підземної зони з поверхні, яка ве включає першу свердловину, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, яка по суті визначає Ф початок підземної зони, до дальнього кінця ділянки, і множину бічних свердловин, що простягаються назовні у напрямку від першої свердловини, яка відрізняється тим, що відстань від вибою бічної свердловини до пробуреної з поверхні свердловини є однаковою, в основному, для кожної з бічних свердловин.

2. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що множина бічних свердловин включає перший ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від першої сторони першої свердловини, і другий ряд (Ф) бічних свердловин, що простягаються назовні від другої сторони першої свердловини. ГІ

3. Мережа дренажних свердловин за п. 2, яка відрізняється тим, що додатково включає третій ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від першого і другого рядів бічних свердловин. во

4. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна з множини бічних свердловин простягається в напрямку зовнішнього краю ділянки.

5. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна з множини бічних свердловин розташована в основному на однаковій відстані від іншої.

6. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що щонайменше одна із множини бічних б5 свердловин включає першу криволінійну частину, що проходить від першої свердловини, другу криволінійну частину, що проходить від першої криволінійної частини, і подовжену частину, що проходить від другої криволінійної частини.

7. Мережа дренажних свердловин за п. б, яка відрізняється тим, що друга криволінійна частина простягається в напрямку пробуреної з поверхні свердловини.

8. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що ділянка в основному являє собою чотирикутник та в ній вибій першої свердловини простягається від дальнього краю чотирикутника.

9. Мережа дренажних свердловин за п. 8, яка відрізняється тим, що кожна з множини бічних свердловин простягається до зовнішнього краю чотирикутника.

10. Спосіб для досягнення заданої області підземної зони з поверхні, який включає формування першої /о бвердловини, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, яка по суті визначає початок підземної зони, до дальнього кінця ділянки, і формування множини бічних свердловин, що простягаються в напрямку назовні від першої свердловини, який відрізняється тим, що відстань від вибою бічної свердловини до пробуреної з поверхні свердловини, в основному, є однаковою для кожної з бічних свердловин.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що формування множини бічних свердловин включає 7/5 Формування першого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від першої сторони першої свердловини, і формування другого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від другої сторони першої свердловини.

12. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що формування множини бічних свердловин включає формування першого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від першої сторони першої 2о свердловини, формування другого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від другої сторони першої свердловини, і формування третього ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від першого і другого рядів бічних свердловин.

13. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що формування множини бічних свердловин включає подовження кожної з множини бічних свердловин до зовнішньої границі ділянки. сч

14. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що формування множини бічних свердловин включає розміщення кожної з множини бічних свердловин, в основному, на однаковій відстані від іншої. (8)

15. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що формування щонайменше однієї з множини бічних свердловин включає формування першої криволінійної частини, що простягається від першої свердловини, формування другої криволінійної частини, що простягається від першої криволінійної частини, і формування подовженої Ге зо частини, що простягається від другої криволінійної частини.

16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що формування другої криволінійної частини включає подовження - другої криволінійної частини в напрямку пробуреної з поверхні свердловини. «г

17. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що формування першої свердловини і множини бічних свердловин включає розміщення першої свердловини і множини бічних свердловин з метою формування ісе) ділянки в основному чотирикутної у плані форми, в якій вибій першої свердловини простягається до дальнього ї- кінця ділянки чотирикутної форми.

18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що формування множини бічних свердловин додатково включає подовження кожної з бічних свердловин до зовнішньої границі ділянки чотирикутної форми.

19. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що формування множини бічних свердловин включає « формування першого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від першої сторони першої з с свердловини, і формування другого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від другої сторони першої свердловини, при цьому свердловини другої сторони розташовані навпроти свердловин першої сторони. ;»

20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що формування першого і другого рядів бічних свердловин включає формування кожної з першого ряду бічних свердловин навпроти відповідних бічних свердловин другого ВЯдУ. -І

21. Система для досягнення заданої області підземної зони з поверхні, яка включає першу мережу дренажних свердловин, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, при цьому перша мережа

Ме. дренажних свердловин утворює першу, в основному, чотирикутну у плані ділянку і другу мережу дренажних ї5» свердловин, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, при цьому друга мережа дренажних свердловин утворює другу, в основному, чотирикутну у плані ділянку, в якій перша сторона першої чотирикутної ве ділянки розташована в основному так, що прилягає до першої сторони другої чотирикутної ділянки, і в якій Ф кожна з першої та другої мереж свердловин включає основну свердловину, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, причому основна свердловина простягається від першого кінця до дальнього кінця відповідної чотирикутної ділянки, і перший ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від основної свердловини, яка відрізняється тим, що множина бічних свердловин простягається назовні від першого ряду бічних свердловин. (Ф)

22. Система за п. 21, яка відрізняється тим, що відстань від вибою бічної свердловини до пробуреної з ка поверхні свердловини, в основному, є однаковою для кожного першого ряду бічних свердловин.

23. Система за п. 21, яка відрізняється тим, що кожна з першого ряду бічних свердловин розташована в бо основному на однаковій відстані від іншої.

24. Система за п. 21, яка відрізняється тим, що додатково включає третю мережу дренажних свердловин, яка простягається від пробуреної з поверхні свердловини, при цьому третя мережа дренажних свердловин утворює третю, в основному, чотирикутну в плані ділянку, і в якій перша сторона третьої чотирикутної ділянки, в основному, збігається з другою стороною першої чотирикутної ділянки. 65

25. Система за п. 21, яка відрізняється тим, що довжина кожної з першого ряду бічних свердловин зменшується у міру збільшення відстані від відповідної бічної свердловини до пробуреної з поверхні свердловини.

26. Спосіб забезпечення доступу до підземної зони з поверхні, який включає формування першої і другої мереж дренажних свердловин у формі першої і другої, в основному, чотирикутних в плані ділянок, при цьому перша і друга мережі дренажних свердловин простягаються від пробуреної з поверхні свердловини, в якій перша сторона першої чотирикутної ділянки в основному збігається з першою стороною другої чотирикутної ділянки, і в якому формування кожної з першої та другої мереж свердловин включає формування основної свердловини, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, причому основна свердловина простягається від першого кінця до дальнього кінця відповідної чотирикутної ділянки, формування першого ряду бічних свердловин, що 7/0 простягаються назовні від основної свердловини, який відрізняється тим, що формують множину бічних свердловин, що простягаються назовні від першого ряду бічних свердловин.

27. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин здійснюють таким чином, щоб відстань від вибою бічної свердловини до пробуреної з поверхні свердловини була в основному однаковою для кожної з бічних свердловин даного ряду.

28. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що кожна з першого ряду бічних свердловин розташована, в основному, на однаковій відстані від іншої.

29. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що додатково включає формування третьої мережі дренажних свердловин у формі третьої, в основному, чотирикутної в плані ділянки, при цьому третя мережа дренажних свердловин простягається від пробуреної з поверхні свердловини, і в ній перша сторона третьої чотирикутної ділянки, в основному, збігається з другою стороною першої чотирикутної ділянки.

ЗО. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що довжина кожної з першого ряду бічних свердловин зменшується у міру збільшення відстані від відповідної бічної свердловини до пробуреної з поверхні свердловини.

31. Система для досягнення заданої області підземної зони з поверхні, яка включає пробурену з поверхні сч г свердловину, що простягається до підземної зони, і множину мереж дренажних свердловин, що розміщені у межах підземної зони, причому кожна мережа простягається в різних напрямках від пробуреної з поверхні і) свердловини, при цьому множина мереж дренажних свердловин симетрично розміщена навколо пробуреної з поверхні свердловини, і в якій кожна з мережі свердловин включає основну свердловину, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, і перший ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від основної Ге зо свердловини, яка відрізняється тим, що множина бічних свердловин простягається назовні від першого ряду бічних свердловин. -

32. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що кожна з першого ряду бічних свердловин розміщена, в «г основному, на однаковій відстані від іншої.

33. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що довжина відповідної з першого ряду бічних свердловин ре) зв Зменшується. у міру збільшення відстані від відповідної бічної свердловини до пробуреної з поверхні ї- свердловини.

34. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що відстань від кожної з першого ряду бічних свердловин до пробуреної з поверхні свердловини є, в основному, однаковою.

35. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що кожна з множини мереж дренажних свердловин, в основному, « 70 утворює у плані чотирикутник. в с

36. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що перший ряд бічних свердловин розташований проти відповідного другого ряду бічних свердловин. ;»

37. Спосіб для доступу до ділянки підземної зони з поверхні, який включає формування пробуреної з поверхні свердловини, що простягається до підземної зони, формування множини мереж дренажних свердловин, що розміщені у межах підземної зони, причому кожна мережа простягається в різних напрямках від -І пробуреної з поверхні свердловини, при цьому множина мереж дренажних свердловин симетрично розміщена навколо пробуреної з поверхні свердловини, і в якому формування кожної з мереж свердловин включає Ме, формування основної свердловини, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, причому основна їх свердловина простягається від першого кінця до дальнього кінця відповідної чотирикутної ділянки, і формування 5о першого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від основної свердловини, який відрізняється тим, о що формують другий ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від першого ряду бічних свердловин. Ф

38. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин включає розміщення кожної з множини бічних свердловин, в основному, на однаковій відстані від іншої.

39. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин включає ов Формування кожної з першого ряду бічної свердловини таким чином, щоб довжина бічних свердловин зменшувалася у міру збільшення відстані від відповідної бічної свердловини до пробуреної з поверхні (Ф, свердловини. ка

40. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин включає формування кожної з першого ряду бічних свердловин таким чином, щоб відстань від кожної з бічних свердловин бор до пробуреної з поверхні свердловини, в основному, була однаковою.

41. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що формування кожної з множини мереж дренажних свердловин включає формування кожної з множини мереж дренажних свердловин у вигляді області, що має, в основному, чотирикутну форму.

42. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин включає 65 Формування першого ряду бічних свердловин напроти відповідного другого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від основної свердловини.

43. Система для забезпечення доступу до підземної зони з поверхні, що включає першу мережу дренажних свердловин, розміщену в межах підземної зони, що простягається від першої пробуреної з поверхні свердловини, причому перша мережа свердловин включає основну свердловину, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, і перший ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від першої свердловини, і другу мережу дренажних свердловин, розміщену в межах підземної зони, що простягається від другої пробуреної з поверхні свердловини, при цьому перша і друга мережі дренажних свердловин мають конфігурацію, що забезпечує їх суміжне групування в межах підземної зони, яка відрізняється тим, що перша мережа дренажних свердловин додатково включає множину бічних свердловин, що простягаються назовні від 7/0 першого ряду бічних свердловин.

44. Система за п. 43, яка відрізняється тим, що кожна з першої і другої мереж дренажних свердловин включає множину бічних свердловин, що простягаються назовні від відповідної пробуреної з поверхні свердловини, перший ряд бічних свердловин, що простягається назовні від кожної з основних бічних свердловин, і другий ряд бічних свердловин, що простягається назовні від першого ряду бічних свердловин.

45. Система за п. 44, яка відрізняється тим, що множина основних бічних свердловин симетрично розміщена навколо відповідної пробуреної з поверхні свердловини.

46. Система за п. 44, яка відрізняється тим, що довжина кожної з першого ряду бічних свердловин зменшується у міру збільшення відстані між відповідною бічною свердловиною і відповідною пробуреною з поверхні свердловиною.

47. Система за п. 43, яка відрізняється тим, що перший ряд бічних свердловин простягається назовні від першої сторони основної свердловини, а другий ряд бічних свердловин простягається назовні від другої сторони основної свердловини.

48. Система за п. 47, яка відрізняється тим, що кожна з свердловин з першого ряду бічних свердловин розташована напроти кожної відповідної свердловини другого ряду. сч

49. Спосіб забезпечення доступу до підземної зони з поверхні, який включає формування першої мережі дренажних свердловин, що простягається від першої пробуреної з поверхні і розміщеної в межах підземної зони і) свердловини, при цьому перша мережа свердловин включає основну свердловину, що простягається від першої пробуреної з поверхні свердловини, і перший ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від першої свердловини, і формування другої мережі дренажних свердловин, що простягається від другої пробуреної з Ге зо поверхні і розміщеної в межах підземної зони свердловини, при цьому розташування першої і другої мереж дренажних свердловин забезпечує їх суміжне групування в межах підземної зони, який відрізняється тим, що - перша свердловина додатково включає множину бічних свердловин, що простягаються назовні від першого ряду -«ф бічних свердловин.

50. Спосіб за п. 49, який відрізняється тим, що формування кожної з першої і другої мереж дренажних ісе) з5 свердловин включає: ча формування множини основних бічних свердловин, що простягаються назовні від відповідної пробуреної з поверхні свердловини; формування першого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від кожної з множини основних бічних свердловин; і « формування другого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від першого ряду основних бічних в с свердловин.

51. Спосіб за п. 50, який відрізняється тим, що формування множини основних бічних свердловин включає ;» формування множини основних бічних свердловин, симетрично розміщених навколо відповідної пробуреною з поверхні свердловини.

52. Спосіб за п. 49, який відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин включає -І формування кожної з першої множини бічних свердловин, довжина якої зменшується у міру збільшення відстані між відповідною бічною свердловиною і сполучною пробуреною з поверхні свердловиною. Ме,

53. Спосіб за п. 49, який відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин включає їх формування першого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від першої сторони основної свердловини; і ве формування другого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від другої сторони основної Ф свердловини.

54. Спосіб за п. 53, який відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин включає формування кожної з бічних свердловин першого ряду навпроти кожної відповідної свердловини другого ряду 5 бічних свердловин. Ф) іме) 60 б5