[發(fā)明專利]采用液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采方法及抽采系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109854210A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳先鋒;王澤鵬;聶百勝;張亮;曾夢茹
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/26;E21B43/24
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

1.一種采用液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）鉆孔：向煤層（7）鉆設(shè)用于致裂和抽采的孔（6）；

2）布置抽采系統(tǒng)：將液氮管（8）、供熱管（10）和抽采管（9）的內(nèi)端伸入到所述孔（6）內(nèi)，所述液氮管（8）的外端接通到液氮罐（1）上，所述供熱管（10）的外端接通到蒸汽發(fā)生器（12）上；

3）封孔：在所述孔（6）的外段設(shè)置兩段用于封堵所述孔（6）的水泥砂漿層（5），同時(shí)使得所述液氮管（8）、供熱管（10）和抽采管（9）穿過兩段該水泥砂漿層（5），并伸入到所述孔（6）內(nèi)，再同時(shí)設(shè)置注漿管（3），所述注漿管（3）的內(nèi)端伸入到兩段所述水泥砂漿層（5）之間，通過該注漿管（3）向兩段所述水泥砂漿層（5）之間注入聚氨酯，并形成用于隔熱和封孔的聚氨酯層（4）；

4）冷凍致裂：通過所述液氮管（8）將所述液氮罐（1）內(nèi)的液氮灌入到所述孔（6）內(nèi)，對所述煤層（7）進(jìn)行冷凍致裂；

5）高溫致裂和加熱瓦斯：通過所述供熱管（10）將蒸汽發(fā)生器（12）內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽灌入到所述孔（6）內(nèi)，對煤層（7）進(jìn)行高溫致裂；

6）抽采瓦斯：通過抽采管（9）向外抽采瓦斯。

2.如權(quán)利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系統(tǒng)中，將所述抽采管（9）和供熱管（10）的內(nèi)端延伸到靠近所述孔（6）的底部。

3.如權(quán)利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系統(tǒng)中，將所述液氮管（8）的內(nèi)端延伸到距離所述孔（6）的底部 0.15m-0.25m處。

4.如權(quán)利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系統(tǒng)中，將所述抽采管（9）和供熱管（10）的外端距離所述孔（6）的孔口 0.5m-1.5m。

5.如權(quán)利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系統(tǒng)中，將所述液氮管（8）先連接到液氮泵（2）上，所述液氮泵（2）在連接到液氮罐（1）上。

6.如權(quán)利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系統(tǒng)中，所述蒸汽發(fā)生器（12）上還連接有水箱（13）。

7.如權(quán)利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述高溫致裂和加熱瓦斯步驟中，所述蒸汽發(fā)生器（12）產(chǎn)生的蒸汽溫度為 150℃-400℃。

8.一種用于液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采系統(tǒng)，包括設(shè)置于煤層（7）上，用于煤層致裂和瓦斯抽采的孔（6），其特征在于：所述孔（6）的外段設(shè)置有用于封孔和隔熱的聚氨酯層（4），另設(shè)置有液氮管（8）、供熱管（10）和抽采管（9）穿過該聚氨酯層（4），且內(nèi)端伸入到所述孔（6）的內(nèi)部，所述液氮管（8）的外端接通到液氮泵（2），所述液氮泵（2）接通到液氮罐（1）上，所述供熱管（10）接通到蒸汽發(fā)生器（12），所述蒸汽發(fā)生器（12）接通到水箱（13）上。

9.如權(quán)利要求 8所述的一種用于液氮和蒸汽致裂煤層的瓦斯抽采系統(tǒng)，其特征在于：所述聚氨酯層（4）的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均設(shè)置有水泥砂漿層（5）。