[發明專利]一種煤與油氣綠色協調開采系統及應用方法

有效

• 申請號: 201610969268.5
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106321025B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 袁亮;張通;趙毅鑫
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21C41/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及資源開采領域，尤其涉及一種煤與油氣綠色協調開采系統、以及所述系統的應用方法。

背景技術

以鄂爾多斯盆地為例，我國主要聚煤盆地賦存豐富煤炭資源，同時具有煤層氣、砂巖氣、石油等化石資源共伴生特點，煤與油氣的合理開發利用對保障我國能源安全、改善能源結構、實現環境友好可持續發展具有重大意義。“一種原位加熱開發油頁巖與開發更深的烴源結合”(CN101563524A)僅說明了一種井筒式熱解開發不同層位烴源方法，然而現階段煤油氣多資源協調開發尚未形成統一體系，煤與油氣開采面臨諸多問題，煤層先采則會形成上覆不穩定巖層，造成油氣鉆孔施工困難，采空區無法開采油氣資源，并伴隨發生嚴重井漏，最終造成安全事故導致油氣資源浪費；油氣先采，煤層開采時伴隨產生的地層塌陷會引起油氣抽采井錯斷破壞，管網油氣泄露和爆炸，若禁止煤炭開采，或留設寬大安全煤柱，則會導致煤炭資源浪費。基于上述情況，特別是針對煤油氣垂直疊加賦存條件下，急需一種煤與油氣綠色協調開采系統，以達到煤與油氣協調開發，提高資源回收率，降低表生生態及水土資源擾動，保證國家綠色能源供給的目的。

發明內容

本發明實施例的目的在于提出一種煤與油氣綠色協調開采系統，根據要求首先確定協調機構方位尺寸及相應降沉保水開采工藝，利用抽氣主鉆孔、抽氣支管通過油氣走廊抽采煤層中煤層氣，然后利用采煤機構回采煤層，采煤工作面后方伴隨產生的頂底板油氣松動圈促進煤層上下部油氣資源解析游離，油氣抽采機構對不同層位不同品位油氣進行抽采，待油氣抽采完畢，撤除抽氣支管、抽油支管利用采煤機構回采油氣走廊，在采煤機構、油氣抽采機構及協調機構高效配合下實現煤與油氣綠色協調開采的目的。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種煤與油氣綠色協調開采系統，包括：

協調開采機構，包括油氣走廊、覆巖沉陷漏斗、油氣松動圈、采煤工作面；采煤機構，包括采煤機、液壓支架、刮板輸送機；油氣開采機構，包括抽氣主鉆孔、抽氣支管、抽油主鉆孔、抽油支管，所述油氣走廊置于采煤工作面兩側，所述覆巖沉陷漏斗位于采煤工作面上方，所述油氣松動圈位于采煤工作面上下部，所述采煤機、液壓支架及刮板輸送機與所述采煤工作面平行布置，且采煤機置于液壓支架下部及所述刮板輸送機上部，所述刮板輸送機尾部與液壓支架底端連接，所述抽氣主鉆孔、抽油主鉆孔置于油氣走廊中部并交叉布置，抽氣支管、抽油支管分別置于對應油氣賦存煤巖層中并通過所述抽氣主鉆孔、抽油主鉆孔與地面設備連接。

優選地，所述油氣走廊置于采煤工作面間，其尺寸由具體地質條件下覆巖沉陷漏斗范圍結合油氣開采需求確定。

優選地，所述抽氣主鉆孔置于油氣走廊中部，內部分別置有不同賦氣層位抽氣支管。

優選地，所述抽油主鉆孔置于油氣走廊內，內部分別置有不同賦油層位抽油支管。

優選地，所述油氣松動圈位于采煤工作面上下部油氣賦存巖層中。

本發明還提出了一種煤與油氣綠色協調開采系統應用方法，應用上述系統，其包括如下工作步驟：

a、根據煤與油氣資源賦存地質條件，確定覆巖沉陷漏斗尺寸、油氣走廊及采煤工作面尺寸比例和分布方位；

b、根據煤與油氣資源需求確定抽油主鉆孔、抽氣主鉆孔密度、鉆孔大小及深度，并確定采煤工作面尺寸；

c、布設油氣抽采機構回采煤層中煤層氣及砂巖中石油資源；

d、布設采煤機構，回采煤層，同時利用抽氣支管及抽油支管回采不同層位不同品位氣油資源；

e、待油氣資源回采完畢，及時撤除抽氣支管、抽油支管，利用采煤機構回采油氣走廊煤層；

f、煤炭資源回采完畢，撤除采煤機、刮板輸送機及液壓支架；

g、移至下一采煤工作重復步驟a-f，并在步驟c-f過程中采取保水減沉采煤工藝，減小煤、油、氣開采對地表生態及地下水、土資源擾動破壞。

與現有的單一礦產資源開發系統相比，本發明具有如下優點：