[發明專利]可控沖擊波增透與注熱聯合瓦斯抽采方法及設備

在審

• 申請號: 202110656775.4
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113389522A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張倍寧;高健勛;殷裁云;汪義龍;孫曉虎;李永元;劉杰;王耀輝;伏明;郭曉琛;馬新根
• 申請（專利權）人: 華能煤炭技術研究有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/24;E21B43/26;E21B43/34;E21B47/07;E21F7/00
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 李夢寧

本發明提供了一種可控沖擊波增透與注熱聯合瓦斯抽采方法及設備，涉及瓦斯抽采技術領域，為解決吸附態瓦斯不易進行抽采的問題而設計。該方法包括如下步驟：S200：將可控沖擊波發生裝置送入煤體的實驗鉆孔中，將注水裝置連接至實驗鉆孔，安裝用于對注入實驗鉆孔的水流加熱的加熱裝置，并在實驗鉆孔的孔口安裝封孔裝置；S400：將瓦斯抽放管路連接至常規鉆孔，啟動瓦斯抽采管路；S600：啟動可控沖擊波發生裝置，利用沖擊波沖擊煤壁；S800：啟動注水裝置和加熱裝置，持續向實驗鉆孔注入熱水。該設備用于實現上述方法。本發明能夠使得煤體中呈吸附態的瓦斯被順利抽采。

技術領域

本發明涉及瓦斯抽采技術領域，具體而言，涉及一種可控沖擊波增透與注熱聯合瓦斯抽采方法及設備。

背景技術

煤層中的瓦斯主要有游離態和吸附態兩種賦存狀態。對于變質程度較高的煤體，煤層滲透性差，且煤體中瓦斯主要以吸附態存在，不易進行抽采。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種可控沖擊波增透與注熱聯合瓦斯抽采方法，以解決吸附態瓦斯不易進行抽采的技術問題。

本發明提供的可控沖擊波增透與注熱聯合瓦斯抽采方法，包括如下步驟：S200：將可控沖擊波發生裝置送入煤體的實驗鉆孔中，將注水裝置連接至所述實驗鉆孔，安裝用于對注入所述實驗鉆孔的水流加熱的加熱裝置，并在所述實驗鉆孔的孔口安裝封孔裝置；S400：將瓦斯抽放管路連接至常規鉆孔，啟動所述瓦斯抽采管路；S600：啟動所述可控沖擊波發生裝置，利用沖擊波沖擊煤壁；S800：啟動所述注水裝置和所述加熱裝置，持續向所述實驗鉆孔注入熱水。

進一步地，所述步驟S400之前，還包括步驟S300：以第一設定壓力值向所述實驗鉆孔注水；待所述實驗鉆孔中的水壓達到第一設定壓力值時，停止注水。

進一步地，所述步驟S800中，熱水以第二設定壓力值向所述實驗鉆孔中注入，其中，所述第二設定壓力值大于所述第一設定壓力值。

進一步地，所述步驟S400之后，還包括步驟S500：在所述常規鉆孔與所述瓦斯抽采管路之間接入氣水分離裝置。

進一步地，所述步驟S800之后，還包括步驟S900：對所述氣水分離裝置收集水分的時間進行統計，當所述氣水分離裝置連續設定時間收集到水分后，停止向所述實驗鉆孔注入熱水，將所述可控沖擊波發生裝置向所述實驗鉆孔的孔口方向移動設定距離，繼續重復步驟S300-S800。

進一步地，所述設定時間為8-16h，所述設定距離為5-15m。

進一步地，所述步驟S900中，在將所述可控沖擊波發生裝置向所述實驗鉆孔的孔口方向移動之前，還包括步驟S910：將所述實驗鉆孔中的水排出。

進一步地，所述步驟S200之前，還包括步驟S100：在煤體開設多個鉆孔，多個所述鉆孔包括所述實驗鉆孔和所述常規鉆孔，所述實驗鉆孔的兩側均開設有所述常規鉆孔。

進一步地，注入所述實驗鉆孔的熱水的溫度在60-100℃之間。

本發明可控沖擊波增透與注熱聯合瓦斯抽采方法帶來的有益效果是：

當需要抽采瓦斯時，可以先將可控沖擊波發生裝置設置于實驗鉆孔，并利用封孔裝置對實驗鉆孔的孔口進行封堵；之后，將瓦斯抽放管路連接至常規鉆孔，利用瓦斯抽放管路為常規鉆孔提供負壓環境；啟動可控沖擊波發生裝置，利用可控沖擊波發生裝置產生的沖擊波對煤壁進行沖擊，以使煤體產生裂隙；然后，啟動注水裝置和加熱裝置，持續向實驗鉆孔注入熱水，利用熱水對煤體進行加熱，以促進瓦斯解吸，從而實現瓦斯的順利抽采。

該可控沖擊波增透與注熱聯合瓦斯抽采方法利用可控沖擊波對煤體進行增透，利用注入實驗鉆孔的熱水對吸附在煤層中的瓦斯進行解吸，使得煤體中的瓦斯能夠向呈負壓狀態的常規鉆孔方向流動，從而使得煤體中呈吸附態的瓦斯能夠被順利抽采，其中，利用熱水向煤體傳導熱量的形式，能夠實現對煤體的均勻加熱。