专利名称：一种振动增产煤层气方法
技术领域：
本发明涉及煤层气增产用的一种振动增产煤层气方法。
背景技术：
煤层中含有大量的煤层气，又称为瓦斯，它不仅是宝贵的资源，也是煤矿地下 开采中煤与瓦斯突出潜能的重要组成部分，其主要成分是甲烷。我国是煤炭资源大国， 随着煤炭工业的高速发展 和规模骤增，瓦斯涌出量增大，因瓦斯突出、爆炸引起的煤矿 事故迅速上升。然而，煤层气又是一种优质、洁净的燃料，如果得到合理的开发、回收 和利用，不仅可以减少煤矿事故的发生，保障煤矿的正常生产，还可以解决我国能源紧 缺的问题。我国的煤层气资源量约36万亿立方米，这一数值与天然气资源量相当。我 国已成功地实现开采层抽采煤层气、邻近层抽采煤层气、采空区抽采煤层气、围岩抽采 煤层气等技术，并在全国大、中、小型煤矿区域防突中得到了广泛的应用，在煤层气抽 采、防治瓦斯爆炸和减少煤与瓦斯突出方面取得了一些成效。由于我国煤层赋存地质条 件复杂，瓦斯含量高，煤层的渗透率低，所以在煤层气抽采方面出现较大的困难，虽然 目前也采用了一些提高煤层渗透性的方法，但各有特定的适应条件，适应范围小，效果 不显著。
发明内容
本发明的目的是提供一种振动增产煤层气方法，是根据机械振动的作用原理， 在煤层中实施振动作业，减少煤对煤层气的吸附量从而增加煤层气的解吸量，来提高煤 层渗透率。本发明的目的可通过下述技术措施(步骤)来实现(1)首先详细了解目标煤层或其邻近岩层的物理特性和地质构造特点，必要时， 配合测地应力等测试措施；(2)在目标煤层或其邻近岩层上选择硬度相对高或密度相对大的方位作为顺层或 穿层振动孔的孔位，孔位之间保持适当距离；(3)采用已知的工具技术逐一对布置的振动孔的孔位进行钻孔，振动孔的外径应 略大于振动设备的外径，所述的振动孔深入目标煤层或其邻近岩层的深度以封孔振动后 不诱发瓦斯突出为前提；(4)振动孔打好后，利用安装杆将防爆或本安型振动设备置入振动孔底，在振动 设备的顶端和底端各固定一个固定装置，并在振动设备与振动孔之间的间隙内注满耦合 齐U，然后在振动孔的孔口利用密封装置进行密封；(5)确认振动孔密封无误后，实施振动作业，通过振动孔内的振动设备的机械振 动作用，使煤体介质受到交替变化的拉应力和压应力作用，从而使煤体产生相应交替变 化的伸长和压缩弹性形变，产生疏密相间的振动波，有利于煤层气从微孔隙解吸、扩散 和流动；(6)按照常规方法在该振动影响区域内实施煤层气抽采。
所述的顺层和穿层振动孔的钻井方式视地质条件而定，可垂直、可倾斜、可弯 曲等；振动孔的孔位之间的距离布置应根据目标煤层或其邻近岩层对振动的敏感状态而 定；振动作业频率根据目标煤层或其邻近岩层的地质构造特点以达到煤层气高增透性为最佳。本发明的有益效果如下本发明所采用的一种振动增产煤层气方法，通过振动孔内振动设备的机械振动 作用，使煤体介质受到交替变化的拉应力和压应力作用，从而使煤体产生相应交替变化 的伸长和压缩弹性形变，产生疏密相间的纵向振动，有利于煤层气从微孔隙解吸、扩散 和流动，提高了煤层气的渗透率。
图1为本发明的一种振动增产煤层气方法的示意图；图中标记为1 :目标煤层或其邻近岩层；2 振动孔；3 振动设备；4 :固 定装置；5 密封装置。
具体实施例方式本发明以下将结合一个实施例(附图)作进一步描述如图1所示，本发明的一种振动增产煤层气方法，具体实施步骤如下(1)首先详细了解目标煤层或其邻近岩层1的物理特性和地质构造特点，必要 时，配合测地应力等测试措施；(2)在目标煤层或其邻近岩层1上选择硬度相对高或密度相对大的方位作为顺层 或穿层振动孔2的孔位，孔位之间保持适当距离；(3)采用已知的工具技术逐一对布置的振动孔2的孔位进行钻孔，振动孔2的外 径应略大于振动设备3的外径，所述的振动孔2深入目标煤层或其邻近岩层1的深度以以 封孔振动后不诱发瓦斯突出为前提；(4)振动孔2打好后，利用安装杆将防爆或本安型振动设备3置入振动孔底，在 振动设备3的顶端和底端各固定一个固定装置4，并在振动设备3与振动孔2之间的间隙 内注满耦合剂，然后在振动孔2的孔口利用密封装置5进行密封；(5)确认振动孔2密封无误后，实施振动作业，通过振动孔2内的振动设备3 的机械振动作用，使煤体介质受到交替变化的拉应力和压应力作用，从而使煤体产生相 应交替变化的伸长和压缩弹性形变，产生疏密相间的振动波，有利于煤层气从微孔隙解 吸、扩散和流动，所述的振动作业频率根据目标煤层或其邻近岩层1的地质构造特点以 达到煤层气高增透性为最佳；(6)按照常规方法在该振动影响区域内实施煤层气抽采。应当说明的是，所述的顺层和穿层振动孔2的钻井方式视地质条件而定，可垂 直、可倾斜、可弯曲等；振动孔2的孔位之间的距离布置应根据目标煤层或其邻近岩层1 对振动的敏感状态而定。本发明所采用的一种振动增产煤层气方法，通过振动孔2内振动设备的机械振 动作用，使煤体介质受到交替变化的拉应力和压应力作用，从而使煤体产生相应交替变化的伸长和压缩弹性形变，产生疏密相间的纵向振动，有利于煤层气从微孔隙解吸、扩 散和流动，提高了煤层气的渗透率。
权利要求
1.一种振动增产煤层气方法，包括以下几个步骤，其特征在于步骤1，首先详细了解目标煤层或其邻近岩层(1)的物理特性和地质构造特点，必要 时，配合测地应力等测试措施；步骤2，在目标煤层或其邻近岩层(1)上选择硬度相对高或密度相对大的方位作为顺 层或穿层振动孔(2)的孔位，孔位之间保持适当距离；步骤3，采用已知的工具技术逐一对布置的振动孔(2)的孔位进行钻孔，振动孔(2) 的外径应略大于振动设备(3)的外径，所述的振动孔(2)深入目标煤层或其邻近岩层(1) 的深度以封孔振动后不诱发瓦斯突出为前提；步骤4，振动孔(2)打好后，利用安装杆将防爆或本安型振动设备(3)置入振动孔 底，在振动设备(3)的顶端和底端各固定一个固定装置(4)，并在振动设备(3)与振动孔 (2)之间的间隙内注满耦合剂，然后在振动孔(2)的孔口利用密封装置(5)进行密封；步骤5，确认振动孔(2)密封无误后，实施振动作业，所述振动作业的频率根据目标 煤层或其邻近岩层(1)的地质构造特点以达到煤层气高增透性为最佳； 步骤6，按照常规方法在该振动影响区域内实施煤层气抽采。
2.如权利要求1所述的一种振动增产煤层气方法，其特征在于振动孔(2)的孔位之 间的距离应根据目标煤层或其邻近岩层(1)对振动的敏感状态而定。
全文摘要
本发明公开的一种振动增产煤层气方法，在目标煤层或岩层(1)上，设置一个或多个作为顺层或穿层振动孔(2)的孔位，逐一对布置的振动孔(2)的孔位进行钻孔，利用安装杆将防爆或本安型振动设备(3)置入振动孔底，在振动设备(3)的顶端和底端各固定一个固定装置(4)，并在振动设备(3)与振动孔(2)之间的间隙内注满耦合剂，然后在振动孔(2)的孔口进行密封，实施振动作业，然后按照常规方法在该振动影响区域内实施煤层气抽采。该技术通过振动使煤体介质受到交替变化的拉应力和压应力作用，使煤层或邻近岩层产生相应交替变化的伸长和压缩弹性形变和疏密相间的振动波，有利于煤层气从微孔隙解吸、扩散和流动。
文档编号E21B43/25GK102011574SQ20101054566
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者冯立杰, 刘振锋, 姜光杰, 李朝辉, 王慧智, 王金凤, 翟雪琪, 胡新平, 邓珺, 陈党义 申请人:郑州大学