RU2731428C1 - Способ газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя - Google Patents
Способ газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731428C1 RU2731428C1 RU2020102821A RU2020102821A RU2731428C1 RU 2731428 C1 RU2731428 C1 RU 2731428C1 RU 2020102821 A RU2020102821 A RU 2020102821A RU 2020102821 A RU2020102821 A RU 2020102821A RU 2731428 C1 RU2731428 C1 RU 2731428C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- injection
- gas
- coolant
- pipe
- borehole
- Prior art date
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 105
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 74
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 23
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 3
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 83
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/006—Production of coal-bed methane
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2405—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection in association with fracturing or crevice forming processes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/2605—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures using gas or liquefied gas
-
- 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)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение обеспечивает способ увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя, в котором большое количество N2 или CO2 закачивается в буровую скважину при помощи отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа, газового баллона высокого давления и редукционного клапана, после чего определенное количество метана и сухого воздуха нагнетается в камеру сжигания с высокой температурой и высоким давлением при помощи газового баллона высокого давления и редукционного клапана, чтобы после смешивания и сжигания образовалась ударная волна, и когда давление при высокой температуре и высоком давлении камеры сжигания достигает 30 МПа, то автоматически запускается электромагнитный клапан и мгновенно возникает ударная волна высокой температуры и высокого давления, направленная на выталкивание поршня для сжатия N2 или CO2, так чтобы в угольных массивах на периферии скважины образовывалось большое количество трещин. Высокотемпературный пар закачивается в буровые скважины посредством отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа для стимуляции десорбции угольных массивов. Растрескивание при сжигании с образованием ударной волны и нагнетание теплоносителя повторяются, причем растрескивание и нагнетание теплоносителя выполняются поочередно с целью образования большего количества сетей трещин в угольных массивах на периферии буровых скважин, а также для стимуляции десорбции газового потока и дальнейшего увеличения высокоэффективной добычи газа в буровых скважинах. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение относится к растрескиванию угольного массива и добыче газа, в частности к способу увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0002] Наряду с увеличением расхода энергии и интенсивности добычи постепенно увеличивается глубина добычи угля. Глубокие угольные пласты характеризуются высоким напряжением грунта, высоким давлением газа, высоким газосодержанием и низкой проницаемостью, а эффект перекрестной взаимосвязи всех факторов приводит к частым авариям на глубине в шахтах. Газ угольных пластов является одним из основных факторов, вызывающих стремительно развивающиеся аварии на глубине в шахте, мировой резерв метана в угольных пластах достигает примерно 250 триллионов кубометров. Метан угольных пластов является не только высокоэффективным экологически чистым источником энергии, но и парниковым газом, создаваемый парниковый эффект которого в 25-30 раз больше, чем у углекислого газа, а также метан угольных пластов подвержен опасностям взрыва и выброса. Для того чтобы увеличить коэффициент расхода энергии и снизить вероятность возникновения аварий в шахте, крайне необходимо повысить эффективность добычи газа из буровой скважины. Добыча газа из буровых скважин является основным средством реализации для извлечения подземного газа из угольной шахты, а также важным способом предотвращения аварии при утечке газа. Для того чтобы повысить эффективность добычи в угольных пластах через буровые скважины и уменьшить опасность взрыва и выброса газа, крайне необходимо разработать и усовершенствовать способ растрескивания угольного массива и увеличения добычи газа, который имеет высокую безопасность, низкие затраты и прост в применении.
[0003] Большая часть угольных пластов на территории Китая характеризуются низкой проницаемостью, особенно когда добыча ведется в глубоких залежах, где газопроницаемость угольных пластов слабая. Поэтому степень воздействия на добычу из обычной буровой скважины ограничена, сброс давления низкий, расход буровой скважины небольшой, а коэффициент затухания высокий. Для того чтобы повысить эффективность добычи газа из угольного пласта, необходимо предотвратить отражение волн для сброса давления в угольных пластах, тем самым увеличивая степень воздействия на добычу из буровых скважин. В настоящее время технология предотвращения отражения волн для сброса давления в угольном массиве, в основном, включает технологию взрывных работ глубоких скважин. Однако технология взрывных работ глубоких скважин имеет определенные опасности и может стать причиной несчастных случаев при неправильном применении, поскольку подземные условия относительно сложны и изменчивы, особенно внутренние условия глубоких скважин.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача
[0004] В целях устранения недостатков в предшествующем уровне техники, заключающихся в том, что степень воздействия на добычу из буровой скважины ограничена, сброс давления низкий, расход буровой скважины небольшой, коэффициент затухания высокий, риск увеличивается, работа усложняется и тому подобное, в настоящем изобретении предложен способ увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя в глубоких подземных угольных шахтах, который имеет высокую безопасность, низкие затраты и прост в применении.
Техническое решение
[0005] Конкретная техническая схема настоящего изобретения выглядит следующим образом:
[0006] Способ увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя включает в себя следующие этапы:
[0007] S1: строится буровая скважина в угольном пласте, предназначенная для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя;
[0008] S2: устанавливается пористый цилиндр с поршнем в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, один конец отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа проходит через поршень для входа в пористый цилиндр, а другой конец отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа выходит из буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, при этом другой конец отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа соединен с трубой для нагнетания газа и трубой для нагнетания теплоносителя при помощи тройниковой муфты; один конец входной трубы ударной волны соединен с пористым цилиндром, а другой конец входной трубы ударной волны соединен с камерой сжигания за пределами буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, причем входная труба для ударной волны не проходит через поршень;
[0009] S3: проводится работа по герметизации буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, закрывается труба для нагнетания теплоносителя, открывается труба для нагнетания газа, нагнетается N2 или CO2 в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, а затем закрывается труба для нагнетания газа;
[0010] S4: в камеру сжигания нагнетаются горючий газ и вспомогательный газ;
[0011] S5: при помощи системы управления поджигается горючий газ в камере сжигания, при этом ударная волна, генерируемая при сгорании горючего газа, направляется в пористый цилиндр через входную трубу ударной волны для удара по поршню, и поршень двигается вдоль отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа, чтобы N2 или CO2 выталкивался в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, так чтобы в угольном массиве на периферии буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, образовалось большое количество трещин;
[0012] S6: закрывается труба для нагнетания газа, открывается труба для нагнетания теплоносителя, чтобы создать нагнетание высокотемпературных паров через отводную трубу для нагнетания теплоносителя и газа в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, и после нагнетания высокотемпературного пара в течении 2-3 часов закрывается труба для нагнетания теплоносителя; а также
[0013] S7: отводная труба для нагнетания теплоносителя и газа соединяется к системе отвода для осуществления нагнетания газа после того, как будет снижена температура буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя. Кроме того, после этапа S7 способ также включает в себя следующие этапы:
[0014] S8: при снижении концентрации нагнетаемого газа, извлекаемого системой отвода, до 25% или ниже, из системы отвода извлекается труба для нагнетания теплоносителя и газа, открывается труба для нагнетания газа, через отводную трубу для нагнетания теплоносителя и газа в буровую скважину непрерывно нагнетается большое количество N2, чтобы вытолкнуть, а также вернуть поршень, а после закрывается труба для нагнетания газа; а также
[0015] S9: повторяются этапы S4-S8, и благодаря эффекту совместного действия увеличивается добыча газа путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя.
[0016] Кроме того, этап S1, в частности, предусматривает буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, и обычную буровую скважину, которые построены в угольном пласте, причем обычная буровая скважина расположена на периферии буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя;
[0017] этап S2, в частности, предусматривает установку пористого цилиндра с поршнем в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, один конец отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа проходит через поршень для входа в пористый цилиндр, другой же конец отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа выходит из буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, при этом другой конец отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа соединен с трубой для нагнетания газа и трубой для нагнетания теплоносителя при помощи тройниковой муфты; один конец входной трубы ударной волны соединен с пористым цилиндром, а другой конец входной трубы ударной волны соединен с камерой сжигания за пределами буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, причем входная труба для ударной волны не проходит через поршень; один конец обычной отводной трубы вставляется в обычную буровую скважину и проводится работа по герметизации, а другой конец обычной отводной трубы соединяется с системой отвода.
[0018] Кроме того, на входной трубе ударной волны также предусмотрен электромагнитный клапан, и этот электромагнитный клапан устанавливается и регулируется системой управления.
[0019] Кроме того, значение давления в момент открытия электромагнитного клапана составляет 30 МПа.
[0020] Кроме того, горючий газ представляет собой метан, а вспомогательный газ представляет собой сухой воздух.
Полезный эффект изобретения
[0021] По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение имеет следующие положительные эффекты: применяя способ увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя, ударная волна высокой температуры и высокого давления, генерируемая при смешанном сжигании метана и сухого воздуха в камере сжигания с высокой температурой и высоким давлении, воздействует на поршень в несколько этапов, для выталкивания N2 или CO2, таким образом что на периферии буровой скважины образуется большое количество трещин; выполняя многоэтапное сжатие за счет воздействия ударной волны и растрескивание угольных массивов на периферии буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, отверстия старых трещин увеличиваются, сообщаемость сетей трещин в угольных массивах возрастает, а объем сброса давления добывающей буровой скважины увеличивается; после того, как ударная волна высокой температуры и высокого давления воздействует на поршень, остаточная ударная волна высокой температуры и высокого давления также способствует десорбции и продвижению газа из угольного пласта, таким образом что улучшается эффективность добычи газа из буровой скважины; высокотемпературный пар закачивается в буровую скважину для дальнейшего стимулирования десорбции и продвижению газа из угольных массивов; а также этот способ имеет высокую безопасность, низкие затраты и прост в применении, и в то же время этот способ применяется, чтобы предотвратить отражение волн для сброса давления, а также десорбции и продвижению газа из угольной шахты, состоящую из подземных перекрестной буровых скважин и горизонтальных буровых скважин, а также широк в области применения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СХЕМ
[0022] Фиг. 1 представляет собой схему структуры оборудования, используемой в способе увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя, приведенном в варианте осуществления 1 настоящего изобретения, и в его положении установки.
[0023] На Фиг. 1 показаны: 1-камера сжигания с высокой температурой и высоким давлением, 2-баллон с сухим воздухом, 3-баллон с метаном, 4-система управления, 5-электромагнитный клапан, 6-отводная труба для нагнетания теплоносителя и газа, 7- первый клапан, 8-входная труба ударной волны, 9-пористый цилиндр, 10-обычная отводная труба, 11-система отвода, 12-парогенерирующее устройство, 13-второй клапан.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0024] Ниже приведено дальнейшее описание настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые схемы.
[0025] Вариант осуществления 1
[0026] Как показано на Фиг. 1, оборудование, используемое в работе для увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя в глубоких подземных угольных шахтах, включает в себя пористый цилиндр 9 с поршнем, отводную трубу для нагнетания теплоносителя и газа 6, входную трубу ударной волны 8, устройство сжигания для ударного воздействия, парогенерирующее устройство 12 и систему отвода 11.
[0027] Один конец трубы для нагнетания теплоносителя и газа 6 проходит через поршень в пористом цилиндре 9 и тянется по пористому цилиндру 9, при этом поршень двигается по трубе для нагнетания теплоносителя и газа. Другой конец трубы для нагнетания теплоносителя и газа 6 выходит из пористого цилиндра 9 и соединяется с трубой для нагнетания газа и трубой для нагнетания теплоносителя при помощи тройниковой муфты. Первый клапан 7 установлен на трубе для нагнетания газа, второй клапан 13 установлен на трубе для нагнетания теплоносителя, при этом труба для нагнетания газа соединена с баллоном с N2, а труба для нагнетания теплоносителя соединена с парогенерирующим устройством 12. Один конец входной трубы ударной волны 8 соединен с устройством сжигания для ударного воздействия, а другой конец входной трубы ударной волны направлен в пористый цилиндр, но не проходит через поршень. Обычная отводная труба 10 соединена с системой отвода 11.
[0028] Устройство сжигания для ударного воздействия включает в себя камеру сжигания 1 с высокой температурой и высоким давлением, первую трубу для нагнетания газа, вторую трубу для нагнетания газа и систему управления 4. Один конец первой трубы для нагнетания газа и один конец второй трубы для нагнетания газа соответственно соединены с камерой сжигания 1 с высокой температурой и высоким давлением, а другой конец первой трубы для нагнетания газа и другой конец второго трубы для нагнетания газа соответственно соединены с баллоном с метаном 3 и баллоном с сухим воздухом 2. Устройство зажигания системы управления 4 направлено на работу камеры сжигания, первая труба для нагнетания газа используется для нагнетания метана в камеру сжигания 1 с высокой температурой и высоким давлением, вторая труба для нагнетания газа используется для нагнетания сухого воздуха в камеру сжигания 1 с высокой температурой и высоким давлением, а система управления 4 используется для зажигания метана в камере сжигания 1 с высокой температурой и высоким давлением. Электромагнитный клапан 5 установлен на входной трубе ударной волны 8 и управляется системой управления 4.
[0029] Вариант осуществления 2
Первый способ увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя в глубоких подземных угольных шахтах выполняется с использованием оборудования в варианте осуществления 1, в котором способ включает в себя следующие конкретные этапы:
[0030] а. обычная буровая скважина и буровая скважина, предназначенная для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, построены в угольном пласте поочередно, причем обычная буровая скважина расположена на периферии буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя;
[0031] b. после того как строительство будет завершено, пористый цилиндр 9 с поршнем помещают в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, причем стенка пористого цилиндра 9 плотно прилипает к буровой скважине, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя;
[0032] c. труба для нагнетания теплоносителя и газа 6 помещается в пористый цилиндр 9, после чего труба для нагнетания теплоносителя и газа 6 и пористый цилиндр 9 соответственно вместе помещаются в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, входная труба ударной волны 8 плотно соединяется с поршнем, а после выполняется работа по герметизации скважины; после завершения работы по герметизации обычная отводная труба 10 соединяется с системой отвода 11 для вывода газа; а затем система управления 4 устанавливает значение давления открытия электромагнитного клапана 5 на 30 МПа;
[0033] d. закрывается второй клапан 13, открывается первый клапан 7, через трубу для нагнетания теплоносителя и газа 6 при помощи трубы для нагнетания газа, газового баллона высокого давления и редукционного клапана закачивается большое количество N2 или CO2 в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, а затем закрывается первый клапан 7;
[0034] e. с помощью баллона с метаном 3, баллона с сухим воздухом 2 и редукционного клапана определенное количество сухого воздуха и метана закачивается в камеру сжигания 1 с высокой температурой и высоким давлением и смешанный газ зажигается системой управления 4;
[0035] f. после того, как давление в камере сжигания 1 с высокой температурой и высоким давлении достигает 30 МПа, при автоматическом запуске электромагнитного клапана 5 мгновенно образуется ударная волна высокой температуры и высокого давления, и на поршень оказывается ударное воздействие посредством входной трубы ударной волны 8, причем поршень двигается вдоль трубы для нагнетания теплоносителя и газа 6, выталкивая N2 или CO2, и, кроме того, впоследствии на периферии буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетаний теплоносителя, образуется большое количество трещин, а сообщность сетей трещин увеличивается;
[0036] g. запускается парогенерирующее устройство 12, открывается второй клапан 13, от 150 до 250°С высокотемпературный пар закачивается в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, через трубу для нагнетания теплоносителя и газа 6 при помощи трубы для нагнетания теплносителя, чтобы стимулировать десорбцию газа из угольного массива, и второй клапан 13 закрывается после того, как нагнетание продлится 2-3 часа;
[0037] h. после того как снизится температура в буровой скважине, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, труба для нагнетания газа соединяется с системой отвода 11, а первый клапан 7 открывается для осуществления вывода газа;
[0038] i. при снижении концентрации нагнетаемого газа, извлекаемого системой отвода 11, до 25% или ниже, закрывается первый клапан 7, из системы отвода 11 извлекается труба для нагнетания газа; затем открывается первый клапан 7 и в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, непрерывно закачивается большое количество N2 или CO2 через отводную трубу для нагнетания теплоносителя и газа 6, чтобы происходило выталкивание, а также возврат поршня, а после закрывается первый клапан 7; а также
[0039] j. повторяются этапы e-i, и благодаря эффекту совместного действия увеличивается добыча газа из буровой скважины путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя.
Claims (17)
1. Способ увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя включает следующие этапы:
S1: идет строительство буровой скважины в угольном пласте, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя;
S2: размещение пористого цилиндра с поршнем в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, осуществление сквозного прохождения одного конца отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа к пористому цилиндру посредством поршня, установка выхода другого конца отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа из буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, а также соединение другого конца отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа с трубой для нагнетания газа и трубой для нагнетания теплоносителя при помощи тройниковой муфты, соединение одного конца входной трубы ударной волны с пористым цилиндром, соединение другого конца входной трубы ударной волны с камерой сжигания за пределами буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, при этом входная труба для ударной волны не должна проходить через поршень;
S3: герметизация буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, закрытие трубы для нагнетания теплоносителя, открытие трубы для нагнетания газа, нагнетание N2 или CO2 в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, а после закрытие трубы для нагнетания газа;
S4: нагнетание горючего газа и вспомогательного газа в камеру сжигания;
S5: зажигание горючего газа в камере сжигания при помощи системы управления, после которого ударная волна, генерируемая при сгорании горючего газа, направляется в пористый цилиндр через входную трубу ударной волны для удара по поршню, и поршень двигается вдоль отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа, чтобы N2 или CO2 выталкивался в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, так чтобы в угольном массиве на периферии буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, образовалось большое количество трещин;
S6: закрытие трубы для нагнетания газа, открытие трубы для нагнетания теплоносителя, чтобы создать нагнетание высокотемпературных паров через отводную трубу для нагнетания теплоносителя и газа в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, и после нагнетания высокотемпературного пара в течение 2-3 часов закрытие трубы для нагнетания теплоносителя; а также
S7: соединение отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа с системой отвода для осуществления нагнетания газа после того, как температура буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, будет снижена.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что способ также содержит:
S8: при снижении концентрации нагнетаемого газа, извлекаемого системой отвода, до 25% или ниже из системы отвода осуществляется извлечение трубы для нагнетания теплоносителя и газа, открытие трубы для нагнетания газа, непрерывное нагнетание большого количества N2 в буровую скважину через отводную трубу для нагнетания теплоносителя и газа, чтобы вытолкнуть, а также вернуть поршень, а после закрытие трубы для нагнетания газа; а также
S9: идет повторение этапов S4-S8, тем самым увеличивается добыча газа благодаря эффекту совместного действия поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что
этап S1, в частности, предусматривает построение буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, и обычной буровой скважины, которые построены в угольном пласте, причем обычная буровая скважина расположена на периферии буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя; а также
этап S2, в частности, предусматривает размещение пористого цилиндра с поршнем в буровую скважину, предназначенную для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, осуществление сквозного прохождения одного конца отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа к пористому цилиндру посредством поршня, установку выхода другого конца отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа из буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, а также соединение другого конца отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа с трубой для нагнетания газа и трубой для нагнетания теплоносителя при помощи тройниковой муфты, соединение одного конца входной трубы ударной волны с пористым цилиндром, соединение другого конца входной трубы ударной волны с камерой сжигания за пределами буровой скважины, предназначенной для ударного воздействия и нагнетания теплоносителя, при этом входная труба для ударной волны не должна проходить через поршень, соединение одного конца обычной отводной трубы с обычными буровыми скважинами и герметизацию скважин, а также соединение другого конца обычной отводной трубы с системой отвода.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на входной трубе ударной волны также предусмотрен электромагнитный клапан, и этот электромагнитный клапан устанавливается и регулируется системой управления.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что значение давления открытия электромагнитного клапана составляет 30 МПа.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что горючий газ представляет собой метан, а вспомогательный газ представляет собой сухой воздух.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810652404.7A CN109026128A (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 多级燃烧冲击波致裂煤体与注热交变强化瓦斯抽采方法 |
| PCT/CN2018/112292 WO2019242190A1 (zh) | 2018-06-22 | 2018-10-29 | 多级燃烧冲击波致裂煤体与注热交变强化瓦斯抽采方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2731428C1 true RU2731428C1 (ru) | 2020-09-02 |
Family
ID=64610103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020102821A RU2731428C1 (ru) | 2018-06-22 | 2018-10-29 | Способ газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10808514B2 (ru) |
| CN (1) | CN109026128A (ru) |
| AU (1) | AU2018428499B2 (ru) |
| RU (1) | RU2731428C1 (ru) |
| WO (1) | WO2019242190A1 (ru) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110374566A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-25 | 河南理工大学 | 一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法 |
| CN111022049B (zh) * | 2019-11-25 | 2020-12-04 | 中国矿业大学 | 一种作业可控的切顶卸压沿空留巷方法 |
| CN111472832B (zh) * | 2020-04-09 | 2021-01-15 | 中国矿业大学 | 一种煤层瓦斯自循环注气增产方法 |
| CN112412417B (zh) * | 2020-11-05 | 2022-11-18 | 河南理工大学 | 本煤层水力造穴结合钻孔注热增透促抽方法 |
| CN112412421B (zh) * | 2020-11-05 | 2022-12-02 | 河南理工大学 | 穿层钻孔注热协同水力冲孔强化促抽方法 |
| CN112412416B (zh) * | 2020-11-05 | 2022-11-11 | 河南理工大学 | 一种冷冻致裂与注热激励相结合致裂煤体增透促抽方法 |
| CN112412410B (zh) * | 2020-11-05 | 2023-02-24 | 河南理工大学 | 一种煤层钻孔注热强化促抽方法 |
| CN112604420B (zh) * | 2020-11-25 | 2023-08-11 | 湖南科技大学 | 一种用于高硫煤层瓦斯抽采的硫化氢净化装置及方法 |
| CN112459997B (zh) * | 2020-11-25 | 2022-04-26 | 吕梁学院 | 一种低渗透煤层气增透用压缩装置 |
| CN112483075B (zh) * | 2020-12-08 | 2023-09-12 | 河南理工大学 | 一种水侵钻孔瓦斯压力检测装置及方法 |
| CN112946204B (zh) * | 2021-03-17 | 2023-03-14 | 重庆大学 | 模拟煤与瓦斯突出实验用的集成式抽注气*** |
| CN113049772B (zh) * | 2021-03-22 | 2023-07-21 | 南通市飞宇石油科技开发有限公司 | 一种连续式三轴煤与瓦斯突出模拟实验装置 |
| CN113217081B (zh) * | 2021-05-18 | 2023-10-03 | 重庆大学 | 高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法 |
| CN113389523A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 华能煤炭技术研究有限公司 | 可控冲击波增透与二氧化碳驱替联合瓦斯抽采方法及设备 |
| CN113389522A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 华能煤炭技术研究有限公司 | 可控冲击波增透与注热联合瓦斯抽采方法及设备 |
| CN113236344B (zh) * | 2021-06-11 | 2023-10-13 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 注氮气掺混阻燃剂驱替促抽防治煤层自燃装置和方法 |
| CN113505335B (zh) * | 2021-06-15 | 2024-03-05 | 中国矿业大学 | 一种冲击危险卸压效果检验方法和装置 |
| CN118065966A (zh) * | 2021-08-31 | 2024-05-24 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 注浆泵送装置 |
| CN113586132B (zh) * | 2021-08-31 | 2024-03-12 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 低渗透强吸附性煤体注热治理瓦斯方法 |
| CN113685181B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-08-18 | 太原理工大学 | 一种防止上隅角瓦斯积聚应急液压放顶*** |
| CN113790080B (zh) * | 2021-10-11 | 2023-12-05 | 辽宁工程技术大学 | 低透难解吸煤层***与注气联合增强瓦斯抽采装置及方法 |
| CN114165209B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-09-15 | 中国矿业大学 | 一种逐级构建煤层复杂缝网的方法 |
| CN114183187B (zh) * | 2021-12-06 | 2024-07-09 | 中铁十七局集团第三工程有限公司 | 瓦斯隧道施工用的瓦斯处理设备 |
| CN114165206B (zh) * | 2021-12-07 | 2022-07-29 | 中国矿业大学 | 一种液态co2协同蒸汽注入开采煤层气的装置及方法 |
| CN114658392B (zh) * | 2021-12-21 | 2023-12-05 | 重庆大学 | 一种井上下联合瓦斯抽采***及方法 |
| CN114233185B (zh) * | 2021-12-22 | 2024-02-13 | 中铁十九局集团第三工程有限公司 | 一种瓦斯隧道超前探孔用湿式旋转钻孔装置及方法 |
| CN114320257B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-11-03 | 中国矿业大学 | 煤矿井下瓦斯燃烧后注热煤层强化抽采的闭环***及方法 |
| CN114515506B (zh) * | 2022-01-04 | 2024-02-02 | 河南中煤矿业科技发展有限公司 | 一种瓦斯消化液的组配方法及使用方法 |
| CN114592829A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-07 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种注气驱替强化瓦斯抽采方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1145157A1 (ru) * | 1982-12-03 | 1985-03-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт | Способ обработки угольного пласта |
| RU2044874C1 (ru) * | 1993-03-22 | 1995-09-27 | Бакулин Виктор Николаевич | Способ термошахтного извлечения высоковязкой нефти из пласта |
| RU2065035C1 (ru) * | 1993-03-22 | 1996-08-10 | Бакулин Виктор Николаевич | Способ снижения прочности песчаников нефтешахтных пластов |
| RU2206718C2 (ru) * | 1998-09-02 | 2003-06-20 | Раг Акциенгезельшафт | Способ внутрипластовой добычи газа из угольных пластов |
| US7770646B2 (en) * | 2006-10-09 | 2010-08-10 | World Energy Systems, Inc. | System, method and apparatus for hydrogen-oxygen burner in downhole steam generator |
| US8662175B2 (en) * | 2007-04-20 | 2014-03-04 | Shell Oil Company | Varying properties of in situ heat treatment of a tar sands formation based on assessed viscosities |
| CN104314605A (zh) * | 2014-08-15 | 2015-01-28 | 中国矿业大学 | 一种钻孔内多级瓦斯***致裂煤体强化抽采方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090159277A1 (en) | 2006-02-27 | 2009-06-25 | Grant Hocking | Enhanced Hydrocarbon Recovery by in Situ Combustion of Oil Sand Formations |
| CN103867166B (zh) * | 2014-04-01 | 2015-03-11 | 中国石油大学(华东) | 一种超临界二氧化碳高压射流解堵增渗的方法 |
| CN104234739B (zh) | 2014-08-15 | 2016-03-30 | 中国矿业大学 | 一种钻孔内瓦斯***致裂煤体强化抽采方法 |
| CN104632270B (zh) | 2015-01-06 | 2016-11-16 | 中国矿业大学 | 一种振荡脉冲式高能气体压裂与注热交变抽采瓦斯方法 |
| CN104612746B (zh) * | 2015-01-12 | 2016-08-24 | 中国矿业大学 | 一种钻孔内割-爆耦合式煤体增透方法 |
| RU2592910C1 (ru) * | 2015-03-16 | 2016-07-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Волго-Уральский Центр Научно-Технических Услуг "Нейтрон" | Устройство и способ термогазогидродепрессионно-волнового разрыва продуктивных пластов для освоения трудно извлекаемых запасов (варианты) |
| CN106014363B (zh) * | 2016-05-18 | 2018-06-15 | 中国矿业大学 | 一种提高煤矿井下瓦斯抽采效率的方法 |
| CN106089171B (zh) * | 2016-08-05 | 2018-08-31 | 北京普新石油技术开发有限公司 | 一种利用火烧煤层辅助造缝开采煤层气的方法 |
| CN107461183A (zh) * | 2017-09-14 | 2017-12-12 | 安徽理工大学 | 一种矿用二氧化碳致裂装置 |
-
2018
- 2018-06-22 CN CN201810652404.7A patent/CN109026128A/zh active Pending
- 2018-10-29 AU AU2018428499A patent/AU2018428499B2/en active Active
- 2018-10-29 RU RU2020102821A patent/RU2731428C1/ru active
- 2018-10-29 WO PCT/CN2018/112292 patent/WO2019242190A1/zh active Application Filing
- 2018-10-29 US US16/632,885 patent/US10808514B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1145157A1 (ru) * | 1982-12-03 | 1985-03-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт | Способ обработки угольного пласта |
| RU2044874C1 (ru) * | 1993-03-22 | 1995-09-27 | Бакулин Виктор Николаевич | Способ термошахтного извлечения высоковязкой нефти из пласта |
| RU2065035C1 (ru) * | 1993-03-22 | 1996-08-10 | Бакулин Виктор Николаевич | Способ снижения прочности песчаников нефтешахтных пластов |
| RU2206718C2 (ru) * | 1998-09-02 | 2003-06-20 | Раг Акциенгезельшафт | Способ внутрипластовой добычи газа из угольных пластов |
| US7770646B2 (en) * | 2006-10-09 | 2010-08-10 | World Energy Systems, Inc. | System, method and apparatus for hydrogen-oxygen burner in downhole steam generator |
| US8662175B2 (en) * | 2007-04-20 | 2014-03-04 | Shell Oil Company | Varying properties of in situ heat treatment of a tar sands formation based on assessed viscosities |
| CN104314605A (zh) * | 2014-08-15 | 2015-01-28 | 中国矿业大学 | 一种钻孔内多级瓦斯***致裂煤体强化抽采方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019242190A1 (zh) | 2019-12-26 |
| US20200182033A1 (en) | 2020-06-11 |
| US10808514B2 (en) | 2020-10-20 |
| AU2018428499A1 (en) | 2020-02-13 |
| AU2018428499B2 (en) | 2021-04-22 |
| CN109026128A (zh) | 2018-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2731428C1 (ru) | Способ газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя | |
| RU2735711C1 (ru) | Способ добычи газа путем разрыхления угольного пласта за счет объединения гидравлического прорезания канавок и воздействующей в несколько этапов ударной волны горения | |
| WO2022252591A1 (zh) | 一种水力压裂与甲烷原位燃爆协同致裂增透方法 | |
| CN106437669B (zh) | 一种用于深部干热岩地层开采的热裂解造缝方法及*** | |
| CN112878974B (zh) | 一种非常规天然气井水平分段甲烷多级脉冲燃爆压裂强化抽采方法 | |
| CN106988719B (zh) | 向煤层循环注入热水和液氮的增透***和增透方法 | |
| CN109025936A (zh) | 煤矿井下燃烧冲击波致裂煤体强化瓦斯抽采方法与设备 | |
| CN112761586B (zh) | 一种钻孔甲烷自循环燃爆压裂强化抽采方法 | |
| CN104612746A (zh) | 一种钻孔内割-爆耦合式煤体增透方法 | |
| CN112832728B (zh) | 一种基于甲烷多级燃爆的页岩储层压裂方法 | |
| CN207315333U (zh) | 一种高能多脉冲射孔压裂装置 | |
| CN106223910A (zh) | 向油藏注空气、富氧油裂解加电磁波增温空气驱采油方法 | |
| CN203531877U (zh) | 煤矿井下压裂连接装置 | |
| CN116658140A (zh) | 一种热烟气驱替燃爆压裂煤层甲烷抽采及闭环固碳的方法 | |
| CN112761587A (zh) | 一种钻孔甲烷多级脉冲聚能燃爆强化抽采方法 | |
| RU2396305C1 (ru) | Способ получения водорода из угольного пласта | |
| CN115492557B (zh) | 深部不可采煤层co2封存及煤层气负压抽采装置及方法 | |
| CN102213083B (zh) | 负压射孔与泵抽超负压生产一体化生产工艺 | |
| CN114293963B (zh) | 井下瓦斯抽采利用并回注煤层增透的闭环***及工作方法 | |
| CN109025938B (zh) | 一种煤矿井下多级燃烧冲击波致裂煤体强化瓦斯抽采方法 | |
| CN113338888B (zh) | 一种水平分支井燃爆压裂促进竖井页岩气开采的方法 | |
| CN113356825B (zh) | 微波照射联合干冰压裂开采页岩气的装置及方法 | |
| RU2558031C1 (ru) | Парогазовый генератор для добычи нефти и газового конденсата | |
| CN111287721A (zh) | 一种高压气动力诱导起裂与水力压裂联作的压裂方法 | |
| CN116025408A (zh) | 一种地面长钻孔多级水封松动***致裂装置及方法 |