RU2768245C1 - Устройство для определения газоносности угольного пласта - Google Patents
Устройство для определения газоносности угольного пласта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768245C1 RU2768245C1 RU2021100534A RU2021100534A RU2768245C1 RU 2768245 C1 RU2768245 C1 RU 2768245C1 RU 2021100534 A RU2021100534 A RU 2021100534A RU 2021100534 A RU2021100534 A RU 2021100534A RU 2768245 C1 RU2768245 C1 RU 2768245C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealer
- drilling
- wellhead
- elastic
- gas
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C39/00—Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу, в частности, к устройствам для определения газоносности угольных пластов и может быть использовано в шахтных условиях для определения объема газа, выделяющегося при бурении скважины. Устройство содержит основную трубу, газовый расходомер, штыбоприемник, герметизатор гладкой штанги, герметизатор устья скважины, буровую шнековую штангу с буровой коронкой и гладкую штангу, внескважинный конец которой связан с буровым приводом. Герметизатор устья скважины выполнен составным, состоящим из двух герметизаторов – камерного, расширяющегося под действием нагнетаемого воздуха, и эластичного, расширяющегося под действием внешних сжимающих усилий. Эластичный герметизатор состоит из упругих манжет, между которыми вставлены распределительные шайбы. Повышается эффективность работы устройства за счет наиболее полной герметизации устья скважины и повышения точности определения объема газа. 2 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности, к устройствам для определения газоносности угольных пластов и может быть использовано в шахтных условиях для определения объема газа, выделяющегося при бурении скважины.
Известно устройство для определения газоносности угольного пласта, содержащее основную трубу, газосчетчик, накопитель буровой мелочи, уплотнительную втулку, буровую штангу, герметизатор буровой штанги, выполненный в виде муфты, герметизатор устья скважины, выполненный в виде уплотнительной втулки, и привод буровой штанги [Авторское свидетельство СССР № 941628, опубл 07.07.82, бюл. № 25] (аналог).
Недостатком аналога является низкая надежность герметизации буровой штанги и устья скважины; в процессе бурения скважины буровой став оказывает вибрационное воздействие на герметизаторы буровой штанги и устья скважины, что провоцирует выход выделяемого из угля газа через герметизаторы, минуя газосчетчик.
Известно устройство для определения газоносности угольного пласта, принятое в качестве прототипа, состоящее из основной трубы, газового расходомера, штыбоприемника, герметизатора гладкой штанги, герметизатора устья скважины, выполненного из упругого элемента в виде манжеты, буровой шнековой штанги с буровой коронкой и литой штанги, внескважинный конец которой связан с буровым приводом [Плаксин М.С., Родин Р.И., Титов В.П. «Технические основы создания инновационного устройства и оперативного метода определения газоносности угольного пласта», Горный информационно-аналитический бюллетень, №S49, 2018,
С. 165-173] (прототип).
С. 165-173] (прототип).
Недостатками прототипа являются:
– как показали экспериментальные исследования (Клишин В.И., Леконцев, Ю.М., Сажин П.В. «Создание технологий и оборудования для разрушения прочных горных пород растягивающими усилиями», Горный информационно аналитический бюллетень. Москва: МГГУ. 2004. №10.
С. 213-219.), поперечное расширение манжеты, выполненной из упругого материала в виде единого элемента, вызванное продольным сжатием, из-за трения манжеты о поверхность трубы приводит к неравномерному расширению и поэтому большая часть площади поверхности манжеты не прижимается к поверхности скважины;
С. 213-219.), поперечное расширение манжеты, выполненной из упругого материала в виде единого элемента, вызванное продольным сжатием, из-за трения манжеты о поверхность трубы приводит к неравномерному расширению и поэтому большая часть площади поверхности манжеты не прижимается к поверхности скважины;
– высока вероятность образования зазоров между поверхностью манжеты и поверхностью скважины из-за вибрационного воздействия бурового става в процессе бурения скважины, что способствует выходу выделяемого газа, минуя газовый расходомер.
Эти недостатки снижают точность определения газоносности угольного пласта, что свидетельствует о низкой эффективности работы устройства для определения газоносности угольного пласта.
Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства для определения газоносности угольного пласта за счет выполнения герметизатора в виде двух составных частей, одна из которых расширяется под действием нагнетаемого воздуха, другая – под действием сжимающих усилий.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения газоносности угольного пласта, содержащем основную трубу, газовый расходомер, штыбоприемник, герметизатор гладкой штанги, герметизатор устья скважины, буровую шнековую штангу с буровой коронкой и гладкую штангу, внескважинный конец которой связан с буровым приводом, в соответствии с техническим решением герметизатор устья скважины выполнен составным, состоящим из двух герметизаторов – камерного, расширяющегося под действием нагнетаемого воздуха, и эластичного, расширяющегося под действием внешних сжимающих усилий, причем эластичный герметизатор состоит из упругих манжет, между которыми вставлены распределительные шайбы.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 показано устройство для определения газоносности угольного пласта; на фиг. 2 – герметизатор устья скважины.
Устройство для определения газоносности угольного пласта содержит основную трубу 1, газовый расходомер 2 и штыбоприемник 3, подключенные к трубе 1 посредством патрубков, герметизатор 4 устья скважины, буровую шнековую штангу 5, герметизатор гладкой штанги 6, гладкую штангу 7 и ее привод 8.
Герметизатор 4 устья скважины установлен на забойном конце трубы 1 и, в свою очередь, содержит упорную гайку 9, эластичные манжеты 10, распределительные шайбы 11, камерную опору 12, камерную манжету 13, упорную гайку 14 с рукоятками 15. Манжеты 10 в рассечку с распределительными шайбами 11 установлены в пространстве между упорной гайкой 9 и камерной опорой 12. При этом боковые поверхности шайб 11 выполнены наклонными для обеспечения равномерного распределения сжимающих усилий манжет 10 по длине скважины.
Противоположный конец трубы 1 посредством быстроразъемного соединения 16 связан с концевой трубой 17, внутри которой установлен герметизатор гладкой штанги 6.
Газоносность угольного пласта определяют суммированием количества газа, выделившегося в процессе бурения (показания газового расходомера), и количества газа, выделившегося из буровой мелочи при лабораторных исследованиях, за вычетом количества газа, выделившегося с поверхности скважины.
При определении газоносности угольного пласта устройство работает следующим образом. В угольный пласт бурят скважину 18 диаметром не менее диаметра герметизатора 4 устья скважины. В эту скважину устанавливают трубу 1 вместе с герметизатором 4.
Устье скважины 18 герметизируют, выполняя это в два этапа. Сначала вращением рукояток 15 упорную гайку 14 и камерную опору 12 перемещают в сторону забоя скважины 18, т.е. сжимают эластичные манжеты 10. При этом шайбы 11 равномерно распределяют сжимающие усилия на манжеты 10. В результате манжеты 10 равномерно расширяются в радиальном направлении, герметизируя призабойное пространство скважины 18 (первый этап). Затем подают воздух избыточного давления в камерную манжету 13, за счет чего манжета 13 раздувается и герметизирует скважину в ее устье.
После герметизации скважины 18 бурят контрольный шпур 19 меньшего диаметра на глубину до 10 м и производят измерения количества выделившегося газа с помощью газового расходомера 2 поэтапно на каждом метровом отрезке бурения.
В процессе бурения шпура 19 привод 8, гладкая штанга 7 и буровая штанга 5 перемещаются в сторону забоя скважины 19. При этом газ из шпура 19 в изолированном от внешней атмосферы режиме поступает в основную трубу 1 и далее в газовый расходомер 2, а буровая мелочь скапливается в штыбоприемнике 3.
После удлинения шпура 19 на один метр бурение останавливают, фиксируют показания газового расходомера 2, отсоединяют от устройства штыбоприемник 3 с накручиванием крышки (не показана) на штыбоприемник (штыб герметизируют с целью последующего определения его остаточной газоносности в лабораторных условиях). Затем к основной трубе 1 присоединяют порожний штыбоприемник и наращивают буровой став.
Для этого концевую трубу 17 с помощью быстроразъемного соединения 16 отсоединяют от основной трубы 1, привод 8 с гладкой штангой 7 отводят назад на расстояние не менее 1 м от концевой трубы 17, отсоединяют гладкую штангу 7 от буровой шнековой штанги 5, удлиняют буровой став вставкой дополнительной буровой шнековой штанги, которую затем соединяют с гладкой штангой 7. Далее концевую трубу 17 соединяют с основной трубой 1 – наращивание става завершено.
Таким образом, за счет того, что герметизатор устья скважины выполнен составным, состоящим из двух герметизаторов – камерного, расширяющегося под действием нагнетаемого воздуха, и эластичного, расширяющегося под действием внешних сжимающих усилий, а также за счет введения в эластичный герметизатор распределительных шайб, обеспечивается наиболее полная герметизация устья скважины, что, в свою очередь, повышает эффективность работы устройства для определения газоносности угольного пласта, а это и есть цель изобретения.
Claims (1)
- Устройство для определения газоносности угольного пласта, содержащее основную трубу, газовый расходомер, штыбоприемник, герметизатор гладкой штанги, герметизатор устья скважины, буровую шнековую штангу с буровой коронкой и гладкую штангу, внескважинный конец которой связан с буровым приводом, отличающееся тем, что герметизатор устья скважины выполнен составным, состоящим из двух герметизаторов – камерного, расширяющегося под действием нагнетаемого воздуха, и эластичного, расширяющегося под действием внешних сжимающих усилий, причем эластичный герметизатор состоит из упругих манжет, между которыми вставлены распределительные шайбы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021100534A RU2768245C1 (ru) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Устройство для определения газоносности угольного пласта |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021100534A RU2768245C1 (ru) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Устройство для определения газоносности угольного пласта |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2768245C1 true RU2768245C1 (ru) | 2022-03-23 |
Family
ID=80819713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021100534A RU2768245C1 (ru) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Устройство для определения газоносности угольного пласта |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2768245C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114961696A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 西安科技大学 | 一种本煤层定向长钻孔孔内瓦斯参数检测方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU693033A1 (ru) * | 1976-12-13 | 1979-10-25 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Устройство дл определени газоносности полезного ископаемого в шахте |
| SU769025A1 (ru) * | 1978-11-09 | 1980-10-07 | Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности | Устройство дл определени газоносности полезного ископаемого в шахте |
| SU941628A1 (ru) * | 1980-04-02 | 1982-07-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Устройство дл определени газоносности угольного пласта в шахте |
| SU956813A1 (ru) * | 1980-04-14 | 1982-09-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Устройство дл определени газоносности пластов |
| SU1216369A1 (ru) * | 1984-07-04 | 1986-03-07 | Kramarenko Aleksandr | Устройство дл определени газоносности полезного ископаемого в шахте |
| UA46989U (ru) * | 2009-07-31 | 2010-01-11 | Украинский Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Горной Геологии, Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Устройство для определения газоносности угольных пластов |
| CN108547614A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-09-18 | 河南理工大学 | 一种保压密闭煤样采集装置与采集方法 |
-
2021
- 2021-01-14 RU RU2021100534A patent/RU2768245C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU693033A1 (ru) * | 1976-12-13 | 1979-10-25 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Устройство дл определени газоносности полезного ископаемого в шахте |
| SU769025A1 (ru) * | 1978-11-09 | 1980-10-07 | Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности | Устройство дл определени газоносности полезного ископаемого в шахте |
| SU941628A1 (ru) * | 1980-04-02 | 1982-07-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Устройство дл определени газоносности угольного пласта в шахте |
| SU956813A1 (ru) * | 1980-04-14 | 1982-09-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Устройство дл определени газоносности пластов |
| SU1216369A1 (ru) * | 1984-07-04 | 1986-03-07 | Kramarenko Aleksandr | Устройство дл определени газоносности полезного ископаемого в шахте |
| UA46989U (ru) * | 2009-07-31 | 2010-01-11 | Украинский Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Горной Геологии, Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Устройство для определения газоносности угольных пластов |
| CN108547614A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-09-18 | 河南理工大学 | 一种保压密闭煤样采集装置与采集方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ПЛАКСИН М.С. и др. "Технические основы создания инновационного устройства и оперативного метода определения газоносности угольного пласта", Горный информационно-аналитический бюллетень, * |
| ПЛАКСИН М.С. и др. "Технические основы создания инновационного устройства и оперативного метода определения газоносности угольного пласта", Горный информационно-аналитический бюллетень, NS49, 2018, с. 165-173. * |
| с. 165-173. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114961696A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 西安科技大学 | 一种本煤层定向长钻孔孔内瓦斯参数检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110439497B (zh) | 钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备及使用方法 | |
| CN110295905B (zh) | 一种倾斜煤层的高压水精准碎煤充填开采方法 | |
| CN104879159B (zh) | 一种松软煤层回采工作面增透抽采瓦斯的装置及其方法 | |
| CN109209472A (zh) | 一种冲孔、爆破、注水相互耦合的煤层卸压防突方法 | |
| CN116464412B (zh) | 一种定点多次密封瓦斯抽采钻孔的装置和方法 | |
| CN111764837B (zh) | 双端堵水探测杆、覆岩裂隙钻测一体化装置及钻测方法 | |
| CN108561083A (zh) | 一种矿井下长距离钻孔压裂一体化设备及方法 | |
| US4544208A (en) | Degasification of coal | |
| CN103742115A (zh) | 一种煤矿井下压裂密封装置及方法 | |
| CN102505687A (zh) | 可预爆钻注锚一体化锚杆及施工方法 | |
| Yang et al. | Blasting-enhanced water injection for coal and gas out-burst control | |
| CN109869152B (zh) | 煤与瓦斯突出煤层预留巷道开采方法 | |
| CN109596433A (zh) | 煤矿顶板裂隙演化动态探测装置及方法 | |
| CN118622267B (zh) | 矿井下煤岩层定向长钻孔分段脉冲压裂方法及装备 | |
| CN202416312U (zh) | 一种可预爆钻注锚一体化的锚杆 | |
| RU2768245C1 (ru) | Устройство для определения газоносности угольного пласта | |
| CN217681857U (zh) | 一种用于煤层顶板岩层变形监测的压水装置 | |
| Serdyukov et al. | Open-hole multistage hydraulic fracturing system | |
| SU1555483A1 (ru) | Устройство дл образовани направленных трещин в скважинах | |
| CN101701505B (zh) | 套管固孔装置及方法 | |
| CN113107471B (zh) | 基于胶囊压力变化的采前应力分布特征测试系统和方法 | |
| Shilova et al. | Protection of operating degassing holes from air inflow from underground excavations | |
| CN209589708U (zh) | 煤矿顶板裂隙演化动态探测装置 | |
| CN201258756Y (zh) | 一种煤矿井下用可伸缩式封孔器 | |
| CN107725029B (zh) | 一种煤矿井下长钻孔瓦斯流量测试装置及方法 |