[發明專利]可控沖擊波增透與二氧化碳驅替聯合瓦斯抽采方法及設備

在審

• 申請號: 202110656777.3
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113389523A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張倍寧;孫福龍;孫曉虎;王冰山;栗磊;高健勛;沙興峰;馬新根;伏明;徐浩;楊陽;喬力帆
• 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;E21B43/16;E21B43/26;E21B43/24;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二氧化碳驅替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，將二氧化碳供應裝置連接至實驗鉆孔，并在實驗鉆孔的孔口安裝封孔裝置；S400：啟動可控沖擊波發生裝置，利用沖擊波沖擊煤壁；S600：將瓦斯抽采裝置連接至常規鉆孔，啟動瓦斯抽采裝置；S800：啟動二氧化碳供應裝置，將二氧化碳注入所述實驗鉆孔。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二氧化碳驅替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。對于松軟高變質程度的煤層，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二氧化碳驅替聯合瓦斯抽采方法，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二氧化碳驅替聯合瓦斯抽采方法，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，將二氧化碳供應裝置連接至所述實驗鉆孔，并在所述實驗鉆孔的孔口安裝封孔裝置；S400：啟動所述可控沖擊波發生裝置，利用沖擊波沖擊煤壁；S600：將瓦斯抽采裝置連接至常規鉆孔，啟動所述瓦斯抽采裝置；S800：啟動所述二氧化碳供應裝置，將二氧化碳注入所述實驗鉆孔。

進一步地，所述步驟S800中，注入所述實驗鉆孔的所述二氧化碳為超臨界二氧化碳。

進一步地，所述步驟S400之前，還包括步驟S300：向所述實驗鉆孔注滿水。

進一步地，所述步驟S400之后，還包括步驟S500：向所述實驗鉆孔提供熱量。

進一步地，所述步驟S500中，利用加熱棒向所述實驗鉆孔提供熱量，所述加熱棒的加熱溫度在40-60℃之間，加熱時長在6-18h；所述步驟S800中，所述超臨界二氧化碳的注入壓力不小于7.38MPa，注入時長在16-32h。

進一步地，所述步驟S800之前，還包括步驟S700：將所述實驗鉆孔中的水排出。

進一步地，所述步驟S800之后，還包括步驟S900：停止向所述實驗鉆孔中注入二氧化碳，并對所述實驗鉆孔中的氣體壓力進行測定，當所述實驗鉆孔中的氣體壓力低于設定壓力值時，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，所述設定距離為5-15m。

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。

本發明可控沖擊波增透與二氧化碳驅替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，將二氧化碳供應裝置連接至實驗鉆孔，并在實驗鉆孔的孔口安裝封孔裝置，實現對實驗鉆孔的孔口的封堵；之后，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，其中，可控沖擊波發生裝置產生的沖擊波的幅值、沖量、作用區域和作用次數可以根據煤體的特點進行設定；然后，將瓦斯抽采裝置連接至常規鉆孔，利用瓦斯抽采裝置為常規鉆孔提供負壓環境；最后，啟動二氧化碳供應裝置，以向實驗鉆孔注入二氧化碳，利用二氧化碳對煤體中呈吸附態的瓦斯進行驅趕和替代，實現煤體中瓦斯的置換，使得煤體中的瓦斯通過常規鉆孔進行抽采。