一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法与流程

本发明属于瓦斯抽采，具体涉及一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法。

背景技术：

1、煤层开采后上覆岩层必然发生移动沉陷，地面瓦斯抽采井在采动应力的影响下虽不影响卸压瓦斯抽采但发生抽采井井管断裂的概率高达50％。地面瓦斯抽采井井管一旦发生断裂，一方面瓦斯无法正常抽采导致井下采动卸压瓦斯增大，极易导致上隅角切眼线以外瓦斯超限，给井下安全生产带来严重隐患，另一方面造成瓦斯抽采率较低，采空区积聚大量瓦斯而无法高效利用。因此，解决煤矿地面瓦斯抽采井“一井多用”，“一井长用”，“卸压区和采空区”两区共采瓦斯成为一种新的模式，是当前煤矿区域瓦斯抽采的迫切需求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，以地面斜井代替地面直井，有效避开应力集中区域，增加抽采井使用寿命，达到“两区”共采瓦斯的目的。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，包括以下步骤：

4、根据设定的钻井井位和钻井轨迹，进行选取钻井井位，以及依照钻井轨迹进行钻井；

5、钻井井结构包括：一开表土层段下管，二开煤层上端合适位置，三开延伸至煤层正上方的卸压区和采空区两区内；

6、在钻井井结构内安装缓冲伸缩结构；

7、通过钻井进行对卸压区瓦斯及采空区瓦斯共采。

8、优选的，所述钻井井位设计的井位选择在采煤工作面外侧。

9、优选的，所述钻井轨迹设计根据确定的井位置和瓦斯聚集集中区位置设计井轨迹。

10、优选的，所述井轨迹设置为斜井。

11、优选的，所述缓冲伸缩结构采用三开套管加装伸缩结构装置，所述伸缩结构装置包括位于抽采井井口位置的第一套管，所述第一套管的下方至少设有一个第二套管，所述第一套管与第二套管之间、相邻的第二套管之间均设有伸缩部件，在管体下方过程中，在第二套管的重力作用下，伸缩部件处于拉伸状态，当第二套管触底后，继续下方管体，才是伸缩部件处于压缩转态，采动后底部的第二套管随岩层一起移动，此时伸缩部件拉伸，使底部的第二套管与采动区保持有效连通，及时排出采动区瓦斯抽采；所述伸缩部件与第一套管和第二套管之间密封连接，通过焊接或者连接部件进行密封连接；所述连接部件为：第一套管与伸缩部件之间设有第一连接部件，伸缩部件与第二套管之间设有第二连接部件；所述第一连接部件为套管连接箍；所述第一连接部件为设置有内螺纹的螺纹圈，通过螺纹的方式与第一套管和伸缩部件连接，第二连接部件与第一连接部件结构相同；所述伸缩部件包括第一伸缩管体和第二伸缩管体，第一伸缩管体与第二伸缩管体之间滑动密封连接，伸缩部件通过第一伸缩管体与第一套管连通，通过第二伸缩管体与第二套管连通。

12、优选的，所述伸缩结构装置使用方法包括以下步骤：

13、选取零件：选取与第一伸缩管体尺寸配合的第二伸缩管体；

14、放管作业：首先将第二套管放入抽采井，在第二套管的上方连接伸缩部件，放管过程中，伸缩部件处于拉伸状态，当底部的第二套管到抽采井底部的距离与所有伸缩部件的拉伸距离之和小于第一套管的长度时，在伸缩部件的上方连接第一套管，使得底部的第二套管与抽采井底部接触时，伸缩部件处于压缩状态；

15、伸缩部件作业：当煤矿采动区受采动影响岩层发生移动时，底部的第二套管随岩层一起移动，此时伸缩部件拉伸。

16、本发明的有益效果：

17、为解决地面瓦斯抽采井“卸压区和采空区”两区瓦斯共采问题，利用“避让”、“缓冲”等措施，利用定向钻井技术矢量进入靶区的方法实现“两区”共采瓦斯的目标。设计了一种避开采动应力集中区地面瓦斯抽采斜井及一种具有伸缩性能的井结构，达到“一井通两区”、“两区共抽采”的目标。本发明针对煤矿卸压瓦斯和采空区瓦斯，较好的满足煤矿地面井瓦斯抽采需求，在煤与瓦斯共采的同时实现“两区”瓦斯共采的高效抽采模式，实现煤炭绿色开发。

技术特征：

1.一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，其特征在于，所述钻井井位设计的井位选择在采煤工作面外侧。

3.根据权利要求1所述的一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，其特征在于，所述钻井轨迹设计根据确定的井位置和瓦斯聚集集中区位置设计井轨迹。

4.根据权利要求1所述的一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，其特征在于，所述井轨迹设置为斜井。

5.根据权利要求1所述的一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，其特征在于，所述缓冲伸缩结构采用三开套管加装伸缩结构装置，所述伸缩结构装置包括位于抽采井井口位置的第一套管，所述第一套管的下方至少设有一个第二套管，所述第一套管与第二套管之间、相邻的第二套管之间均设有伸缩部件，在管体下方过程中，在第二套管的重力作用下，伸缩部件处于拉伸状态，当第二套管触底后，继续下方管体，才是伸缩部件处于压缩转态，采动后底部的第二套管随岩层一起移动，此时伸缩部件拉伸，使底部的第二套管与采动区保持有效连通，及时排出采动区瓦斯抽采；所述伸缩部件与第一套管和第二套管之间密封连接，通过焊接或者连接部件进行密封连接；所述连接部件为：第一套管与伸缩部件之间设有第一连接部件，伸缩部件与第二套管之间设有第二连接部件；所述第一连接部件为套管连接箍；所述第一连接部件为设置有内螺纹的螺纹圈，通过螺纹的方式与第一套管和伸缩部件连接，第二连接部件与第一连接部件结构相同；所述伸缩部件包括第一伸缩管体和第二伸缩管体，第一伸缩管体与第二伸缩管体之间滑动密封连接，伸缩部件通过第一伸缩管体与第一套管连通，通过第二伸缩管体与第二套管连通。

6.根据权利要求5所述的一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，其特征在于，所述伸缩结构装置使用方法包括以下步骤：

技术总结
本发明属于瓦斯抽采技术领域，公开一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法，包括以下步骤：根据设定的钻井井位和钻井轨迹，进行选取钻井井位，以及依照钻井轨迹进行钻井；钻井井结构包括：一开表土层段下管，二开煤层上端合适位置，三开延伸至煤层正上方的卸压区和采空区两区内；在钻井井结构内安装缓冲伸缩结构；通过钻井进行对卸压区瓦斯及采空区瓦斯共采。本发明针对煤矿卸压瓦斯和采空区瓦斯，较好的满足煤矿地面瓦斯抽采需求，在煤与瓦斯共采的同时实现“两区”瓦斯共采的高效抽采模式，实现煤炭绿色开发。

技术研发人员：李川,李泉,叶礼明,于玉,席二宣,张亚伟,马学林,刘继千,方平,范传征,张思伟,年宾,孙明利,张俊,王聪,陈卡,单凌铭,童婷婷
受保护的技术使用者：中勘资源勘探科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11