基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法及系统，方法包括确定构造软煤煤层并合理划分多个采煤单元；准备采煤液和煤层开采设备；对于每个采煤单元，实施采煤井和割煤井钻完井，并部署好煤层开采设备；规划割煤井的水平钻井割煤轨迹，以用于钻井导向割煤作业；利用采煤液和煤层开采设备，在每个割煤井下实施割煤作业并在每个采煤井下实施采煤作业，并经分离处理得到煤炭和煤层气，并回收利用采煤液；对每个采煤单元的采空区定期回注充填膏泥或制造支撑柱，以防止煤层顶板坍塌；对每个采空区进行封闭处理

【技术实现步骤摘要】
基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法及系统


[0001]本专利技术涉及于构造软煤开采
，尤其是涉及一种基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法及系统
。

技术介绍

[0002]我国煤炭资源储量丰富，
1000
米以浅查明的煤炭资源量
10176.45
亿吨，埋深
1000
～
2000
米的煤炭资源在
27000
亿吨以上，埋深
1000
～
3000
米的煤炭资源约
37700
亿吨
。
已查明煤炭资源主要分布在
1000
米以浅
、
且厚度大于
0.8
米
。
其中，因构造作用而发生破碎，成为碎粒煤
、
碎粉煤
、
片状煤
、
薄片煤以及鳞片煤
、
揉皱煤
、
糜棱煤等构造软媒的煤层在山西
、
河南
、
江苏
、
安徽
、
重庆
、
四川
、
贵州
、
云南广泛分布；另外，厚度在
0.3
米至
0.8
米之间的煤层分布广泛，且在在大多数地区没有计入查明煤炭资源总量
。
[0003]由于构造软煤煤岩破碎，煤层稳定性差
、
煤层气含量高且难以解析抽采，因此易发生煤与瓦斯突出，产生安全问题，这也使得许多地区的构造软煤长期得不到有效动用，目前仍缺乏高效
、
安全和科学的开采方法来对包括厚度在
0.3
米至
0.8
米之间的薄层构造软煤资源进行利用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
为此，本专利技术提出一种基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，解决了当前难以高效
、
安全和科学地对构造软煤资源进行开采利用的问题
。
[0005]本专利技术还提供一种基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采系统
。
[0006]根据本专利技术的第一方面实施例的基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，包括以下步骤：
[0007]确定构造软煤煤层并合理划分多个采煤单元；
[0008]准备采煤液和煤层开采设备；
[0009]对于每个所述采煤单元，实施采煤井和割煤井钻完井，并部署好所述煤层开采设备；
[0010]规划所述割煤井的水平钻井割煤轨迹，以用于钻井导向割煤作业；
[0011]利用所述采煤液和所述煤层开采设备，在每个所述割煤井下实施割煤作业并在每个所述采煤井下实施采煤作业，并经分离处理得到煤炭和煤层气，并回收利用所述采煤液；
[0012]对每个所述采煤单元的采空区定期回注充填膏泥或制造支撑柱，以防止煤层顶板坍塌；
[0013]对每个所述采空区进行封闭处理
。
[0014]根据本专利技术实施例的基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，至少具有如下有益效果：
[0015]通过利用本专利技术实施例的方法，将钻井技术与采煤技术结合，对不易开采的构造
软煤，包括厚度在
0.3
米至
0.8
米的薄层构造软煤及其中共生煤层气等难动用煤炭资源的充分动用同时，大幅度提高了煤炭开采的安全性，同时大幅度减少了煤炭井工开采因巷道施工
、
煤层上部含水层的地下水大量抽排对地下水及环境造成的影响
。
因此本专利技术实施例的方法实现了对当前井工开采难度较大的煤炭资源的利用，实现了可利用煤炭资源的大幅度增加，提升了煤炭资源的开采效率
。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述确定构造软煤煤层并合理划分多个采煤单元，包括以下步骤：
[0017]在煤炭分布区确定构造软煤煤层，所述构造软煤煤层至少满足煤层破碎程度要求
、
煤层厚度要求和煤层稳定连续分布要求；
[0018]在所述构造软煤煤层中，根据煤层分布特征
、
煤层顶底板特征
、
煤层连续性和稳定性
、
地面钻井施工需求以及装备部署需求，划分多个所述采煤单元
。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述准备采煤液和煤层开采设备，包括以下步骤：
[0020]分析所述构造软煤煤层的颗粒密度和悬浮特征，以配置构造软煤钻井用的所述采煤液；
[0021]准备钻井导向割煤钻头，以用于所述割煤作业；
[0022]准备采煤液泵出装置，以用于所述采煤作业；
[0023]准备固液气分离装置，以用于所述分离处理；
[0024]准备采煤液输送装置，以用于回收利用所述采煤液
。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述对于每个所述采煤单元，实施采煤井和割煤井钻完井，并部署好所述煤层开采设备，包括以下步骤：
[0026]对于每个所述采煤单元，利用定向钻井技术，在所述采煤单元的一侧钻探所述采煤井并在另一侧钻探所述割煤井，以使得所述采煤井与所述割煤井之间连通组成井对；
[0027]在所述割煤井中部署所述钻井导向割煤钻头；
[0028]在所述采煤井中部署所述采煤液泵出装置；
[0029]在所述采煤井的井口处部署所述固液气分离装置；
[0030]在所述割煤井的井口与所述采煤井的井口之间部署所述采煤液输送装置
。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，所述规划所述割煤井的水平钻井割煤轨迹，以用于钻井导向割煤作业，包括以下步骤：
[0032]至少获取所述构造软煤煤层的走向信息
、
倾向倾角信息
、
埋深信息和构造软煤发育程度信息，以生成构造软煤三维分布数据；
[0033]根据所述构造软煤三维分布数据，规划所述水平钻井割煤轨迹
。
[0034]根据本专利技术的一些实施例，所述利用所述采煤液和所述煤层开采设备，在每个所述割煤井下实施割煤作业并在每个所述采煤井下实施采煤作业，并经分离处理得到煤炭和煤层气，并回收利用所述采煤液，包括以下步骤：
[0035]将所述采煤液注入每个所述割煤井，并基于所述水平钻井割煤轨迹，利用所述钻井导向割煤钻头实施割煤作业；
[0036]利用所述采煤液泵出装置，在每个所述采煤井中实施采煤作业，以采出悬浮液，所述悬浮液为悬浮有构造软煤颗粒的采煤液；
[0037]利用所述固液气分离装置，从所述悬浮液中分离得到所述煤炭和所述煤层气；
[0038]利用所述采煤液输送装置，将所述悬浮液分离后的采煤液回收至每个所述割煤井中
。
[0039]根据本专利技术的一些实施例，所述对每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，其特征在于，包括以下步骤：确定构造软煤煤层并合理划分多个采煤单元；准备采煤液和煤层开采设备；对于每个所述采煤单元，实施采煤井和割煤井钻完井，并部署好所述煤层开采设备；规划所述割煤井的水平钻井割煤轨迹，以用于钻井导向割煤作业；利用所述采煤液和所述煤层开采设备，在每个所述割煤井下实施割煤作业并在每个所述采煤井下实施采煤作业，并经分离处理得到煤炭和煤层气，并回收利用所述采煤液；对每个所述采煤单元的采空区定期回注充填膏泥或制造支撑柱，以防止煤层顶板坍塌；对每个所述采空区进行封闭处理
。2.
根据权利要求1所述的基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，其特征在于，所述确定构造软煤煤层并合理划分多个采煤单元，包括以下步骤：在煤炭分布区确定构造软煤煤层，所述构造软煤煤层至少满足煤层破碎程度要求
、
煤层厚度要求和煤层稳定连续分布要求；在所述构造软煤煤层中，根据煤层分布特征
、
煤层顶底板特征
、
煤层连续性和稳定性
、
地面钻井施工需求以及装备部署需求，划分多个所述采煤单元
。3.
根据权利要求2所述的基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，其特征在于，所述准备采煤液和煤层开采设备，包括以下步骤：分析所述构造软煤煤层的颗粒密度和悬浮特征，以配置构造软煤钻井用的所述采煤液；准备钻井导向割煤钻头，以用于所述割煤作业；准备采煤液泵出装置，以用于所述采煤作业；准备固液气分离装置，以用于所述分离处理；准备采煤液输送装置，以用于回收利用所述采煤液
。4.
根据权利要求3所述的基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，其特征在于，所述对于每个所述采煤单元，实施采煤井和割煤井钻完井，并部署好所述煤层开采设备，包括以下步骤：对于每个所述采煤单元，利用定向钻井技术，在所述采煤单元的一侧钻探所述采煤井并在另一侧钻探所述割煤井，以使得所述采煤井与所述割煤井之间连通组成井对；在所述割煤井中部署所述钻井导向割煤钻头；在所述采煤井中部署所述采煤液泵出装置；在所述采煤井的井口处部署所述固液气分离装置；在所述割煤井的井口与所述采煤井的井口之间部署所述采煤液输送装置
。5.
根据权利要求4所述的基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，其特征在于，所述规划所述割煤井的水平钻井割煤轨迹，以用于钻井导向割煤作业，包括以下步骤：至少获取所述构造软煤煤层的走向信息
、
倾向倾角信息
、
埋深信息和构造软煤发育程度信息，以生成构造软煤三维分布数据；根据所述构造软煤三维分布数据，规划所述水平钻井割煤轨迹
。6.
根据权利要求5所述的基于钻井式构造软煤的煤炭煤层气综合开采方法，其特征在
于，所述利用所述采煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉喜，张大伟，李义达，
申请(专利权)人：李义达，
类型：发明
国别省市：