专利名称：地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法
技术领域：
本发明地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，属于煤岩体渗透性改善与煤层气抽采方法技术领域。
背景技术：
煤层气既是引发瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出的灾害源，又是一种清洁能源。我国埋深2000m以浅范围内，煤层气资源量约为31万亿方储量，渗透率一般小于I X 10-3 iim2，普遍属于低渗透煤储层，煤层气难以被抽采。从防止煤与瓦斯防突和抽采治理角度看，抽采措施分为地面抽采和井下抽采两种，而地面抽采和井下抽采一般是各自单独实现。目前，我国的地面煤层气抽采技术在沁水盆地、鄂尔多斯盆地和辽宁阜新盆地等多个矿区取得了较好效果。地面煤层气抽采技术以地面垂直井水力压裂加支撑剂和地面水平井(包括羽状水平分支井和U型井等)为主。地面垂直井施工成本低，工艺简单，占据了地面抽采井的绝大部分，但地面垂直井因煤层钻遇率低，钻井后的固井和完井后的水力压裂改造都会对煤层造成不同程度的伤害，且煤层伤害很难恢复。同时由于煤岩体为塑性体，煤岩体与支撑剂的刚度相差较大，压裂裂缝的延伸长度和宽度有限，抽采效果并不理想。地面水平井在煤层中进尺长，与煤岩体接触面积大，尤其水平井避免了固井和水力压裂作业，煤层气的产量和进尺成一定的线性关系，理论上应该有较好效果。但从目前的应用效果看，既有成功的实例也有失败的例子，这可能与施工地面水平井需要详实的勘探资料、精确的地质导向系统、复杂的钻井工艺和较高的钻井成本等诸多因素有关，尤其在煤层厚度薄、煤质坚硬和夹矸厚及层数多的情况下，限制了其进一步推广应用。为此，“煤层气不同开发方式的应用现状及适应条件分析”(煤田地质与勘探.2010, Vol.38，N0.2)对煤层气不同开发方式适应条件进行了详细论述。另外，由于煤层产状起伏，地面水平井水平段随地层起伏而在钻孔中产生流动阻力及滞水，钻孔内积水不利煤层气降压解吸。同时地面水平井还需施工与之配套的抽采垂直井，地面水平井煤层水平段施工完成后，除与垂直井交叉点以远的煤层水平段外，其余孔段被封堵废弃，造成较大浪费和成本增加。因此，怎样以较低的经济成本来实现对煤层气的高效抽采就成为了人们努力探索的方向。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种把地面垂直井与井下顺层长钻孔相结合，以较低经济成本实现高效抽采煤层气的方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，包括以下步骤:
a、地上施工一个或多个地面垂直井到达至少一层目标抽采煤层；
b、按照目标抽米煤层的分布施工井下煤层气抽放巷；
C、在所述的煤层气抽放巷中向一层目标抽采煤层中钻预定深度的顺层长钻孔；
d、退钻到钻具不受顶压时，向钻具内通入25 35MPa的高压水，钻具原地旋转，通过高压水射流在垂直顺层长钻孔轴线的平面上形成一竖向大裂缝；
e、继续退钻，在退钻过程中，降低水压到l(Tl5MPa，对顺层长钻孔的孔壁进行冲洗，钻具退后一段距离后停住，用步骤d中的方法施工一新的竖向大裂缝；
f、重复步骤e，使顺层长钻孔上形成多个竖向大裂缝，且位于顺层长钻孔孔口部位的竖向大裂缝距孔口有一设定距离，以使顺层长钻孔的孔口部位留有至少5m的封孔长度；
g、停止高压水射流，退出钻具，并用封孔材料对顺层长钻孔封孔；
h、目标抽采煤层为多层时，依次在每层目标抽采煤层中按步骤c g钻出带竖向大裂缝的顺层长钻孔；
1、对地面垂直井下套管、固井、安装煤层气抽放泵，与地面煤层气抽放管路连接，利用地面煤层气抽放系统对一层或多层目标抽米煤层实施煤层气抽放；
步骤c和步骤h中所述的顺层长钻孔与至少一个地面垂直井交汇贯通。进一步的，重复步骤c g，在每层目标抽采煤层中均形成两个以上带竖向大裂缝的顺层长钻孔；然后在每层目标抽采煤层中均钻一个或多个连接孔；所述连接孔将其所在目标抽采煤层中的多条顺层长钻孔连通，或将其所在目标抽采煤层中的多条顺层长钻孔与地面垂直井连通，使得每条顺层长钻孔均直接或间接的与至少一个地面垂直井交汇贯通；所述连接孔的孔口处用封孔材料封孔。为了排水，在所述每层目标抽采煤层上，顺层长钻孔的下方，斜向上或斜向下钻排水钻孔，斜向上钻出的排水钻孔孔口处安装有排水装置，斜向下钻出的排水钻孔孔口处封孔，排水钻孔轴线斜向上或斜向下的坡度不小于5%。1%。，排水钻孔与顺层长钻孔轴线之间的距离以竖向大裂缝的最大影响松动圈确定，或为竖向大裂缝直径的0.5^3倍。所述斜向下钻出的 排水钻孔与一个地面垂直井交汇贯通。所述的排水钻孔在目标抽采煤层中沿底板施工或在底板内施工。同一目标抽采煤层中同一竖向平面上布置有多个顺层长钻孔时，仅在靠近底板的顺层长钻孔下方布置排水钻孔。在所述步骤c之前对地面垂直井上与顺层长钻孔交汇的区域实施洞穴扩大。所述位于同一目标抽采煤层中的多个顺层长钻孔为平行设置，或为交叉设置。所述连接孔为在目标抽采煤层中单独钻出，或为从顺层长钻孔中斜向钻出。所述相邻两个平行设置的顺层长钻孔之间的间距为其上竖向大裂缝直径的5-8倍。本发明与现有技术相比具有以下有益效果。1、本发明提供了一种地面垂直井与井下顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，充分发挥了地面垂直井对煤层地质条件、煤层层数和厚度等要求低，井下顺层长钻孔钻进距离远，与煤岩体接触范围大等优点，同时两种方法都具有工艺成熟、成本低、见效快的特点，可以较低经济成本实现对煤层气的高效抽采。2、本发明既可采用地面垂直井与顺层长钻孔联合布置方法对煤岩体煤层气实施抽放，也可用于对已施工地面垂直井实施增产改造。3、本发明通过对煤层沉积结构、割离特点和煤层夹矸分布对煤层气渗透性的影响分析，在充分考虑煤岩渗透性各向异性的基础上有针对性地布置煤层气抽采钻孔，通过在垂直顺层长钻孔轴线的竖向平面施工竖向大裂缝，沟通煤岩不同分层层理和割离之间的联系，尤其是沟通了煤层夹矸对不同煤岩分层煤层气运移的阻隔，改变了煤层抽放钻孔的气体流动方式，使原先抽放钻孔周边单一的径向运移方式，施工的竖向大裂缝后变为径向运移和沿煤岩分层层理运移两种方式，使煤层气在煤层中的运移尽可能沿着煤层层理或裂隙最大的方向运移，优化了煤层气渗透路径，建立了钻孔径向扩散和煤基质孔隙一割离一层理一竖向大裂缝一钻孔两种的煤层气抽采通道，改善了煤层渗透率，提高了单孔单位时间煤层气抽放量和抽放效率，使抽放效果达到最佳状态，实现了以地质理论为指导的煤层钻孔布置方法。4、采用一定压力水射流对钻孔竖向大裂隙间隔区间孔壁洗孔，可消弱钻孔钻进过程中施工和钻井液对孔壁的污染，同时可增加部分孔壁浅表裂隙，消弱钻孔周围的“瓶塞效应”，增大钻孔的有效影响半径和钻孔抽放煤壁暴露面积，提高了抽放效率。5、本发明中一个地面垂直井可与多层目标抽采煤层中的井下顺层长钻孔匹配与组合，优化了抽采井的布置方式，也不需要另外布置井下抽采系统，实用性强，工期短，成本低。6、本发明在靠近煤层底板的顺层长钻孔下方单独布置排水钻孔，实现了排水与排气分离，且由于排水钻孔与顺层长钻孔竖向大裂缝的最大影响松动圈连通，可有效快速排出顺层长钻孔特别是竖向大裂缝下半平面内的积水，使煤层气达到快速排水降压而发生解吸，提高抽放效率。7、本发明中的排水钻孔可斜向上钻出，也可斜向下钻出，斜向上钻出时，排水钻孔的孔口处为出水口 ；斜向下钻出时，与地面垂直井交汇贯通，以地面垂直井为排水通道；实现方式灵活多样，可根据具体情况进行选择，容易实现，效果显著。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1为本发明方法实施时单个顺层长钻孔和地面垂直井交汇的剖面示意图。图2为图1中单个带竖向大裂缝顺层长钻孔的具体结构示意图。图3为图2的柱状图例。图4为按本发明方法施工完成后地面垂直井和带竖向大裂缝顺层长钻孔的平面布置示意图。图5为本发明方法实施时单个地面垂直井与两层目标抽采煤层中顺层长钻孔交汇的剖面示意图。图6为按本发明公开的方法施工后同一竖向平面内布置两个以上顺层长钻孔时排水钻孔的布置方法示意图。图中:1为目标抽采煤层，2为地面垂直井，3为顺层长钻孔，4为煤层气抽放巷，5为竖向大裂缝，6为连接孔，7为顶板，8为底板，9为光亮煤，10为半亮煤，11为半暗煤，12为暗煤,13为夹砰,14为排水钻孔。
具体实施例方式如图1、图2、图3、图5所示，本发明地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，包括以下步骤:a、地上施工一个或多个地面垂直井2到达至少一层目标抽采煤层I;
b、按照目标抽米煤层I的分布施工井下煤层气抽放巷4；
C、在所述的煤层气抽放巷4中向一层目标抽采煤层I中钻预定深度的顺层长钻孔3 ；
d、退钻到钻具不受顶压时，向钻具内通入25 35MPa的高压水，钻具原地旋转，通过高压水射流在垂直顺层长钻孔3轴线的平面上形成一竖向大裂缝5 ；
e、继续退钻，在退钻过程中，降低水压到l(Tl5MPa，对顺层长钻孔3的孔壁进行冲洗，钻具退后一段距离后停住，用步骤d中的方法施工一新的竖向大裂缝5 ；
f、重复步骤e，使顺层长钻孔3上形成多个竖向大裂缝5，且位于顺层长钻孔3孔口部位的竖向大裂缝5距孔口有一设定距离，以使顺层长钻孔3的孔口部位留有至少5m的封孔长度；
g、停止高压水射流，退出钻具，并用封孔材料对顺层长钻孔3封孔；
h、目标抽采煤层I为多层时，依次在每层目标抽采煤层I中按步骤c g钻出带竖向大裂缝5的顺层长钻孔3 ；
1、对地面垂直井2下套管、固井、安装煤层气抽放泵，与地面煤层气抽放管路连接，利用地面煤层气抽放系统对一层或多层目标抽米煤层I实施煤层气抽放；
步骤c和步骤h中所述的顺层长钻孔3与至少一个地面垂直井2交汇贯通。本发明的一个地面垂直井2可与多层目标抽采煤层I的井下顺层长钻孔3相匹配或组合，优化了抽采井布置方式，也不需要另外布置井下抽采系统，实用性强，工期短，成本低。 进一步的，如图4所示，重复步骤c g，在每层目标抽采煤层I中均形成两个以上带竖向大裂缝5的顺层长钻孔3 ;然后在每层目标抽采煤层I中均钻一个或多个连接孔6 ；所述连接孔6将其所在目标抽采煤层I中的多条顺层长钻孔3连通，或将其所在目标抽采煤层I中的多条顺层长钻孔3与地面垂直井2连通，使得每条顺层长钻孔3均直接或间接的与至少一个地面垂直井2交汇贯通；所述连接孔6的孔口处用封孔材料封孔。如图5、图6所示，为了排水，在所述每层目标抽采煤层I上，顺层长钻孔3的下方，斜向上或斜向下钻排水钻孔14，斜向上钻出的排水钻孔14孔口处安装有排水装置，斜向下钻出的排水钻孔14孔口处封孔，排水钻孔14轴线斜向上或斜向下的坡度不小于5%。 8%0，排水钻孔14与顺层长钻孔3轴线之间的距离以竖向大裂缝5的最大影响松动圈确定，或为竖向大裂缝5直径的0.5^3倍。所述斜向下钻出的排水钻孔14与一个地面垂直井2交汇贯通。所述的排水钻孔14在目标抽采煤层I中沿底板8施工或在底板8内施工。同一目标抽采煤层I中同一竖向平面上布置有多个顺层长钻孔3时，仅在靠近底板8的顺层长钻孔3下方布置排水钻孔14。排水钻孔14为普通钻孔，排水钻孔14与靠近目标抽采煤层I底板8的顺层长钻孔3的裂隙影响带沟通，且排水钻孔14要保持出水口处位置最低，以利于积水的排出。排水钻孔14为斜向上钻出时，排水钻孔14的孔口处为出水口 ；排水钻孔14为斜向下钻出时，与地面垂直井2交汇贯通，以地面垂直井2为排水通道，排水钻孔14与地面垂直井2连通处为出水口。排水钻孔14还可以先斜向上钻再斜向下钻最后与地面垂直井2交汇贯通，且孔口处安装排水装置，这样钻出的排水钻孔14的排水方法结合了上述两种排水钻孔14的排水方法，其两头都是出水口。所述位于同一目标抽采煤层I中的多个顺层长钻孔3为平行设置，或为交叉设置。所述连接孔6为在目标抽采煤层I中单独钻出，或为从顺层长钻孔3中斜向钻出。所述相邻两个平行设置的顺层长钻孔3之间的间距为其上竖向大裂缝5直径的5-8 倍。所述顺层长钻孔3的直径可取$ 75 100mm。其上竖向大裂缝5的宽度为20_40mm，半径为500-1000mm ;在现场，对目标抽采煤层I中的顺层长钻孔3施工竖向大裂缝5时，高压水射流的流量为120 200L/min，钻具的旋转速度为5(Tl00 r/min，竖向大裂缝5的切割时间可根据孔口返渣情况确定，观察孔口返渣变小时停止切割，一般为1(T20 min，然后降低水压，匀速旋转退钻。一个顺层长钻孔3中相邻两个竖向大裂缝5之间的间距根据目标抽采煤层I煤层气含量、煤层气压力、钻孔抽放时间综合确定，根据现有煤矿井下实际情况，一般可取为8 10m，即所述钻具退后一次为8 10m，同时，退钻速度为l 3m /min。本发明方法可根据目标抽采煤层I坚硬程度及夹矸层数、厚度与分布情况，在所述高压水中增加磨料，磨料采用7(Tl20目石英砂，石英砂在高压水和石英砂混合物中体积占5%，形成高压喷砂水射流，增加竖向大裂缝5半径。每个钻孔的封孔长度均需大于5m。位于顺层长钻孔3孔口部位的竖向大裂缝5距孔口的距离为15 20m。为了减少井下顺层长钻孔3和地面垂直井2的交汇难度和增加抽采效率，在所述步骤c之前可对地面垂直井2上与顺层长钻孔3交汇的区域实施洞穴扩大。如图2所示，位于顶板7和底板8之间的目标抽采煤层I由一层或多层的光亮煤
9、半亮煤10、半暗煤11、暗煤12和夹矸13组成，其中，又分布有各种割理，本发明所公开方法中的竖向大裂缝5很好的导通了不同的层理和割理，改善了目标抽采煤层I的渗透性。本发明方法可以是全新施工，也可以是对原有地面垂直井2进行增产改造。如果井下顺层长钻孔3和地面垂直井2可同时实施交汇，为了减少交汇难度和增加抽采效率，可对交汇区实施洞穴扩大；如果井下煤层气抽放巷4距离最近的地面垂直井2很远，无法同时完成井下顺层长钻孔3和地面垂直井2的施工交汇，可首先施工地面垂直井2并进行水力压裂加支撑剂，对目标抽采煤层I先进行煤层气抽放，等条件具备后，即煤层气抽放巷4打通到地面垂直井2附近时，再从煤层气抽放巷4中施工顺层长钻孔3与地面垂直井2沟通，对目标抽采煤层I实施渗透性改造，提高煤层气的抽采效率，对目标抽采煤层I进行二次抽米。实施实例I
地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，参照图1和图4所示方式布置地面垂直井2和顺层长钻孔3。预抽采盘区井下已施工煤层气抽放巷4，目标抽采煤层I厚度为
2.5m，为了在规定时间，使预抽区块煤层气含量降到8m3/t以下，同时根据现有施工队伍、施工机具和地面临近抽放管路的布置情况，采用地面垂直井2与井下顺层长钻孔3联合抽放的方法。先施工地面垂直井2，地面垂直井2上目标抽采煤层I段采用洞穴扩大。同时，在煤层气抽放巷4中采用千米钻机在目标抽采煤层I中钻进顺层长钻孔3，顺层长钻孔3直径096_。在钻孔达到预定深度后，用清水清洗钻杆通道，退钻，在钻孔底部第一个竖向大裂缝5设计位置，钻杆原位旋转，增加液压，应用高压水射流竖向大裂缝切割装置，在垂直顺层长钻孔3轴线平面切割竖向大裂缝5，造缝压力可取25 35 MPa,切割时间1(T20 min，旋转速度60r/min，另外，可根据目标抽采煤层I坚硬程度及夹矸层数、厚度与分布情况，对水射流增加磨料，磨料采用7(TllO目石英砂，石英砂在高压水和石英砂混合物中体积占5%左右，形成高压喷砂水射流，增加竖向大裂缝5半径。现场竖向大裂缝5切割时间可根据孔口返渣情况确定，观察孔口返渣变小时，降低水压，停止竖向大裂缝5切害I]，完成第一个竖向大裂缝5。降低水压，匀速旋转退钻，退钻速率为f 3m /min，压力控制在15 MPa左右，边退钻边对顺层长钻孔3孔壁采用水射流冲洗，退钻ClOm后，到达第二个造缝位置，钻杆原位旋转，重新增加水流压力，进行第二个竖向大裂缝5的施工，施工参数同前，由此完成第二个竖向大裂缝5后，降压，边退钻边对顺层长钻孔3孔壁冲洗，依此类推，按照设计的竖向大裂缝5间距，从里到外依次施工所有竖向大裂缝5和冲洗除孔口封孔段外的所有孔壁，直至距孔口 15m处完成最后一个竖向大裂缝5，所述竖向大裂缝5直径大小约为100(T2000mm;在目标抽采煤层I中钻两个以上带竖向大裂缝5的顺层长钻孔3，然后在目标抽采煤层I中钻一个或多个连接孔6，连接孔6将多条顺层长钻孔3连通，或将地面垂直井2与多条顺层长钻孔3连通，使得每条顺层长钻孔3均直接或间接的与至少一个地面垂直井2交汇贯通；将顺层长钻孔3和连接孔6的孔口处用封孔材料封孔，封孔长度大于5 8m。为了减少顺层长钻孔3内和竖向大裂缝5下半圆内积水，在顺层长钻孔3下方按不小于5%。 8%。的坡度斜向上施工排水钻孔14，排水钻孔14与顺层长钻孔3轴线之间的距离为2.5d (d为竖向大裂缝5的直径)，排水钻孔14施工完成后，在孔口处安装排水装置。排水钻孔14也可按不小于5%。1%。的坡度斜向下施工，并与地面垂直井2交汇贯通，排水钻孔14的孔口处封孔，地下水直接排入地面垂直井2内。目标抽采煤层I中同一竖向平面上布置有多个顺层长钻孔3时，仅在靠近底板8的顺层长钻孔3下方布置排水钻孔14 (见图6)。对地面垂直井2下套管、固井、安装煤层气抽放泵，与地面煤层气抽放管路连接，利用地面煤层气抽放系统对目标抽米煤层I实施煤层气抽放。上述过程中，多个顺层长钻孔3平行布置，相邻两个平行的顺层长钻孔3之间的间距按其上竖向大裂缝5直径的5-8倍确定。连接孔6是根据顺层长钻孔组布置间距、长度及地面垂直井2的位置从不同位置按不同角度施工的，将多个顺层长钻孔3连通，能够较均匀地沟通目标抽采煤层I中顺层长钻孔组的各个长度区间。实施实例2
应用顺层长钻孔3改造煤岩体渗透性，提高地面垂直井2抽采煤层气产能，参照图1和图4。某预抽盘区目标抽采煤层I厚度为2.5m,先前已使用地面垂直井水力压裂加支撑剂技术对盘区实施抽采，但抽采效果不理想，不能满足开采煤层煤层气含量小于8m3/t的要求，同时根据井下采煤开采进度要求，需加快对开采盘区进行预抽放，为此，从井下施工煤层气抽放巷4，并从煤层气抽放巷4中施工顺层长钻孔组，使顺层长钻孔3沟通地面垂直井2压裂区域，同时对顺层长钻孔3使用水射流施工垂直钻孔轴向的竖向大裂缝5，改善煤层气的渗透性。顺层长钻孔3竖向大裂缝5直径大小约为100(T2000mm，沿顺层长钻孔3轴线布置，竖向大裂缝5间距在8 10m之间，带竖向大裂缝5的顺层长钻孔组、连接孔6和排水钻孔14的布置与具体施工方法及参数同实施实例1，所有与地面垂直井2连接的顺层长钻孔组、连接孔6及排水钻孔14施工完成后，利用排水钻孔14排放顺层长钻孔3内地下水，并利用地面垂直井2原有抽放管道，对预抽放盘区进行抽放，达到了在规定时间煤层气含量小于8m3/t的要求，取得了较好的抽放效果。实施实例3
地面垂直井2与多个目标抽采煤层I的顺层长钻孔3相连通，利用顺层长钻孔3改造多层煤岩体的渗透性，提高抽采煤层气产能，参照图4和图5。每个目标抽采煤层I的顺层长钻孔3、连接孔6和排水钻孔14的布置方式和施工方法参见实施实例2和实施实例1，不同之处仅仅是，多层目标抽采煤层I的顺层长钻孔3均与地面垂直井2相连通。这样可以减少地面垂直井2的施工，减少成本和工期。
权利要求
1.地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于包括以下步骤: a、地上施工一个或多个地面垂直井(2)到达至少一层目标抽采煤层(I)； b、按照目标抽米煤层(I)的分布施工井下煤层气抽放巷(4)； C、在所述的煤层气抽放巷(4)中向一层目标抽采煤层(I)中钻预定深度的顺层长钻孔(3)； d、退钻到钻具不受顶压时，向钻具内通入25 35MPa的高压水，钻具原地旋转，通过高压水射流在垂直顺层长钻孔(3)轴线的平面上形成一竖向大裂缝(5); e、继续退钻，在退钻过程中，降低水压到l(Tl5MPa，对顺层长钻孔(3)的孔壁进行冲洗，钻具退后一段距离后停住，用步骤d中的方法施工一新的竖向大裂缝(5)； f、重复步骤e，使顺层长钻孔(3)上形成多个竖向大裂缝(5)，且位于顺层长钻孔(3)孔口部位的竖向大裂缝(5)距孔口有一设定距离，以使顺层长钻孔(3)的孔口部位留有至少5m的封孔长度； g、停止高压水射流，退出钻具，并用封孔材料对顺层长钻孔(3)封孔； h、目标抽采煤层(I)为多层时，依次在每层目标抽采煤层(I)中按步骤c g钻出带竖向大裂缝(5)的顺层 长钻孔(3);地面垂直井(2)下套管、固井、安装煤层气抽放泵，与地面煤层气抽放管路连接，利用地面煤层气抽放系统对一层或多层目标抽米煤层(I)实施煤层气抽放； 步骤c和步骤h中所述的顺层长钻孔(3)与至少一个地面垂直井(2)交汇贯通。
2.根据权利要求1所述的地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于:重复步骤c g，在每层目标抽采煤层(I)中均形成两个以上带竖向大裂缝(5)的顺层长钻孔(3 );然后在每层目标抽采煤层(I)中均钻一个或多个连接孔(6 );所述连接孔(6 )将其所在目标抽采煤层(I)中的多条顺层长钻孔(3)连通，或将其所在目标抽采煤层(I)中的多条顺层长钻孔(3)与地面垂直井(2)连通，使得每条顺层长钻孔(3)均直接或间接的与至少一个地面垂直井(2)交汇贯通；所述连接孔(6)的孔口处用封孔材料封孔。
3.根据权利要求1或2所述的地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于:在所述每层目标抽采煤层(I)上，顺层长钻孔(3)的下方，斜向上或斜向下钻排水钻孔(14)，斜向上钻出的排水钻孔(14)孔口处安装有排水装置，斜向下钻出的排水钻孔(14)孔口处封孔，排水钻孔(14)轴线斜向上或斜向下的坡度不小于5%。 8%。，排水钻孔(14)与顺层长钻孔(3)轴线之间的距离以竖向大裂缝(5)的最大影响松动圈确定，或为竖向大裂缝(5)直径的0.5 3倍。
4.根据权利要求3所述的地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于:所述斜向下钻出的排水钻孔(14)与一个地面垂直井(2)交汇贯通。
5.根据权利要求3所述的地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于:所述的排水钻孔(14)在目标抽采煤层(I)中沿底板(8)施工或在底板(8)内施工。
6.根据权利要求3所述的地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于:同一目标抽采煤层(I)中同一竖向平面上布置有多个顺层长钻孔(3)时，仅在靠近底板(8 )的顺层长钻孔(3 )下方布置排水钻孔(14 )。
7.根据权利要求1或2所述的顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法，其特征在于:在所述步骤c之前对地面垂直井(2)上与顺层长钻孔(3)交汇的区域实施洞穴扩大。
8.根据权利要求2所述的地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于:所述位于同一目标抽采煤层(I)中的多个顺层长钻孔(3)为平行设置，或为交叉设置。
9.根据权利要求2所述的地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于:所述连接孔(6)为在目标抽采煤层(I)中单独钻出，或为从顺层长钻孔(3)中斜向钻出。
10.根据权利要求8所述的地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，其特征在于:所述相邻两个平行设置的顺层长钻孔(3)之间的间距为其上竖向大裂缝(5)直径的5-8倍 。
全文摘要
本发明地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法，属于煤岩体渗透性改善与煤层气抽采方法技术领域；要解决的问题为提供一种把地面垂直井与井下顺层长钻孔相结合，以较低经济成本实现高效抽采煤层气的方法；采用的技术方案为a、施工地面垂直井；b、施工井下煤层气抽放巷；c、向目标抽采煤层中钻与地面垂直井交汇的顺层长钻孔；d、向钻具内通入高压水，原地旋转，形成一竖向大裂缝；e、继续退钻，退后一段距离后停住，用步骤d中的方法施工一新的竖向大裂缝；f、重复步骤e，使顺层长钻孔上形成多个竖向大裂缝；g、退出钻具，对顺层长钻孔封孔；I、将地面垂直井与地面煤层气抽放管路连接，实施煤层气抽放；本发明抽采效率高、实用性强。
文档编号E21B43/00GK103104222SQ201310040300
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者李建军, 韩文梅, 毛虎平, 董彦莉, 白培康, 程志, 刘亚玲, 魏月娟, 薛建英, 靳小俊, 刘兰, 朱晋华, 韩云山, 耿少波, 王万月, 张洪萍, 史秀琴 申请人:中北大学