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专利号: 2019105865547
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种深部煤层气热共采方法,其特征在于,包括以下步骤:

第一步、在开采煤田地表向下施工第一竖向钻井,第一竖向钻井穿过深部煤层上覆岩层、浅部已采煤层,井眼采用保温套管进行气密封和隔热保护;

第二步、第一竖向钻井到达深部煤层最深分层后,根据深部煤层厚度由上到下依次进行各分层水平井的施工,第一竖向钻井与各分层水平井之间采用圆弧过渡,每分层水平井的长度、数量由开采煤田范围确定,分层数量K按照下述方法进行确定:(1)根据地质资料和实际钻探资料确定深部煤层的真厚度M;

(2)构建力热耦合作用下煤体渗透率演化模型,结合深部煤层透气性系数λ,计算深部煤层自然解吸条件下瓦斯抽放半径R;

(3)根据深部煤层的真厚度M和瓦斯抽放半径R确定分层数量K;

令K=M/2R,当K<1时,N取1,当K>1时,N取K的整数部分;

第三步、施工第二竖向钻井,第二竖向钻井与各分层水平井均垂直连通;

第四步、在各分层水平井上施工环向分散孔,随后利用第一、第二竖向钻井进行瓦斯首次抽采;

第五步、在瓦斯抽采管路中放置瓦斯浓度、流量监测感应器,实时监测瓦斯浓度与流量,当浓度与流量达到设定的最低值后,对各环向分散孔水力压裂,形成三维裂隙网络,进行瓦斯二次抽采;

第六步、瓦斯抽采结束后,第一竖向钻井作为注水井,第二竖向钻井作为出蒸气井,将水注入深部煤层,利用热传递的原理将地热能转移到水蒸气中,并对水蒸气抽采利用。

2.按照权利要求1所述的深部煤层气热共采方法,其特征在于:开采形成的高温水蒸气经第二竖向钻井到达地面进行发电。

3.按照权利要求1或2所述的深部煤层气热共采方法,其特征在于:在每个所述分层设置有三个水平井,三个水平井等距间隔设置,居中的水平井正对第一、第二竖向钻井,两侧的水平井的左右两端分别朝居中的水平井垂直折弯后相连,整体呈“日”字形布置。

4.按照权利要求1或2所述的深部煤层气热共采方法,其特征在于:每个所述分层的水平井在深部煤层里前后居中且左右居中布置。