一种热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法

文档序号:5309620阅读:238来源:国知局
一种热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法
【专利摘要】一种热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,适用于提高煤层气的抽采效率,特别是煤矿井下低透气性煤层瓦斯的抽放。首先在煤层内施工瓦斯抽采钻孔,将热蒸汽输送管路送入钻孔内部,并将管路引至钻孔外,连接截止阀;再将截止阀通过热蒸汽输送管路连接至防爆蒸汽发生器,在蒸汽发生器出口处安装蒸汽压力表和另外一个截止阀,在管道高度变低拐弯处安装汽水分离器,汽水分离器出水口连接疏水阀组;将安全阀用钢管安装至钻孔内;从瓦斯抽放干管引出抽放支管至瓦斯抽放钻孔,将钻孔密封,并关闭支管上的阀门;打开蒸汽输送管道上的阀门,向钻孔内注高温蒸汽;1小时后依次关闭蒸汽发生器和输送管道上的阀门,打开抽放支管上的阀门,进行瓦斯抽放。
【专利说明】一种热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,尤其适用于煤矿井下低透气、高吸附煤层的瓦斯高效抽采。

【背景技术】
[0002]我国高阶煤和低阶煤所含瓦斯在资源总量中占2/3以上,瓦斯(煤层气)赋存特殊:具有微孔隙、低渗透率、高吸附的特征。煤层渗透率平均只有1.1974X 10—18?
1.1596Xl(T14m2。其中渗透率小于 0.1987X 10-1-- 占 35 %,0.1987X10 46?0.1987Xl(T15m2占37%,大于0.1987 X l(T15m2的仅占28 %。美国煤层气地面开发选区通常要求煤层的渗透率不低于0.1987X10_15m2,而我国高瓦斯突出煤层渗透率通常都小于0.1987X10_15m2。国外地面瓦斯抽采技术主要适合于中阶煤(高渗透、弱吸附)的特征,不能适应我国高阶煤和低阶煤(低渗透、强吸附)的特点,国外先进技术在我国应用的实践表明:抽采有效影响半径只有美国的1/3?1/2,平均单井采气量只有美国的1/5?1/3,抽采效率低。当前,我国普通采用改善煤体透气性的方法来提高瓦斯抽采效率,即通过一定的技术措施在煤层内产生裂隙网,促使吸附在煤体内部的瓦斯解吸、流动,如开采保护层、高压水射流割缝、深孔松动爆破和水力压裂等。然而,这些方法只能从提高煤层透气性角度来提高抽采效率,而煤层还具有高吸附的特征,即使产生了裂隙,煤体微孔隙内的瓦斯也很难解吸、运移,导致后期煤层掘进或回采时仍有大量瓦斯涌出。


【发明内容】

[0003]技术问题:本发明目的是针对现有技术中的不足之处,提供一种热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,利用热蒸汽加热煤体,促进吸附在煤体孔隙内部的瓦斯的解吸能力,从而提高瓦斯的抽放效果。
[0004]技术方案:本发明的热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,包括在煤层内施工瓦斯抽采钻孔,包括如下步骤:
[0005]a.向施工好的瓦斯抽采钻孔底部送入蒸汽输送管道,并在蒸汽输送管道的上下方分别设置伸入瓦斯抽采钻孔孔口处的卸压管和瓦斯抽采支管,按常规对瓦斯抽采钻孔进行封孔;
[0006]b.将伸出瓦斯抽采钻孔外露端的蒸汽输送管道与设在钻孔附近的防爆蒸汽发生器相连接,并将伸出瓦斯抽采钻孔外露端的瓦斯抽采支管经与闸阀与瓦斯抽采干管相连接,同时在伸出瓦斯抽采钻孔外露端的卸压管上依次安装出气压力表和安全阀;
[0007]所述蒸汽输送管道与防爆蒸汽发生器相连的管路在管道高度变低拐弯处设有汽水分离器,汽水分离器的出水口处设有疏水阀组有;所述钻孔外露端的蒸汽输送管道上设有截止阀,所述防爆蒸汽发生器与蒸汽输送管道相连的出口管路上依次设有蒸汽压力表和截止阀;
[0008]c.开启蒸汽发生器,打开热蒸汽输送管路上的两个截止阀,向钻孔内注高温蒸汽,待蒸汽压力达到设定压力后,关闭蒸汽发生器和蒸汽输送管道上的两个截止阀;
[0009]d.打开抽放支管上的闸阀,进行瓦斯抽放。
[0010]所述的高温蒸汽的温度>100°C。
[0011]所述蒸汽压力达到的设定压力为0.7?IMPa。
[0012]所述的安全阀为全启式弹簧安全阀。
[0013]所述的蒸汽压力表采用考克阀和冷凝水弯管连接到蒸汽输送管道上。
[0014]所述的热蒸汽输送管路的外表附有玻璃棉材料保温层。
[0015]有益效果:由于采用了上述技术方案,本发明利用热蒸汽加热煤体,促进吸附在煤体孔隙内部的瓦斯的解吸能力,从而提高瓦斯的抽放效果。由于煤体被加热后,瓦斯的解吸、运移会加剧,其内部残余的瓦斯会大量释放,因此,利用热蒸汽加热煤层,再立即进行抽放,煤体内部的瓦斯含量将会大大降低。由于煤层的瓦斯主要包含游离瓦斯和吸附瓦斯两部分,一般的瓦斯抽采技术只能抽放游离瓦斯,即使采取了强化卸压增透技术后,也只能促进部分残余瓦斯解吸,煤层掘进或开采过程中仍有大量瓦斯涌出。而该技术发明与现有技术相比,更能有效的促进残余瓦斯的大量解吸,提高瓦斯的抽采效率,可大大降低煤层掘进或开采过程中的瓦斯涌出量。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1是本发明的具体实施方法示意图。
[0017]图中:1 一煤层;2 —瓦斯抽采钻孔;3 —截止阀;4 一蒸汽输送管道;5 —防爆蒸汽发生器;6 —蒸汽压力表;7 —疏水阀组;8 —汽水分呙器;9 一管道尚低拐弯;10 —安全阀;11_出气压力表;12 —瓦斯抽米支管;13 —闸阀;14 一瓦斯抽米干管。

【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0019]本发明的热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,具体步骤如下:
[0020]a.首先在煤层内施工瓦斯抽采钻孔2,然后向施工好的瓦斯抽采钻孔2底部送入蒸汽输送管道4,并在蒸汽输送管道4的上下方分别设置伸入瓦斯抽采钻孔2孔口处的卸压管和瓦斯抽采支管12,按常规对瓦斯抽采钻孔2进行封孔;所述的热蒸汽输送管路4的外表附有玻璃棉材料保温层。
[0021]b.将伸出瓦斯抽采钻孔2外露端的蒸汽输送管道4与设在钻孔附近的防爆蒸汽发生器5相连接,并将伸出瓦斯抽采钻孔2外露端的瓦斯抽采支管12经与闸阀13与瓦斯抽采干管14相连接,同时在伸出瓦斯抽采钻孔2外露端的卸压管上依次安装出气压力表11和安全阀10 ;所述的安全阀10为全启式弹簧安全阀;
[0022]所述蒸汽输送管道4与防爆蒸汽发生器5相连的管路在管道高度变低拐弯9处设有汽水分离器8,汽水分离器8的出水口处设有疏水阀组有7 ;所述钻孔外露端的蒸汽输送管道4上设有截止阀3,所述防爆蒸汽发生器5与蒸汽输送管道4相连的出口管路上依次设有蒸汽压力表6和截止阀3 ;所述的蒸汽压力表6采用考克阀和冷凝水弯管连接到蒸汽输送管道4上。
[0023]c.开启蒸汽发生器5,打开热蒸汽输送管路4上的两个截止阀3,向钻孔内注高温蒸汽,高温蒸汽的温度>100°c,待蒸汽压力达到设定压力后,蒸汽压力达到的设定压力为0.7?IMPa,关闭蒸汽发生器5和蒸汽输送管道4上的两个截止阀3 ;
[0024]d.打开抽放支管12上的闸阀13,进行瓦斯抽放。
[0025]以某煤矿掘进工作面要进行瓦斯预抽为例,首先在煤层I内施工瓦斯抽采钻孔2,将热蒸汽输送管路4送入钻孔2内部距孔底I米处,并将管路引至钻孔2外,连接蒸汽阀门3 ;
[0026]将热蒸汽输送管路4连接至防爆蒸汽发生器5,在蒸汽发生器5出口处连接蒸汽压力表6和截止阀3,其中蒸汽压力表6要使用考克阀和冷凝水弯管连接到蒸汽输送管道上4,在管道高低拐弯9处安装汽水分离器8,汽水分离器8出水口连接疏水阀组7 ;
[0027]将安全阀10用钢管4连接至钻孔2内,蒸汽压力过高时,安全阀10会自动降压,防止钻孔内蒸汽压力过高;从瓦斯抽放干管14引出抽放支管12至瓦斯抽放钻孔2,抽放支管上安装闸阀13,将抽放支管12连接至瓦斯抽放钻孔2,关闭支管上的闸阀13,将钻孔2密封,封孔长度为3米;
[0028]打开蒸汽输送管道4上的阀门3,调节蒸汽发生器5使蒸汽温度高于100°C,蒸汽压力达到0.7MPa,向钻孔内注高温蒸汽,注汽I小时后依次关闭蒸汽发生器5和输送管道上的阀门3 ;打开抽放支管12上的闸阀13,进行瓦斯抽放。
【权利要求】
1.一种热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,包括在煤层内施工瓦斯抽采钻孔(2),其特征在于包括如下步骤: a.向施工好的瓦斯抽采钻孔(2)底部送入蒸汽输送管道(4)(长度),并在蒸汽输送管道(4)的上下方分别设置伸入瓦斯抽采钻孔(2)孔口处的卸压管和瓦斯抽采支管(12),按常规对瓦斯抽采钻孔(2)进行封孔; b.将伸出瓦斯抽采钻孔(2)外露端的蒸汽输送管道(4)与设在钻孔附近的防爆蒸汽发生器(5)相连接,并将伸出瓦斯抽采钻孔(2)外露端的瓦斯抽采支管(12)经与闸阀(13)与瓦斯抽采干管(14)相连接,同时在伸出瓦斯抽采钻孔(2)外露端的卸压管上依次安装出气压力表(11)和安全阀(10); 所述蒸汽输送管道(4)与防爆蒸汽发生器(5)相连的管路在管道高度变低拐弯(9)处设有汽水分离器(8),汽水分离器(8)的出水口处设有疏水阀组有(7);所述钻孔外露端的蒸汽输送管道(4 )上设有截止阀(3 ),所述防爆蒸汽发生器(5 )与蒸汽输送管道(4 )相连的出口管路上依次设有蒸汽压力表(6)和截止阀(3); c.开启蒸汽发生器(5),打开热蒸汽输送管路(4)上的两个截止阀(3),向钻孔内注高温蒸汽,待蒸汽压力达到设定压力后,关闭蒸汽发生器(5)和蒸汽输送管道(4)上的两个截止阀(3); d.打开抽放支管(12)上的闸阀(13),进行瓦斯抽放。
2.根据权利要求1所述的热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,其特征在于:所述的高温蒸汽的温度>100°C。
3.根据权利要求1所述的热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,其特征在于:所述蒸汽压力达到的设定压力为0.7?IMPa。
4.根据权利要求1所述的热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,其特征在于:所述的安全阀(10)为全启式弹簧安全阀。
5.根据权利要求1所述的热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,其特征在于:所述的蒸汽压力表(6)采用考克阀和冷凝水弯管连接到蒸汽输送管道(4)上。
6.根据权利要求1所述的热蒸汽驱替瓦斯提高瓦斯抽采效率的方法,其特征在于:所述的热蒸汽输送管路(4)的外表附有玻璃棉材料保温层。
【文档编号】E21F7/00GK104481575SQ201410621327
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】朱传杰, 林柏泉, 邹全乐, 闫发志, 刘厅, 姚昊 申请人:中国矿业大学
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