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一种煤层气开采装置及方法

阅读：1075发布：2020-06-13

IPRDB可以提供一种煤层气开采装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及煤层气利用技术领域，具体为一种煤层气开采装置及方法。解决煤层气的开采问题，开采方法是将混凝土混合好后，利用泵车将混凝土打入井筒中，工作过程是，钻头向下钻入土层，在钻进过程中，高压水冲刷泥土形成泥浆，抽水管将泥浆不间断抽出，混凝土模具紧贴井壁，随着钻头向下移动，在移动中，混凝土不断注入到模具和井壁之间的缝隙内，混凝土的凝固时间为3-4分钟，钻头向前钻进时，速度控制在每小时3-4米的速度，可以保证了混凝土在模具内基本上凝固，随着模具向下移动，井壁周围形成一圈混凝土井管，这个井管可以使井壁得到固定，防止气体及压裂液漏失，保证了采气的顺利进行。，下面是一种煤层气开采装置及方法专利的具体信息内容。

1.一种煤层气开采装置及方法，其特征是在地面进行钻井，使用钻头，在钻头后连接一个混凝土模具，在井筒中设置了进水管，出水管，混凝土输送管和综合控制电缆，综合控制电缆连接自行走钻头，所述的混凝土模具和钻头之间距离为50-100cm之间，所述的进水管，出水管的管口离钻头之间距离不超过30cm，所述的混凝土输送管穿过混凝土模具，混凝土输送管的出口位于混凝土模具外侧，所述的混凝土模具长度为50cm，所述的进水管连接水泵，出水管连接抽水泵，混凝土输送管连接混凝土泵车。

2.根据权利要求1所述的煤层气开采装置及方法，将混凝土混合好后，利用泵车将混凝土打入井筒中，工作过程是，钻头向下钻入土层，在钻进过程中，高压水冲刷泥土形成泥浆，抽水管将泥浆不间断抽出，混凝土模具紧贴井壁，随着钻头向下移动，在移动中，混凝土不断注入到模具和井壁之间的缝隙内，混凝土的凝固时间为3-4分钟，钻头向前钻进时，速度控制在每小时3-4米的速度，可以保证了混凝土在模具内基本上凝固，随着模具向下移动，井壁周围形成一圈混凝土井管。

3.根据权利要求1所述的煤层气开采装置及方法，其特征是所述的混凝土配比为：硅酸盐水泥100-120份，颗粒度为1-2mm的细沙300-350份、5-8mm长的不锈钢纤维30-35份，煤矸石煅烧物40-50份，粉煤灰30-40份，石膏粉30-35份，氢氧化铝5-8份，硫酸锌3-5份，煤焦油

5-7份，乳胶粉1-2粉，水200-250份。

说明书全文

一种煤层气开采装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及煤层气利用技术领域，具体为一种煤层气开采装置及方法。

背景技术

[0002] 煤层气是我国煤田的一种独特资源，其储量极大。煤层气是煤矿的伴生资源，在煤矿开采中，煤层气是具有极大危害性的。我们目前煤矿要求开采时，先进行煤层气抽放，一方面降低煤田中的煤层气含量，另一方面讲煤层气收集起来进行利用，煤层气是极好的燃料。目前煤层气提前抽采的主要途径是地面井抽采。先打井，使井口直达煤层，再通过压裂等技术使煤层里的煤层气释放出，通过井筒收集。如何快速形成一个高质量的井筒是目前急需解决的技术问题。

发明内容

[0003] 本发明为了解决煤层气的开采问题，提供了一种煤层气开采装置及方法。
[0004] 本发明的技术方案是，一种煤层气开采装置，在地面进行钻井，使用钻头，在钻头后连接一个混凝土模具，在井筒中设置了进水管，出水管，混凝土输送管和综合控制电缆，综合控制电缆连接自行走钻头，所述的混凝土模具和钻头之间距离为50-100cm之间，所述的进水管，出水管的管口离钻头之间距离不超过30cm，所述的混凝土输送管穿过混凝土模具，混凝土输送管的出口位于混凝土模具外侧，所述的混凝土模具长度为50cm，所述的进水管连接水泵，出水管连接抽水泵，混凝土输送管连接混凝土泵车。
[0005] 利用煤层气开采装置的开采方法是将混凝土混合好后，利用泵车将混凝土打入井筒中，工作过程是，钻头向下钻入土层，在钻进过程中，高压水冲刷泥土形成泥浆，抽水管将泥浆不间断抽出，混凝土模具紧贴井壁，随着钻头向下移动，在移动中，混凝土不断注入到模具和井壁之间的缝隙内，混凝土的凝固时间为3-4分钟，钻头向前钻进时，速度控制在每小时3-4米的速度，可以保证了混凝土在模具内基本上凝固，随着模具向下移动，井壁周围形成一圈混凝土井管，这个井管可以使井壁得到固定，防止气体及压裂液漏失，保证了采气的顺利进行。
[0006] 所述的混凝土配比为：硅酸盐水泥100-120份，颗粒度为1-2mm的细沙300-350份、5-8mm长的不锈钢纤维30-35份，煤矸石煅烧物40-50份，粉煤灰30-40份，石膏粉30-35份，氢氧化铝5-8份，硫酸锌3-5份，煤焦油5-7份，乳胶粉1-2粉，水200-250份。
[0007] 在地表测试，所述的混凝土初凝时间为不超过3分钟，终凝时间不超过5.5分钟，24小时抗压强度大于15MPA。
[0008] 本技术方案使用了煤矿的副产物，例如煤矸石，煤层气以及粉煤灰等物质，使煤矿的废物得到利用，对于煤矿转型，提高经济效益具有重要意义。

附图说明

[0009] 图1为本发明的技术原理图图中：1-混泥土井筒、2-混凝土模具、3-混凝土输送管、4-出水管、5-进水管、6-综合控制电缆、7-钻头、8-切割刀、9-岩层、10-井壁。

具体实施方式

[0010] 实施例1、一种煤层气开采方法，在地面进行钻井，使用钻头7，在钻头7后连接一个混凝土模具2，在井筒中设置了进水管5，出水管4，混凝土输送管3和综合控制电缆6，综合控制电缆6连接自行走的钻7头，所述的混凝土模具2和钻头7之间距离为50-100cm之间，所述的进水管5，出水管4的管口离钻头之间距离不超过30cm，所述的混凝土输送管3穿过混凝土模具，混凝土输送管的出口位于混凝土模具外侧，所述的混凝土模具2长度为50cm，所述的混凝土配比为：硅酸盐水泥100份，颗粒度为1-2mm的细沙350份、5-8mm长的不锈钢纤维30份，煤矸石煅烧物50份，粉煤灰30份，石膏粉35份，氢氧化铝5份，硫酸锌5份，煤焦油5份，乳胶粉2粉，水200份。
[0011] 所述的进水管连接水泵，出水管连接抽水泵，混凝土输送管连接混凝土泵车。
[0012] 将混凝土混合好后，利用泵车将混凝土打入井筒中，工作过程是，钻头向下钻入土层，在钻进过程中，高压水冲刷泥土形成泥浆，抽水管将泥浆不间断抽出，混凝土模具紧贴井壁，随着钻头向下移动，在移动中，混凝土不断注入到模具和井壁之间的缝隙内，混凝土的凝固时间为3-4分钟，钻头向前钻进时，速度控制在每小时3-4米的速度，可以保证了混凝土在模具内基本上凝固，随着模具向下移动，井壁周围形成一圈混凝土井管，这个井管可以使井壁得到固定，防止气体及压裂液漏失，保证了采气的顺利进行。
[0013] 所述的煤矸石煅烧物的加工过程为：采用常规锤式破碎机将煤矸石破碎至粒径≤15mm，再采用飓风磨粉碎，使其粒径为10目-20目，再与水混合搅拌制浆，浆料浓度为40-50%，然后将浆料送入磨矿机磨矿结束，将磨好的浆料泵入各个成品浆池储；将矿浆采用气流喷雾干燥器进行喷雾干燥，干燥至矿浆含水量低于1.5%即可，干燥后的物料形成团聚颗粒，然后经过打散机进行打散复原至磨矿粒度；然后使用煤层气（80%体积）和氢气（20%）混合气进行煅烧，温度控制在950-1000℃，煅烧
50-60分钟后热物料经抽风冷却，负压输送到打散料仓；打散料仓内的物料采用打散机将粒度控制在10-20目，
所使用的粉煤灰为电厂粉煤灰。
[0014] 这样得到的混凝土通过混凝土泵直接压力输送到井筒内，混凝土在井筒壁内快速凝固，随着混凝土模具向下移动，井筒壁内逐渐形成一圈混凝土筒壁，可以保证抽采气井的通畅，有利于煤层气的长期抽采。
[0015] 实施例2，方法及使用装置完全同实施例1，混凝土配比为：硅酸盐水泥120份，颗粒度为1-2mm的细沙300份、5-8mm长的不锈钢纤维35份，煤矸石煅烧物40份，粉煤灰40份，石膏粉30份，氢氧化铝8份，硫酸锌3份，煤焦油7份，乳胶粉1粉，水250份。
[0016] 实施例3，方法及使用装置完全同实施例1，混凝土配比为：硅酸盐水泥110份，颗粒度为1-2mm的细沙330份、5-8mm长的不锈钢纤维34份，煤矸石煅烧物45份，粉煤灰35份，石膏粉33份，氢氧化铝6份，硫酸锌4份，煤焦油6份，乳胶粉1.5粉，水230份。
[0017] 以下为三个实施例的混凝土性能测试表：
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