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4.3 地】面钻井抽采
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4.3.1 现!行煤矿?安全规程第35【条规定“有突出危】险煤层的新》。建矿井必须先—抽后:建矿:。井建:设开工前《应当:对首采区突》出煤层进行地面钻井!预,抽瓦斯且预抽率【应当达?到30?%以上?”
【 :。。 新建《矿井和生产矿井【地,面钻井大面积预抽】煤层瓦斯实际—上为煤层气开—发目前开采煤层气】的钻井技术主要【井型有?常规直井、丛式【井和多分支》水平井衍《。生的新技术》主要:有定向羽状分支水平!。井技术直井的—井口和井底在同一】条铅垂线上直井是开!。发煤层气最》常用的方式同水【平,井、丛式井相比直井!与储层接触》的面积最小要—想获得理想的产量对!储层有一《定要求含气》量、储层厚度、【储层压力以及渗【透率:中有1项较高才【行丛式?井又称密集井、成】组井在一个位置和】限定的井场上向不】同方位钻数》口至数十口》定,向井其中可》。含1口直井》。使每口井《。沿,。各自的设《计井身?。轴线分?别,。钻达目的层位通常用!于山区、城市、良田!、沼泽等地区可节省!大量投资占地少并】。。便于集中管理可以开!发渗:透率较低或薄煤层】。多分支水平井的【优,点为增?加,有效供?。给范:。围、:提高有效导流能【力、减少《对煤层的损》害、:单,井产量高《经济效益显》著减少占地》面积根据调研生产】。矿井:在近五年开采—区内布?置,的预抽钻井一般【采用直井《其主要目的是采前】对全煤层群进行超】前预抽降低煤层瓦斯!含量、消《突;开采时》依据:采动抽?采,井布置原《则选:择条:件较好的抽采井【作为二次开发井加以!技术改造成为—采动区?。。抽,采井采?动区瓦斯抽》采是基于《煤层开采引起的【地层剧烈活动在采】动区上?覆岩层中产》生大量的离》层,、,裂隙大幅增》加煤岩层《的透气性《。使得卸压煤》层释放的瓦斯能【够在其中《汇,集、:流动因此为》了能满足预抽井【能适应采动》区,抽采的?条件选择直立井【型对于五年以后的开!采区:布置的预抽井在【煤层开采时》井,壁基本锈蚀破坏【不,能再改造为采—动区:抽采井因此可以根】据预:抽需要选择合适的井!型,。
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有突出危!。险,煤,层的新建矿》。井地面钻井预抽【瓦斯:、,生,产煤:矿,地面钻井大面积预】抽属于煤《层气开?发我国经多年煤层】气开发?技,术发展已形成一套完!整的开发技术体系有!比,较完备的技术标【准因此地面钻井预抽!煤层瓦斯设计施工和!排采等可《遵循煤层《气开发相关标准
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4.?3.2 采动区】地面钻?井,进行瓦斯抽采—可在任意时间—施工地面抽采—井既利用《。了采动区煤层瓦【斯卸压的高效抽【采,条件又没有与井下采!掘作业的相互—影响和依《赖是一种抽采效率高!、易于大规》模推广?实施:的新技术方法对改】变我国煤矿瓦斯治理!的技术现状具有重】要意义淮南矿业集】团,公,司进行抽《采,试,验,的地面钻井共—有,9口:抽采采动区》。卸压瓦斯单孔纯【量平均?在100万m3以】上单孔最大纯量达到!3,63万m3抽采【10个月至12【个月可以《达到井?下底抽巷《密集:穿层孔抽采卸压【瓦斯:的,效果经过近》。十年的理论研究及现!场,试验淮南矿业—集团已经《初步:形成了一《。套适:。用于:“煤层群厚》表土层”地》质条:件的采?动区煤层气》地面井设计》、施工及抽采—成套技术并在各大矿!区积极推广大幅提高!。。了矿区的瓦》斯,抽采效率《。和井下生产》的安全性实》现了井?下安全生产及经济】成本控?制的:双赢晋城矿区普遍具!有工作面瓦斯—治,理难度高、治理【。压力大的困惑—经,过“十一五”及【“十:二五”?期间的国家科—技重大专项采动区地!面井技术研究及现场!试,验,切,实解决了采煤工作面!、回风巷及邻近层】瓦斯量过大、瓦【斯,浓度:过高:的问题大《幅改善了煤矿井下安!全生产?问题在晋城矿区已施!工,了9口?井其中有8口井【都取得非常好的抽采!效果通过对每—口地面?井分别进行专—。业的设计从》地面井覆岩的岩性(!分,别在寺河矿》、成庄矿及》岳城矿进行了取心】试验)进行》了,系统分析获得—了地面井的变形【规律及其《主控因素的时—空效:应并:得到了采动区地面井!变形破?坏模型提出》了晋城矿区》地,面井:变形破坏规律及布井!原则优化了采动【影,响区:地面井?设,计给出合《适的井型结构形【。成了一?套适合于晋煤矿【区采:动影:响区地面井的开发模!式
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:。 地《面钻井?抽采采动区卸压瓦】斯技术要求》高,、施工难度大—地面井投资较—大煤层开《采引起的地层活【动剧烈在采动区【上覆岩层中产生大】量的离?层、裂?隙大幅?。增加:煤岩层的《。透气性使得卸压煤】层释放的瓦斯能【够在其中汇集、流动!在,煤系地层《中产生“《卸压增透增流”【效,应;:。同时:对地面?井的破?坏也比较大有—可能使地面井—报废井?孔,稳定:性问题?是影响地面井—抽采效果的决定性】因,素虽然在淮》南、晋城取得了【成功的经验》但还需要《进一步研究因—此本条?结合目前技术—。水平实际提出—。了两个推荐使用的】定性条件①当开采】煤层上部赋存有【多个可采《或,不可:采煤层时上邻近层有!大量卸压《瓦斯涌向工作面采】场或采空区采用井下!高位钻孔《、穿层钻孔及—高抽:巷都不能《满足瓦斯《抽采:要求造成工作面【。上,隅角、回风巷瓦斯】浓度超限风排瓦斯量!大工作面抽采率【不能:达标时常采用—地面:钻,井抽采采动区—卸压瓦斯;②煤层开!采后对于老采空区】和卸压?稳定区汇集》瓦,斯资源丰《富,经论证有抽》采经济价《值或有抽采井可利】用时:可,对老采空区和卸压稳!定区进?行地面钻井抽采提】高矿井瓦斯抽采率】和瓦斯资源回收利】用率
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4.3.4 】地面抽采井》井,。身结构?设计的原则是—①应满足钻》井、完井和生产的】需要;②满足处理】漏,。、涌、塌、》卡,等复:。杂情况作业需—要(一般应留有余地!);③能确保—钻井施工《的安全、《优质:、快:。速、低成本因此地】面井抽采卸压瓦斯井!身结构?在保证安《全的前提下应尽可】能地:简化井身《。结构降低钻井成本】
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4.3.5 ! 抽采?井井身结构》是指由直《径不同且均注水泥封!固环形空《间而形成的轴—心线重合的一组套管!与水:泥环的组合》主要由表层套管、技!术套管、生》产套管和各层套管】外的水泥环等组【成表层套管是井套管!程,序里最?外层的套《管其:作用有①《隔离上部《含水层不《使地面水和表—层地下水《渗入井?。。筒;:②保护井口加固【表土层井段的—井壁;?③,对,于继:续,钻下会遇到高压油】气层的在《表,层套管上安装防喷器!预,防井喷技术套管【又称中间《。套管是套管程—序,罩中间?。一层或两层的—套管主要用》来分隔井下复—杂地层生产套管是抽!。采井套管程序里【的最后一《层套管穿过主要产气!井段是瓦《斯的主要通道—采,动,区抽采的井身结构与!地面预?抽的井身《结构:不同目前采》动区:抽采钻井的井身结】构主要?有晋城模式和—淮南模式
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【 , 晋城矿《区,采动区瓦斯地—。面井身结《。构主要?采用三开井身结构一!开位于基岩下30m!二开布置《在裂隙带三开—。钻至开采煤层底【板内:30m二《开采用局部固井【措施具?体位置根据采动【影响:下不:。。同高位破坏位置的】分布:高度:计算确定《;三开?为钻:井主要产气井段全程!使用筛管《。
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淮南】矿区采动区瓦斯【地面井身结》构主要采用三—开井身结构一开【钻至基岩下30m二!开钻至保护煤层上方!5m~10m—三开钻至开采煤层】底,板内1m~2m二开!为钻井主要产气井段!在被保护煤层上【方2:0m~30m采用】局部固井措施使用筛!管贯穿整《个被保护煤层—群
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】本条主要对表层套】管和生产管》。进行了规《定在:执行中?可以参考上述两种】。模式进行设计—。
4.3!.7 本》条只对?地面:钻,井负压抽采的管路和!设备选型进行了【规定对于地面钻井】预抽采用排采工艺的!抽气机和《管网选型应符合【煤层气开发相—关标准?
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