一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及煤层气勘探开发技术领域，具体公开了一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统及方法，包括：煤层组、顶板巷道、直井、移动式共振装置、地面监控室和瓦斯抽放系统；顶板巷道设于煤层组顶板；两口直井分别位于煤层组两侧且末端连接至煤层组底板；移动式共振装置设于顶板巷道中；地面监控室和瓦斯抽放系统均设于地面；两口直井分别与瓦斯抽放系统相连。通过移动式共振装置和瓦斯抽放系统的联合使用，有助于解决遇水易膨胀的低渗透煤层气勘探开发问题，促进共振增产技术在煤层气领域的发展。提供了一个包括钻体、共振探头和激发仓的移动式共振装置，同时兼具钻穴、埋置探头、激发共振和运移的功能，有助于井下共振激发开展。展。展。

【技术实现步骤摘要】
一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统及方法


[0001]本专利技术涉及煤层气勘探开发
，特别涉及一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统及方法。

技术介绍

[0002]煤层气资源丰富、开发潜力巨大，适宜的煤层气勘探开发系统及方法有助于提高煤层气的利用率，同时减少煤矿瓦斯事故。现阶段煤层气勘探开发的煤层按其厚度及层数主要分为两类，一类为煤层层数少且单层厚度大的煤层组，另一类为煤层层数多且单层厚度薄的煤层组。勘探难点主要在集中在第一类煤层，第一类煤层煤质松软且部分地区遇水易膨胀，针对此类煤层需选取合适的技术，以期达到产量提高且煤矿安全系数增加的结果。
[0003]地面煤层气井包括垂直井、水平井、定向羽状水平井、多分支水平井、U形井等。煤层气增产方法包括水力压裂法、煤层注气N2、CO2或烟道气增产法、煤层注热增产法、氮气泡沫压裂法、共振法等。水力压裂是最成熟的增产方式，然而却不适用于开采遇水易膨胀的低渗透煤层中的瓦斯气体，共振增产法正好可有效解决这一问题，当激发频率达到煤层的共振频率，煤岩裂隙增加。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统及方法，以解决煤层层数少且单层厚度大的煤层组煤层煤质松软、部分地区遇水易膨胀且产生瓦斯气体，危害安全的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0006]一方面，本专利技术提供一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统，包括：煤层组、顶板巷道、直井、移动式共振装置、地面监控室和瓦斯抽放系统；顶板巷道设于煤层组顶板；两口直井分别位于煤层组两侧且末端连接至煤层组底板；移动式共振装置设于顶板巷道中；地面监控室和瓦斯抽放系统均设于地面；两口直井分别与瓦斯抽放系统相连。
[0007]进一步的，所述移动式共振装置包括箱体、伸缩手柄、提手和车轮；所述箱体顶部两侧各设有一个伸缩手柄，箱体顶部设有提手，箱体的底部设有四个车轮；所述箱体外接钻体开关，钻体开关通过置线槽中的电线与电机传动装置相连；电机传动装置与驱动活塞相连；驱动活塞下为放置的震动加速度传感器及震动加速度传感器的壳体，壳体下部连接旋转钻头，钻体的电机传动装置和壳体上分别装有若干通风口；多个共振探头对应垂直排列在探头安置间，共振探头通过对应的线路连接激发仓中的共振触发开关，共振触发开关的控制电容与共振探头的连通，电容与高压电源相连，同时线路还与示波器相连，各共振探头通过隔板式开关相分离，共振探头包括缠绕金属丝的碳棒、爆炸腔室、顶底部与碳棒相连的负极探头和正极探头。
[0008]进一步的，所述瓦斯抽放系统两端各设有一个防爆网；瓦斯气体经过两端的防爆网后进入水封式回火装置中，再通过两侧的抽放泵抽取气体，通过设置在储气罐两侧的排
气口排放至大气中或储存在储气罐中，水封式回火装置和储气罐上部分别设有瓦斯浓度表，抽放泵的抽放两端、排气口、储气罐进口处均设有阀门。
[0009]进一步的，所述旋转钻头直径比共振探头直径大0
‑
5mm。
[0010]进一步的，所述两口直井的水平间距为200m
‑
1000m。
[0011]进一步的，所述顶板巷道的高度大于2m。
[0012]进一步的，所述顶板巷道的底面与煤层组的间距为
‑
5cm
‑
5cm。
[0013]另一方面，一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的方法，基于上述中任一项所述的一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统，包括以下步骤：
[0014]步骤1：开掘顶板巷道；
[0015]步骤2：打直井至煤层组底板；
[0016]步骤3：运行移动式共振装置，同时在地面监控室监测共振频率；
[0017]步骤4：运行瓦斯抽放系统；
[0018]步骤5：顶板巷道气体安全检查；
[0019]步骤6：整理移动式共振装置；
[0020]步骤7：自上而下开掘煤层。
[0021]进一步的，还包括移动式共振装置的运行步骤，所述运行步骤包括以下步骤：
[0022]步骤a：钻进打孔；
[0023]步骤b：埋置共振探头；
[0024]步骤c：移动移动式共振装置；
[0025]步骤d：判断埋置工作是否完成；
[0026]步骤e：人员撤离；
[0027]步骤f：远程激发共振并进行地面共振频率实时监测。
[0028]进一步的，所述瓦斯浓度表的甲烷浓度范围为0.00
‑
6.00％。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]1、本专利技术能够提供一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统，通过移动式共振装置和瓦斯抽放系统的联合使用，有助于解决遇水易膨胀的低渗透煤层气勘探开发问题，促进共振增产技术在煤层气领域的发展。
[0031]2、本专利技术提供了一个包括钻体、共振探头和激发仓的移动式共振装置，同时兼具钻穴、埋置探头、激发共振和运移的功能，有助于井下共振激发更为灵活的开展。
附图说明
[0032]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0033]图1为现场利用共振提高煤层气采收率的示意图；
[0034]图2为移动式共振装置正视图；
[0035]图3为移动式共振装置外部俯视图；
[0036]图4为移动式共振装置内部俯视图；
[0037]图5为共振探头的结构示意图；
[0038]图6为瓦斯抽放系统的结构示意图；
[0039]图7为利用共振提高煤层气采收率的流程图；
[0040]图8为移动式共振装置运行步骤流程图。
[0041]附图标记：1、煤层组；2、顶板巷道；3、直井；4、移动式共振装置；5、地面监控室；6、瓦斯抽放系统；401、箱体；402伸缩手柄；403、提手；404、车轮；405、钻体开关；406、置线槽；407、电线；408、电机传动装置；409、驱动活塞；410、震动加速度传感器；411、壳体；412旋转钻头；413、通风口；414、共振探头；415、探头安置间；416、线路；417、激发仓；418、共振触发开关；419、电容；420、高压电源；421、示波器；422、隔板式开关；423、缠绕金属丝；424、碳棒；425、爆炸腔室；426、负极探头；427、正极探头；601防爆网；602、水封式回火装置；603、抽放泵；604、排气口；605、储气罐；606、瓦斯浓度表；607、阀门。
具体实施方式
[0042]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0043]以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统，其特征在于，包括：煤层组(1)、顶板巷道(2)、直井(3)、移动式共振装置(4)、地面监控室(5)和瓦斯抽放系统(6)；顶板巷道(2)设于煤层组(1)顶板；两口直井(3)分别位于煤层组(1)两侧且末端连接至煤层组(1)底板；移动式共振装置(4)设于顶板巷道(2)中；地面监控室(5)和瓦斯抽放系统(6)均设于地面；两口直井(3)分别与瓦斯抽放系统(6)相连。2.根据权利要求1所述的一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统，其特征在于，所述移动式共振装置(4)包括箱体(401)、伸缩手柄(402)、提手(403)和车轮(404)；所述箱体(401)顶部两侧各设有一个伸缩手柄(402)，箱体(401)顶部设有提手(403)，箱体(401)的底部设有四个车轮(404)；所述箱体(401)外接钻体开关(405)，钻体开关(405)通过置线槽(406)中的电线(407)与电机传动装置(408)相连；电机传动装置(408)与驱动活塞(409)相连；驱动活塞(409)下为放置的震动加速度传感器(410)及震动加速度传感器(410)的壳体(411)，壳体(411)下部连接旋转钻头(412)，钻体的电机传动装置(408)和壳体(411)上分别装有若干通风口(413)；多个共振探头(414)对应垂直排列在探头安置间(415)，共振探头(414)通过对应的线路(416)连接激发仓(417)中的共振触发开关(418)，共振触发开关(418)的控制电容(419)与共振探头(414)的连通，电容(419)与高压电源(420)相连，同时线路(416)还与示波器(421)相连，各共振探头(414)通过隔板式开关(422)相分离，共振探头(414)包括缠绕金属丝(423)的碳棒(424)、爆炸腔室(425)、顶底部与碳棒相连的负极探头(426)和正极探头(427)。3.根据权利要求1所述的一种利用移动式共振装置提高煤层采收率的系统，其特征在于，所述瓦斯抽放系统(6)两端各设有一个防爆网(601)；瓦斯气体经过两端的防爆网(601)后进入水封式回火装置(602)中，再通过两侧的抽放泵(603)抽取气体，通过设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明宇，荆铁亚，张健，赵文韬，周娟，尹玉龙，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：