一种地面测定井下采空区煤层气富集区的方法与流程

本发明涉及一种确定井下采空区煤层气富集区的技术，特别提供了一种地面测定井下采空区煤层气富集区的方法。

背景技术：

煤层气是一种清洁能源，在井下采空区中富存有大量的煤层气。目前，抽采煤层气的方法有地面钻井和高位钻孔，但是这两种方法都存在着抽采浓度低、抽采钻孔层位定位不准等问题，因此需要一种准确定位煤层气抽采层位、提高煤层气抽采浓度的方法，现在主要依靠相似材料模拟试验和理论计算确定煤层气富集区来确定煤层气的抽采层位，但这两种方法只能间接确定出煤层气富集区，可靠性低，所以亟待一种可以现场直接测定出煤层气富集区的方法。

技术实现要素：

本发明为解决目前煤层气富集区定位不准的问题，提供一种地面测定井下采空区煤层气富集区的方法。

本发明的技术方案：一种地面测定井下采空区煤层气富集区的方法，具体步骤如下：

a.由地面垂直向井下采空区中心位置施工中心孔，以中心孔为中心，分别沿采空区内采煤方向和垂直采煤方向每间隔10~20m施工一个测试孔；

b.先后由地面向中心孔和测试孔内插入套有与第一囊袋和第二囊袋连通的注气管，且注气管的下端位于第一囊袋内部，第二囊袋位于第一囊袋上方20~40cm，取气管穿过第二囊袋，且取气管下端位于第二囊袋和第一囊袋之间，取气管上端依次连接有抽气泵和气体浓度检测仪；注气管上端依次连接有三通管、第一阀门和高压气泵，且三通管的另一端口安设有第二阀门；

c.打开第一阀门，关闭第二阀门，由高压气泵经注气管向第一囊袋和第二囊袋内注气，并在第一囊袋和第二囊袋之间形成密封区；

d.关闭第一阀门，利用抽气泵经取气管抽采密封区内的气体，3~5分钟后注入到气体浓度检测仪内测定气体浓度；

e.打开第二阀门，排出第一囊袋和第二囊袋中的气体；

f.将注气管向下移动0.5~1.0 m；

g.重复上述步骤c~f,直至气体浓度检测仪测定的气体浓度第二次低于80%时，则停止移动注气管。

本发明的有益效果：

1、通过测定煤层气富集区，有利于准确定位地面钻井和高位钻孔抽采层，大大提高煤层气抽采效率。

2、本方法操作简便、准确度高，能够很好地解决目前确定井下采空区煤层气富集区复杂，准确度不高的问题。

附图说明

图1是本发明沿垂直采煤方向布置钻孔的技术原理图；

图2是本发明沿采煤方向和垂直采煤方向的钻孔布置图。

图中：1-地面，2-采空区，3-中心孔，4-测试孔，5-第一囊袋，6-第二囊袋，7-注气管，8-取气管，9-抽气泵，10-气体浓度监测仪，11-三通管，12-第一阀门，13-高压气泵，14-第二阀门，15-密封区，16-煤层底板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实例作进一步描述：

a.由地面1垂直向井下采空区2中心位置施工中心孔3，以中心孔3为中心，分别沿采空区2内采煤方向和垂直采煤方向每间隔10~20m施工一个测试孔4；

b.由地面1向中心孔3和测试孔4内插入套有与第一囊袋5和第二囊袋6连通的注气管7，且注气管7的下端位于第一囊袋5内部，第二囊袋6位于第一囊袋5上方20~40cm，取气管8穿过第二囊袋6，且取气管8下端位于第二囊袋6和第一囊袋5之间，取气管8上端依次连接有抽气泵9和气体浓度检测仪10；注气管7上端依次连接有三通管11、第一阀门12和高压气泵13，且三通管11的另一端口安设有第二阀门14；

c.打开第一阀门12，关闭第二阀门14，由高压气泵13经注气管7向第一囊袋5和第二囊袋6内注气，并在第一囊袋5和第二囊袋6之间形成密封区15；

d.关闭第一阀门12，利用抽气泵9经取气管8抽采密封区15内的气体，排出密封区15和取气管8内的残余气体，3~5分钟后将抽气泵9抽采的煤层气注入到气体浓度检测仪10内测定气体浓度；

e.打开第二阀门14，排出第一囊袋5和第二囊袋6中的气体；

f.将注气管7向下移动0.5~1.0 m；

g.重复上述步骤c~f,直至测定出煤层气富集区，此时气体浓度检测仪10测定的气体浓度第二次低于80%，停止移动注气管7。