Спосіб і система для удосконалення доступу до підземної зони

1. Підземна мережа дренажних свердловин для досягнення заданої області підземної зони з поверхні, яка включає першу свердловину, що простягається від пробуреної з поверхні свердловини, яка по суті визначає початок підземної зони, до дальнього кінця ділянки, і множину бічних свердловин, що простягаються назовні у напрямку від першої свердловини, яка відрізняється тим, що відстань від вибою бічної свердловини до пробуреної з поверхні свердловини є однаковою, в основному, для кожної з бічних свердловин. 2. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що множина бічних свердловин включає перший ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від першої сторони першої свердловини, і другий ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від другої сторони першої свердловини. 3. Мережа дренажних свердловин за п. 2, яка відрізняється тим, що додатково включає третій ряд бічних свердловин, що простягаються назовні від першого і другого рядів бічних свердловин. 4. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна з множини бічних свердловин простягається в напрямку зовнішнього краю ділянки. 5. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна з множини бічних свердловин розташована в основному на однаковій відстані від іншої. 6. Мережа дренажних свердловин за п. 1, яка відрізняється тим, що щонайменше одна із множини бічних свердловин включає першу криволінійну 2 (19) 1 3 76446 4 подовження кожної з множини бічних свердловин вин простягається назовні від першого ряду бічних до зовнішньої границі ділянки. свердловин. 14. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що 22. Система за п. 21, яка відрізняється тим, що формування множини бічних свердловин включає відстань від вибою бічної свердловини до пробурозміщення кожної з множини бічних свердловин, реної з поверхні свердловини, в основному, є одв основному, на однаковій відстані від іншої. наковою для кожного першого ряду бічних сверд15. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що ловин. 23. Система за п. 21, яка відрізняється тим, що формування щонайменше однієї з множини бічних свердловин включає формування першої криволікожна з першого ряду бічних свердловин розташонійної частини, що простягається від першої свервана в основному на однаковій відстані від іншої. 24. Система за п. 21, яка відрізняється тим, що дловини, формування другої криволінійної частини, що простягається від першої криволінійної додатково включає третю мережу дренажних свечастини, і формування подовженої частини, що рдловин, яка простягається від пробуреної з повепростягається від другої криволінійної частини. рхні свердловини, при цьому третя мережа дре16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що нажних свердловин утворює третю, в основному, формування другої криволінійної частини включає чотирикутну в плані ділянку, і в якій перша сторона подовження другої криволінійної частини в напрятретьої чотирикутної ділянки, в основному, збігамку пробуреної з поверхні свердловини. ється з другою стороною першої чотирикутної ді17. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що лянки. 25. Система за п. 21, яка відрізняється тим, що формування першої свердловини і множини бічних свердловин включає розміщення першої свердлодовжина кожної з першого ряду бічних свердловин вини і множини бічних свердловин з метою форзменшується у міру збільшення відстані від відпомування ділянки в основному чотирикутної у плані відної бічної свердловини до пробуреної з поверхформи, в якій вибій першої свердловини простягані свердловини. ється до дальнього кінця ділянки чотирикутної фо26. Спосіб забезпечення доступу до підземної зорми. ни з поверхні, який включає формування першої і 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що другої мереж дренажних свердловин у формі перформування множини бічних свердловин додаткошої і другої, в основному, чотирикутних в плані во включає подовження кожної з бічних свердлоділянок, при цьому перша і друга мережі дренажвин до зовнішньої границі ділянки чотирикутної них свердловин простягаються від пробуреної з форми. поверхні свердловини, в якій перша сторона пер19. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що шої чотирикутної ділянки в основному збігається з формування множини бічних свердловин включає першою стороною другої чотирикутної ділянки, і в формування першого ряду бічних свердловин, що якому формування кожної з першої та другої мепростягаються назовні від першої сторони першої реж свердловин включає формування основної свердловини, і формування другого ряду бічних свердловини, що простягається від пробуреної з свердловин, що простягаються назовні від другої поверхні свердловини, причому основна свердлосторони першої свердловини, при цьому свердловина простягається від першого кінця до дальньовини другої сторони розташовані навпроти свердго кінця відповідної чотирикутної ділянки, формуловин першої сторони. вання першого ряду бічних свердловин, що 20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що простягаються назовні від основної свердловини, який відрізняється тим, що формують множину формування першого і другого рядів бічних свердловин включає формування кожної з першого ряду бічних свердловин, що простягаються назовні від бічних свердловин навпроти відповідних бічних першого ряду бічних свердловин. 27. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що свердловин другого ряду. 21. Система для досягнення заданої області піформування першого ряду бічних свердловин дземної зони з поверхні, яка включає першу мерездійснюють таким чином, щоб відстань від вибою жу дренажних свердловин, що простягається від бічної свердловини до пробуреної з поверхні свепробуреної з поверхні свердловини, при цьому рдловини була в основному однаковою для кожної перша мережа дренажних свердловин утворює з бічних свердловин даного ряду. 28. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що першу, в основному, чотирикутну у плані ділянку і другу мережу дренажних свердловин, що простякожна з першого ряду бічних свердловин розташогається від пробуреної з поверхні свердловини, вана, в основному, на однаковій відстані від іншої. 29. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що при цьому друга мережа дренажних свердловин утворює другу, в основному, чотирикутну у плані додатково включає формування третьої мережі ділянку, в якій перша сторона першої чотирикутної дренажних свердловин у формі третьої, в основділянки розташована в основному так, що приляному, чотирикутної в плані ділянки, при цьому трегає до першої сторони другої чотирикутної ділянки, тя мережа дренажних свердловин простягається і в якій кожна з першої та другої мереж свердловин від пробуреної з поверхні свердловини, і в ній певключає основну свердловину, що простягається рша сторона третьої чотирикутної ділянки, в основід пробуреної з поверхні свердловини, причому вному, збігається з другою стороною першої чотиосновна свердловина простягається від першого рикутної ділянки. 30. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що кінця до дальнього кінця відповідної чотирикутної ділянки, і перший ряд бічних свердловин, що продовжина кожної з першого ряду бічних свердловин стягаються назовні від основної свердловини, яка зменшується у міру збільшення відстані від відповідрізняється тим, що множина бічних свердло 5 76446 6 відної бічної свердловини до пробуреної з поверхсвердловини таким чином, щоб довжина бічних ні свердловини. свердловин зменшувалася у міру збільшення відс31. Система для досягнення заданої області пітані від відповідної бічної свердловини до пробудземної зони з поверхні, яка включає пробурену з реної з поверхні свердловини. 40. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що поверхні свердловину, що простягається до підземної зони, і множину мереж дренажних свердлоформування першого ряду бічних свердловин вин, що розміщені у межах підземної зони, причовключає формування кожної з першого ряду бічму кожна мережа простягається в різних них свердловин таким чином, щоб відстань від напрямках від пробуреної з поверхні свердловини, кожної з бічних свердловин до пробуреної з повепри цьому множина мереж дренажних свердловин рхні свердловини, в основному, була однаковою. 41. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що симетрично розміщена навколо пробуреної з поверхні свердловини, і в якій кожна з мережі свердформування кожної з множини мереж дренажних ловин включає основну свердловину, що простясвердловин включає формування кожної з множигається від пробуреної з поверхні свердловини, і ни мереж дренажних свердловин у вигляді обласперший ряд бічних свердловин, що простягаються ті, що має, в основному, чотирикутну форму. назовні від основної свердловини, яка відрізня42. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що ється тим, що множина бічних свердловин простяформування першого ряду бічних свердловин гається назовні від першого ряду бічних свердловключає формування першого ряду бічних свердвин. ловин напроти відповідного другого ряду бічних 32. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що свердловин, що простягаються назовні від основкожна з першого ряду бічних свердловин розміщеної свердловини. на, в основному, на однаковій відстані від іншої. 43. Система для забезпечення доступу до підзем33. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що ної зони з поверхні, що включає першу мережу довжина відповідної з першого ряду бічних сверддренажних свердловин, розміщену в межах підзеловин зменшується у міру збільшення відстані від мної зони, що простягається від першої пробуревідповідної бічної свердловини до пробуреної з ної з поверхні свердловини, причому перша мереповерхні свердловини. жа свердловин включає основну свердловину, що 34. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що простягається від пробуреної з поверхні свердловідстань від кожної з першого ряду бічних свердвини, і перший ряд бічних свердловин, що простяловин до пробуреної з поверхні свердловини є, в гаються назовні від першої свердловини, і другу основному, однаковою. мережу дренажних свердловин, розміщену в ме35. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що жах підземної зони, що простягається від другої кожна з множини мереж дренажних свердловин, в пробуреної з поверхні свердловини, при цьому основному, утворює у плані чотирикутник. перша і друга мережі дренажних свердловин ма36. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що ють конфігурацію, що забезпечує їх суміжне групування в межах підземної зони, яка відрізняється перший ряд бічних свердловин розташований проти відповідного другого ряду бічних свердловин. тим, що перша мережа дренажних свердловин 37. Спосіб для доступу до ділянки підземної зони з додатково включає множину бічних свердловин, поверхні, який включає формування пробуреної з що простягаються назовні від першого ряду бічних поверхні свердловини, що простягається до підзесвердловин. 44. Система за п. 43, яка відрізняється тим, що мної зони, формування множини мереж дренажних свердловин, що розміщені у межах підземної кожна з першої і другої мереж дренажних свердзони, причому кожна мережа простягається в різловин включає множину бічних свердловин, що них напрямках від пробуреної з поверхні свердлопростягаються назовні від відповідної пробуреної з вини, при цьому множина мереж дренажних сверповерхні свердловини, перший ряд бічних сверддловин симетрично розміщена навколо ловин, що простягається назовні від кожної з оспробуреної з поверхні свердловини, і в якому фоновних бічних свердловин, і другий ряд бічних рмування кожної з мереж свердловин включає свердловин, що простягається назовні від першого формування основної свердловини, що простягаряду бічних свердловин. 45. Система за п. 44, яка відрізняється тим, що ється від пробуреної з поверхні свердловини, причому основна свердловина простягається від пермножина основних бічних свердловин симетрично шого кінця до дальнього кінця відповідної розміщена навколо відповідної пробуреної з повечотирикутної ділянки, і формування першого ряду рхні свердловини. 46. Система за п. 44, яка відрізняється тим, що бічних свердловин, що простягаються назовні від основної свердловини, який відрізняється тим, довжина кожної з першого ряду бічних свердловин що формують другий ряд бічних свердловин, що зменшується у міру збільшення відстані між відпопростягаються назовні від першого ряду бічних відною бічною свердловиною і відповідною пробусвердловин. реною з поверхні свердловиною. 38. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що 47. Система за п. 43, яка відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин перший ряд бічних свердловин простягається навключає розміщення кожної з множини бічних свезовні від першої сторони основної свердловини, а рдловин, в основному, на однаковій відстані від другий ряд бічних свердловин простягається назоіншої. вні від другої сторони основної свердловини. 39. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що 48. Система за п. 47, яка відрізняється тим, що формування першого ряду бічних свердловин кожна з свердловин з першого ряду бічних свердвключає формування кожної з першого ряду бічної 7 76446 8 ловин розташована напроти кожної відповідної формування другого ряду бічних свердловин, що свердловини другого ряду. простягаються назовні від першого ряду основних 49. Спосіб забезпечення доступу до підземної зобічних свердловин. 51. Спосіб за п. 50, який відрізняється тим, що ни з поверхні, який включає формування першої мережі дренажних свердловин, що простягається формування множини основних бічних свердловин від першої пробуреної з поверхні і розміщеної в включає формування множини основних бічних межах підземної зони свердловини, при цьому свердловин, симетрично розміщених навколо відперша мережа свердловин включає основну сверповідної пробуреною з поверхні свердловини. 52. Спосіб за п. 49, який відрізняється тим, що дловину, що простягається від першої пробуреної з поверхні свердловини, і перший ряд бічних сверформування першого ряду бічних свердловин дловин, що простягаються назовні від першої свевключає формування кожної з першої множини рдловини, і формування другої мережі дренажних бічних свердловин, довжина якої зменшується у свердловин, що простягається від другої пробуреміру збільшення відстані між відповідною бічною ної з поверхні і розміщеної в межах підземної зони свердловиною і сполучною пробуреною з поверхні свердловини, при цьому розташування першої і свердловиною. 53. Спосіб за п. 49, який відрізняється тим, що другої мереж дренажних свердловин забезпечує їх суміжне групування в межах підземної зони, який формування першого ряду бічних свердловин відрізняється тим, що перша свердловина додатвключає формування першого ряду бічних свердково включає множину бічних свердловин, що ловин, що простягаються назовні від першої стопростягаються назовні від першого ряду бічних рони основної свердловини; і свердловин. формування другого ряду бічних свердловин, що 50. Спосіб за п. 49, який відрізняється тим, що простягаються назовні від другої сторони основної формування кожної з першої і другої мереж дресвердловини. 54. Спосіб за п. 53, який відрізняється тим, що нажних свердловин включає: формування множини основних бічних свердлоформування першого ряду бічних свердловин вин, що простягаються назовні від відповідної включає формування кожної з бічних свердловин пробуреної з поверхні свердловини; першого ряду навпроти кожної відповідної свердформування першого ряду бічних свердловин, що ловини другого ряду бічних свердловин. простягаються назовні від кожної з множини основних бічних свердловин; і Дійсний винахід у загальному відноситься до області підземних досліджень і бурінню і, зокрема, до способу і системи для удосконалення доступу до підземної зони. Підземні родовища вугілля, незалежно від того, чи це є родовища «твердого» вугілля, наприклад, антрациту, чи «м'якого» вугілля, наприклад, бурого вугілля, містять значну кількість метану. Протягом багатьох років видобуток і використання метану з вугільних родовищ в обмежених обсягах. Розширенню розробки і використанню родовищ метану у вугільних шарах перешкоджали істотні труднощі. Основна проблема в області видобутку метану з вугільних шарів полягає в тому, що, займаючи великі площі (до декількох тисяч акрів), вони мають порівняно невелику потужність - в інтервалі від декількох дюймів до декількох метрів. Таким чином, незважаючи на те, що нерідко вугільні шари залягають на відносно невеликій глибині від поверхні землі, вертикальні свердловини, пробурені в товщі вугільних родовищ для видобутку метану, забезпечують дренування лише незначної площі прилягаючих до свердловини вугільних відкладів. Крім того, вугільні відклади не піддаються розриву під тиском та іншими способами, що нерідко використовуються для збільшення обсягів видобутку метану з формацій гірських порід. У результаті після завершення технологічно нетрудомісткого видобутку газу, що відводиться з вугільного шару через вертикальні свердловини, надалі відбувається скорочення обсягу видобутку газу. Крім того, вугільні родовища нерідко супроводжуються підземними водами, і для забезпечення видобутку метану виникає необхідність їхнього відведення з вугільного шару. Для видобування газу з вугільних шарів починалися спроби розмістити в товщі вугільних відкладів систему горизонтальних свердловин. Однак застосування технології традиційного горизонтального буріння змушує використовувати криволінійні свердловини, що створює труднощі при віддаленні з вугільного шару води. Найбільш ефективний спосіб відкачки підземних вод, що передбачає використання штангового насосу, виявляється малоефективним у свердловинах з горизонтальним чи криволінійним стовбуром. Крім того, використання відомих методів для проведення бурових робіт звичайно потребує великої та рівної горизонтальної поверхні. Унаслідок цього відомі способи не можуть бути використані в Апалачських горах та на інший сильно пересіченій місцевості, де найбільшою за площею рівною ділянкою може бути лише широке шосе. Тому приходиться застосовувати менш ефективні способи, що ведуть до росту виробничих витрат і, як наслідок, до збільшення витрат, пов'язаних з дегазацією вугільного шару. У даному винаході пропонується спосіб і система для забезпечення доступу до підземної зони з обмеженої за площею ділянки поверхні, що забезпечують істотне усунення чи скорочення недоліків і проблем, які придатні властивим відомим 9 76446 10 системам і способам. Зокрема, свердловина, спосіб і система для забезпечення доступу до пізчленована з мережею дренажних свердловин у дземних зон з обмеженої за площею території на підземному шарі, що простягаються до порожнеч у поверхні. В одному прикладі здійснення винаходу покладі корисної копалини, з'єднує ці порожнини з в підземній зоні, що розробляється, ведеться бумережею дренажних свердловин у шарі. Мережі ріння численності мереж дренажних свердловин дренажних свердловин забезпечують доступ до від загальної зчленованої, пробуреної з поверхні великої підземної площі, у той час як порожнини свердловини, у безпосередній близькості від відсвердловин забезпечують ефективне видалення повідної кількості свердловин з порожнинами. Меі/чи ефективний видобуток з покладів ув'язненої режі дренажних свердловин сполучаються з пороводи, вуглеводнів та інших рідин, що накопичуютьжнинами свердловин, через які забезпечується ся в мережі дренажних свердловин. ефективне видалення і (чи) видобуток ув'язнених у Відповідно до одного з прикладів втілення дапокладах води, вуглеводнів та інших рідин, що ного винаходу підземна система розміщення медренуються з цільової підземної зони. У результаті режі дренажних свердловин для забезпечення цього з обмеженої за площею ділянки поверхні доступу до підземної зони з поверхні включає пезабезпечується ефективний видобуток газу, нафти ршу свердловину, що простягається від пробурей інших рідин з великого за площею шару, що ханої з поверхні свердловини, що визначає початок рактеризується низьким тиском і низькою пористіпідземної зони, до дальнього кінця ділянки. Мерестю. Таким чином, видобуток газу можна проводижа також включає численність бічних свердловин, ти із шарів, що підстилають пересічену місцевість. що простягаються від першої свердловини. Бічні Крім того, знижується до мінімуму шкідливий свердловини розміщені таким чином, що відстань вплив на навколишнє середовище, тому що скоровід вибою бічної свердловини до пробуреної з почується площа, що підлягає використанню і рекуверхні свердловини є в основному рівною для кольтивації. жної з бічних свердловин. Для забезпечення втілення ще однієї технічної Відповідно з іншим прикладом втілення даного переваги даного винаходу пропонується удосковинаходу спосіб для забезпечення доступу до піналений спосіб і система для підготовки вугільного дземної зони з поверхні включає формування шару чи іншого родовища для видобутку корисної першої мережі дренажних свердловин у вигляді копалини та збору газу із шару після завершення першої, у основному переважно чотирикутної в гірських робіт. Зокрема, свердловини з порожниплані, ділянки. Перша мережа дренажних сверднами і зчленованою свердловиною використовуловин простягається від пробуреної з поверхні ються для дегазації вугільного шару до проведенсвердловини. Спосіб також включає формування ня гірських робіт. Це дозволяє скоротити як другої мережі дренажних свердловин у вигляді необхідну площу ділянки на поверхні, так і комдругої, переважно чотирикутної в плані ділянки. плект необхідного підземного устаткування й обсяг Друга мережа дренажних свердловин також проробіт. Це також дозволяє скоротити терміни, необстягається від пробуреної з поверхні свердловини. хідні для дегазації шару, внаслідок чого скорочуПерша і друга мережі розміщення свердловин розються простої устаткування через високий вміст ташовані таким чином, що перша сторона першої газу в шарі. Крім того, через комбіновану свердлочотирикутної ділянки в основному примикає до вину в дегазований вугільний шар може накачувапершої сторони другої чотирикутної ділянки. тися вода і добавки до проведення гірських робіт з Відповідно з іншим прикладом втілення даного метою зниження запиленості і мінімізації інших винаходу система для забезпечення доступу до шкідливих факторів, підвищення ефективності підземної зони з поверхні включає пробурену з гірських робіт і якості вугілля. Після завершення поверхні свердловину, що простягається від повегірських робіт комбінована свердловина викорисрхні до підземної зони. Система також включає товується для збору газу з виробленого простору. кілька мереж дренажних свердловин, розташоваУ результаті цього скорочуються витрати, що поних у межах підземної зони, причому всі мережі в'язані зі збором газу з виробленого простору, йдуть у різних напрямках від пробуреної з поверхні внаслідок чого спрощується чи стає можливим свердловини. Кілька мереж дренажних свердлозбір газу з виробленого простору в раніше розробвин симетрично розміщені навколо пробуреної з лених шарах. поверхні свердловини. Ще одна технічна перевага даного винаходу Відповідно ще до одного прикладу втілення включає систему і спосіб для удосконалення досданого винаходу спосіб для забезпечення доступу тупу до підземних розроблювальних зон з обмедо підземної зони з поверхні включає формування женої за площею території на поверхні шляхом першої мережі дренажних свердловин, що простягрупування мереж дренажних свердловин у межах гається від першої пробуреної з поверхні свердлопідземної зони. Наприклад, відповідно до одного вини, розташованої в межах підземної зони. Споприклада втілення даного винаходу може бути сіб також включає формування другої мережі сформована одна мережа дренажних свердловин дренажних свердловин, що простягається від друз метою забезпечення доступу в основному до гої пробуреної з поверхні свердловини, розташочотирикутної в плані ділянки підземної зони. Потім ваної в межах підземної зони. Перша і друга медві чи більш мережі дренажних свердловин морежі дренажних свердловин розміщені таким жуть бути згруповані з метою забезпечення рівночином, щоб утворити групу із суміжним розташумірного й оптимального покриття площі підземної ванням у межах підземної зони. зони. Крім того, кожна згрупована мережа дренажДля забезпечення втілення технічних переваг них свердловин може бути сформована з двох чи даного винаходу пропонується удосконалений більш підмереж дренажних свердловин. Звичайно 11 76446 12 підмережі дренажних свердловин складаються з речовини в підземну зону. двох чи більш відособлених мереж дренажних Система 10 включає свердловину 12, що просвердловин, що сполучаються з загальною, простягається від поверхні 14 до цільового вугільного буреною з поверхні, свердловиною. Таким чином, шару 15. Свердловина 12 перетинає вугільний забезпечується формування і групування численшар 15, проходить через нього і продовжується під ності різних конфігурацій мереж дренажних свердним. Свердловина 12 обсаджена відповідними ловин з метою забезпечення рівномірного й оптиобсадними трубами 16, що закінчуються на рівні мального покриття площі конкретної підземної чи вище рівня вугільного шару 15. На Фіг.1 свердзони. ловина 12 у основному є вертикальною. Проте, Інші технічні переваги даного винаходу очевифахівцям даної області техніки повинно бути очедні для фахівців даної області техніки з наступних видним, що свердловина 12 може бути сформованижче креслень, опису винаходу і формули винана під іншим необхідним кутом з метою відповідходу. ності характеристикам поверхні 14 і (чи) Для більш повного розуміння даного винаходу геометричним характеристикам вугільного шару і його переваг, опис даного винаходу наводиться з 15. посиланнями на прикладені малюнки, де однакові Каротаж свердловини 12 здійснюється або в деталі позначені тими самими позиціями, а саме: процесі буріння, або після його завершення з меФіг.1 - поперечний розріз системи для удоскотою уточнення глибини залягання вугільного шару налення доступу до підземної зони відповідно з 15. У результаті цього під час проведення подаприкладом втілення даного винаходу; льших бурових робіт виключається пропуск вугільФіг.2 - поперечний розріз системи для удосконого шару 15, і в процесі буріння відпадає необналення доступу до підземної зони відповідно до хідність у визначенні місця розташування іншого прикладу втілення даного винаходу; вугільного шару 15. У безпосередній близькості від Фіг.3 - поперечний розріз системи для удосковугільного шару 15 у свердловині 12 буриться роналення доступу до підземної зони відповідно до зширена порожнина 20. Як описано більш докладіншого прикладу втілення даного винаходу; но нижче, розширена порожнина 20 забезпечує Фіг.4 - план мережі дренажних свердловин для місце перетинання свердловини 12 зі зчленовазабезпечення доступу до підземної зони відповідною свердловиною, що використовується для фоно з прикладом втілення даного винаходу; рмування підземної мережі дренажних свердловин Фіг.5 - трьохпериста мережа дренажних сверу вугільному шарі 15. Розширена порожнина 20 дловин для забезпечення доступу до підземної також являє собою місце збору рідин, що дренузони відповідно з прикладом втілення даного виються з вугільного шару 15 у процесі розробки. находу; В одному прикладі здійснення винаходу розФіг.6 - співвісна схема трьохпиристої мережі ширена порожнина 20 має радіус біля 2,4 метра (8 дренажних свердловин, що показана на Фіг. 5, футів) і висоту, рівну чи перевищуючу потужність відповідно з прикладом втілення даного винаходу; вугільного шару 15. Розширена порожнина 20 буФіг.7А - поперечний розріз системи для удориться на основі відповідного устаткування та техсконалення доступу до підземної зони відповідно нології розширення стовбура свердловини. Продо іншого прикладу втілення даного винаходу; ходка частини свердловини 12 ведеться нижче Фіг.7В - план системи для удосконалення досрівня розширеної порожнини 20 з метою формутупу до підземної зони, що показана на Фіг.7А, вання зумпфу 22 для розширеної порожнини 20. відповідно з прикладом втілення даного винаходу; Зчленована свердловина 30 простягається від Фіг.8 - план мережі дренажних свердловин для поверхні 14 до розширеної порожнини 20 свердзабезпечення доступу до підземної зони відповідловини 12. Зчленована свердловина 30 включає но до іншого прикладу втілення даного винаходу; частину 32, частину 344 криволінійну частину 36, Фіг.9 - план мережі дренажних свердловин для що з'єднує частини 32 і 34. На Фіг.1 частина 32 у забезпечення доступу до підземної зони відповідосновному є вертикальною, проте, фахівцям даної но до іншого прикладу втілення даного винаходу; і області техніки повинно бути очевидним, що часФіг.10 - блок-схема способу для удосконалентина 32 може бути сформована під будь-яким заня доступу до підземної зони відповідно з прикладаним кутом стосовно поверхні 14 з метою відподом втілення даного винаходу. відності геометричним характеристикам поверхні На Фіг.1 приведена система 10 для удоскона14 і(чи) елементам залягання вугільного шару 15. лення доступу до підземної зони з обмеженої за Частина 34, у основному, залягає в товщі вугільноплощею ділянки поверхні відповідно з прикладом го шару 15 і перетинається з розширеною порожвтілення даного винаходу. У даному прикладі здійниною 20 свердловини 12. На Фіг.1 площина вугіснення винаходу підземна зона являє собою вугільного шару 15, у основному, є горизонтальною, у льний шар. Фахівцям даної області техніки повинрезультаті чого частина 34 також є також горизонно бути очевидним, що за допомогою даного тальною. Проте, очевидно, що частина 34 може винаходу може забезпечуватися аналогічний досбути сформована під будь-яким відповідним кутом туп до інших видів зон і (чи) інших видів підземних стосовно поверхні 14 з метою відповідності геомересурсів, що характеризуються низьким тиском, тричним характеристикам вугільного шару 15. наднизьким тиском і низькою пористістю, з метою У прикладі втілення даного винаходу, подановидалення і (чи) видобутку води, вуглеводнів та му на Фіг.1, на поверхні 14 зчленована свердловиінших рідин з покладу, обробки природних копалин на 30 віднесена від свердловини 12 на достатню у місці їхнього залягання до проведення гірських відстань з метою забезпечення буріння криволіробіт, нагнітання або подачі газу, рідини чи іншої нійної з великим радіусом частини 36 і будь-якої 13 76446 14 необхідної частини 34 до перетинання з розширещо вугільні шари характеризуються деякою порисною порожниною 20. З метою створення криволітістю і тріщинуватістю, вони можуть не витримати нійної частини 36 з радіусом 30,5-45,7 метрів (100такий гідростатичний тиск, навіть якщо у вугільно150 футів) зчленована свердловина віднесена від му шарі 15 присутня пластова вода. Такий режим свердловини 12 на відстань у основному 91,4 метназивається бурінням при підвищеному гідростара (300 футів). Ця відстань забезпечує скорочення тичному тиску, в цьому випадку тиск рідини в сведо мінімуму кута криволінійної частини 36 з метою рдловині 30 перевищує здатність шару витримувазменшення тертя в зчленованій свердловині 30 у ти такий тиск. Відхід бурового розчину зі шламом у процесі буріння. У результаті цього максимально шар є не тільки дорогим у плані поглинання бурозбільшується зусилля бурильної колони при прового розчину, що вимагає підживлення, але і сприходці зчленованої свердловини 30. Як буде описаяє закупорюванню порожнин у вугільному шарі 15, но нижче, в іншому прикладі втілення даного вищо необхідні для дренажу газу і води з вугільного находу передбачається розташування шару. зчленованої свердловини 30 на значно ближчій З метою запобігання режиму буріння при підвідстані до свердловини 12 на поверхні 14. Бурінвищеному гідростатичному тиску в свердловині в ня зчленованої свердловини ведеться за допомопроцесі формування мережі 50 дренажних свердгою бурильної колони 40, що містить відповідний ловин, пропонується використання повітряних забійний двигун і бурову коронку 42. Бурильна компресорів 60, що забезпечують нагнітання стисколона 40 містить пристрій 44 для проведення нутого повітря в свердловину 12 і його вихід через вимірів у процесі буріння з метою контролю назчленовану свердловину 30. Це приводить до прямку свердловини, пробуреної забійним двигуефекту ослаблення гідростатичного тиску буровоном і буровою коронкою 42. Частина 32 зчленоваго розчину і зниження призабійного тиску до відпоної свердловини 30 обсаджується відповідними відного рівня, що перешкоджає виникненню режиобсадними трубами 38. му буріння при підвищеному гідростатичному Після успішного перетинання розширеної потиску. Аерація бурового розчину забезпечує знирожнини 20 зчленованою свердловиною 30 бурінження тиску в свердловині в основному до 9,5ня продовжується через розширену порожнину 20 13кг/см2 (150-200 фунтів на квадратний дюйм). з використанням бурильної колони 40 і відповідноВідповідно, буріння вугільних шарів низького тиску го бурового пристрою з метою створення мережі й інших покладів корисних копалин можна прово50 дренажних свердловин у вугільному шарі 15. дити без істотних втрат бурового розчину і забруНа Фіг.1 мережа 50 дренажних свердловин лежить днення покладів корисних копалин буровим розчиу основному в горизонтальній площині, що відпоном. Піна, що може являти собою суміш відає горизонтальній площині розташування вугістиснутого повітря з водою, також може подаватильного шару 15; проте, фахівцям даної області ся через бурильну колону 40 разом з буровим розтехніки повинно бути очевидним, що мережа 50 чином з метою аерації бурового розчину в міжтрудренажних свердловин може бути сформована під бному просторі в процесі буріння зчленованої будь-яким необхідним кутом, що відповідає геомесвердловини 30 і, при необхідності, у процесі бутричним характеристикам вугільного шару 15. Меріння мережі 50 дренажних свердловин. Буріння режа 50 дренажних свердловин та інших подібних мережі 50 дренажних свердловин з використанням свердловин облаштовується на похилих, нерівних пневмовідбійного бурового долота чи пневматичділянках та в інших умовах залягання вугільного ного забійного двигуна також дозволяє нагнітати шару 15 чи підземних покладів інших корисних стиснене повітря чи піну в буровий розчин. У цьокопалин. Під час цієї операції можуть бути викориму випадку стиснене повітря чи піна, що викорисстані гамма-каротажні прилади і стандартні притовуються для приведення в дію забійного двигуна строї для проведення вимірів у процесі буріння з і бурової коронки 42, виходять з бурильної колони метою контролю і напрямку бурової коронки 42 40 у безпосередній близькості від бурової коронки для утримання мережі 50 дренажних свердловин у 42. Проте, більший обсяг повітря, що можна нагніграницях вугільного шару 15 і забезпечення більш тати в свердловину 12, забезпечує більш ефектирівномірного покриття необхідної площі ділянки в вну аерацію бурового розчину, ніж це звичайно межах вугільного шару 15. можливо шляхом подачі повітря через бурильну У процесі буріння мережі 50 дренажних сверколону 40. дловин буровий розчин, чи глинистий розчин наНа Фіг.2 приведена система 10 для удосконагнітається в бурильну колону 40 і подається з булення доступу до підземної зони з обмеженої за рильної колони 40 до області бурової коронки 42, площею ділянки поверхні відповідно з іншим прикде він використовується для промивання шару і ладом втілення даного винаходу. У даному приквидалення породи, що вибурена. Порода, що виладі здійснення свердловина 12, розширена поробурена, несеться нагору буровим розчином, що жнина 20 і зчленована свердловина 30 циркулює в міжтрубному просторі між бурильною розміщуються і проходяться відповідно до опису колоною 40 і стінками свердловини 30, і подається до Фіг.1. На Фіг.2 після перетинання розширеної на поверхню 14, де шлам відокремлюється від порожнини 20 з зчленованою свердловиною 30, у бурового розчину, а далі розчин знову подається розширеній порожнині 20 установлюється насос для циркуляції. Цей відомий буровий процес за52 для перекачування бурового розчину і шламу безпечує створення стандартного стовпа бурового на поверхню 14 через свердловину 12. Це істотно розчину, висота якого дорівнює глибині свердлозменшує тертя повітря і рідини, що піднімаються вини 30, і гідростатичного тиску в свердловині 30, нагору по зчленованій свердловині 30, і знижує відповідного до її глибини. З огляду на той факт, майже до нуля тиск у свердловині. Відповідно, це 15 76446 16 забезпечує доступ з поверхні 14 до вугільних шаній відстані одна від одної бічними свердловинами рів і покладів інших корисних копалин, що мають на кожній стороні, утворюють рівномірну систему наднизький пластовий тиск, нижче за 9,5кг/см2 для дренування рідини з вугільного чи шару іншого (150 фунтів на квадратний дюйм). Крім того, у свешару чи для рівномірного введення речовин у рдловині виключається можливість утворення нешар. Відповідно до нижче приведеного опису пебезпечних з'єднань повітря з метаном . риста система забезпечує рівномірне охоплення На Фіг.3 приведена система 10 відповідно з квадратної, ромбовидної, іншої чотирикутної чи іншим прикладом втілення даного винаходу. У сітчастої в плані ділянки і може розташовуватися даному прикладі здійснення після завершення на визначеній відстані від іншої системи підготовки буріння свердловин 12 і 30, а також мережі 50 вугільного шару 15 для проведення гірських робіт. дренажних свердловин зі зчленованою свердлоФахівцям даної області техніки повинно бути виною 30 витягається бурильна колона 40, і устя очевидним, що можуть бути використані інші мезчленованої свердловини 30 герметизується. У режі дренажних свердловин відповідно до даного розширеній порожнині 20 свердловини 12 установинаходу. влюється бурильний насос 80. Розширена порожПеристі та інші необхідні мережі дренажних нина 20 являє собою резервуар для накопичувансвердловин, що пробурені з поверхні, забезпечуня рідини, що періодично відкачується, при цьому ють доступ до шарів з поверхні землі. Мережа виключається негативний вплив гідростатичного дренажних свердловин може бути використана напору, створюваного рідиною, що нагромадиладля рівномірного видалення і (чи) нагнітання рідися, у свердловині 12. ни чи обробки підземних запасів корисних копалин Насосний агрегат 80 сполучається з поверхз використанням інших способів. Мережа дренажнею через колону насосних труб 82 і може привоних свердловин, крім її застосування в розробці дитися до дії за допомогою штанги 84, що проховугільних шарів, може бути використана для ініцідить до вибою свердловини 12 усередині колони ювання внутрішньошарового горіння, нагнітання насосних труб 82. Насосна штанга 84 виконує звопари в шар важкої сирої нафти для підвищення ротно-поступальний рух за допомогою відповіднонафтовіддачі і видалення вуглеводнів з пластових го пристрою, що установлений на поверхні, наприрезервуарів з низькою пористістю. клад, балансиру насосної установки 86 з На Фіг.4 приведена мережа 100 дренажних електроприводом, для приведення в дію насосносвердловин відповідно з прикладом втілення даного агрегату 80. Насосний агрегат 80 використовуго винаходу. У даному прикладі здійснення винається для відкачки води і зваженого в буровому ходу мережа 100 дренажних свердловин забезперозчині вугільного дріб'язку з вугільного шару 15 чує доступ у основному до ділянки 102 корисних через мережу 50 дренажних свердловин. Після копалин у плані в основному у вигляді ромба чи відкачки на поверхню 14 вода може піддатися обпаралелограма. Може бути використаний ряд меробці для видалення метану, що може бути розчиреж 100 дренажних свердловин для забезпечення нений у воді, і відділення завислого в буровому рівномірного доступу до великої за площею підзерозчині вугільного дріб'язку. Після того, як з вугімної ділянки. Зчленована свердловина 30 задає льного шару 15 буде відкачана достатня кількість перший кут ділянки 102. Мережа 100 дренажних води, забезпечується підйом чистого пластового свердловин включає основну свердловину 104, що газу до поверхні 14 по міжтрубному просторі сверпроходить діагонально через ділянку 102 до дальдловини 12 навколо колони насосних труб і його нього кута 106 ділянки 102. Для забезпечення видалення по трубопроводу, що приєднаний до дренування свердловини 12 і 30 розташовані над гирлової арматури. На поверхні 14 здійснюється ділянкою 102 таким чином, що буріння свердловиобробка, стиск і перекачування метану по трубопни 104 ведеться по піднесенню вугільного шару роводу для використання як палива в стандартних 15. Це спрощує збір води, газу й інших рідин з діпроцесах. Насосний агрегат 80 може працювати лянки 102. Буріння свердловини 104 ведеться за постійно чи періодично відкачувати воду, що наддопомогою бурильної колони 40 від розширеної ходить у розширену порожнину 20 з вугільного порожнини 20 співвісно зі зчленованою свердлошару 15. виною 30. На Фіг.4-6 приведена мережа 50 дренажних З протилежних сторін свердловини 104 у насвердловин для удосконалення доступу до ресурпрямку зовнішньої границі 112 ділянки 102 розхосів відповідно до прикладів втілення даного винадяться декілька бічних свердловин 110. Бічні свеходу. У цих прикладах здійснення мережа 50 дрердловини 110 можуть розташовуватися нажних свердловин включає перисті системи, що дзеркально на протилежних сторонах свердловимістять основну, чи центральну, у основному сини 104 чи можуть бути зміщені відносно одна одної метрично розташовану свердловину, і розміщені уздовж свердловини 104. Кожна з бічних свердлочерез визначену відстань бічні свердловини, що вин 110 включає криволінійну частину 114, що відходять з кожної сторони основної свердловини. простягається від свердловини 104, і наступну Периста система подібна на систему жилок листка пряму частина 116, сформовану після того, як кричи структурою пера в тім, що вона містить аналогіволінійна частина 114 досягне відповідного начні, в основному рівнобіжні, додаткові свердловипрямку. Для рівномірного покриття площі ділянки ни, що ι розташовані в основному на рівній відстані 102 пари бічних свердловин розташовуються на одна від одної та паралельно на протилежних сторівній відстані одна від одної на кожній стороні ронах осі. Периста мережа розміщення свердлосвердловини 104 і йдуть від свердловини 104 під вин, заснована на центральній свердловині та в кутом у основному шістдесятьох градусів. Довжина основному симетрично розміщеними на відповідбічних свердловин 110 зменшується по мірі відда 17 76446 18 лення від розширеної порожнини 20 з метою потрібно тільки три свердловини 104. Отже, інтерспрощення буріння бічних свердловин 110. Кільвал між суміжними свердловинами 104 може змікість бічних свердловин 110 і відстань між ними нюватися в залежності від зміни потужності покламоже змінюватися в залежності від характеристик дів підземної зони. Таким чином, інтервал між ділянки корисних копалин і вимог до розмірів ділясуміжними свердловинами 104 може бути рівним нки і свердловин. Наприклад, бічні свердловини чи може змінюватися в залежності від специфічних 110 можуть бути пробурені з однієї сторони свердхарактеристик конкретних покладів корисних копаловини 104 для формування напівперистої сислин. Наприклад, у прикладі здійснення, поданому теми. на Фіг.5, кут між кожною свердловиною 104 склаСвердловини 104 і бічні свердловини 110 продає, у основному, 120 градусів, у результаті чого ходяться шляхом буріння через розширену порокожна мережа 100 дренажних свердловин простяжнину 20 з використанням бурильної колони 40 і гається в напрямку в основному 120 градусів від необхідного бурового устаткування. Під час цієї суміжної мережі 100 дренажних свердловин. Пробурової операції можуть бути використані гаммате, можуть бути використані інші необхідні кути каротажні прилади і стандартні пристрої, признарозміщення свердловин, мережі чи орієнтування в чені для проведення вимірів у процесі буріння з залежності від характеристик конкретних підземметою контролю напрямку бурової коронки для них покладів. Таким чином, як показано на Фіг.5, обмеження мережі 100 дренажних свердловин кожна свердловина 104 і відповідна мережа 100 границями вугільного шару 15, а також збережендренажних свердловин простягаються від свердня відповідного інтервалу й орієнтування свердлоловини 144 до зовнішньої границі в різних напрямвини 104 і бічних свердловин 110. Як показано на ках, утворюючи симетричну структуру. Як буде Фіг.4, бічні свердловини 110 розташовані таким показано детальніше далі, симетрично сформовачином, що довжина кожної бічної свердловини 110 ні мережі дренажних свердловин можуть бути супри її вимірі від зовнішньої границі 112 до розшиміжно розміщені чи згруповані з метою забезпереної порожнини 20 чи свердловин 12 або 30 є, у чення рівномірного доступу до підземної зони. основному, однаковим, внаслідок чого спрощуєтьУ прикладі здійснення винаходу, наведеному ся буріння кожної бічної свердловини 110. на Фіг.5, кожна мережа 100 дренажних свердловин У конкретному прикладі здійснення свердловключає також ряд бічних свердловин 148, що вина 104 буриться з ухилом у кожній з численності відходять від бічних свердловин 110. Бічні свердпочаткових точок бічних свердловин 108. Після ловини 148 можуть мати дзеркальне розташуванзавершення буріння свердловини 104 бурильна ня на протилежних сторонах бічної свердловини колона 40 рухається в зворотному напрямку, пос110 чи можуть бути зміщені відносно одна одної лідовно проходячи кожну з точок 108, від яких на уздовж бічної свердловини 110. Кожна з бічних кожній стороні свердловини 104 буриться чергова свердловин 148 включає криволінійну частину 160, бічна свердловина 110. Фахівцям даної області що відходить від бічної свердловини 110, і наступтехніки повинно бути очевидним, що мережа 100 ну пряму частину 162, сформовану після того, як дренажних свердловин може бути сформована криволінійна частина 160 досягає відповідного іншим способом відповідно до даного винаходу. напрямку. Для рівномірного покриття площі ділянНа Фіг.5 приведена мережа 140 дренажних ки 142 пари бічних свердловин 148 можуть бути свердловин відповідно з іншим прикладом втіленрозташовані на рівній відстані одна від одної з ня даного винаходу. Мережа 140 дренажних сверкожної сторони бічної свердловини 110. Крім того, дловин включає три відособлених мережі 100 дребічні свердловини 148, що відходять від однієї нажних свердловин, при цьому кожна дренує бічної свердловини 110, можуть проходити між частину ділянки 142, що покрита мережею 140 бічними свердловинами 148 чи в безпосередній дренажних свердловин. Кожна з мереж 100 дреблизькості від них, відходячи від суміжної бічної нажних свердловин включає свердловини 104 і свердловини 110, з метою забезпечення рівномірчисленності бічних свердловин 110, що відходять ного покриття площі ділянки 142. Проте, кількість, від свердловини 104. У прикладі триперистої сисінтервал і кутове орієнтування бічних свердловин темі втілення, що відображена на Фіг.5, буріння 148 можуть змінюватися в залежності від характекожної з свердловин 104 і 110 здійснюється від ристик ділянок підземних покладів, вимог до роззагальної зчленованої свердловини 144, і рідина і мірів ділянки і свердловин. (чи) газ можуть бути вилучені з підземної зони чи Як описано вище з посиланням на Фіг.4, кожна подані в підземну зону по свердловині 146, що мережа 100 дренажних свердловин у основному сполучається з кожною свердловиною 104. Завдязабезпечує доступ до ділянки чи зони 102, що має ки цьому забезпечується більш компактне розтав плані форму чотирикутника. На Фіг.4 зона 102 шування виробничого устаткування на поверхні, має в основному форму ромба чи паралелограма. більш широке охоплення площі мережею свердЯк показано на Фіг.5, мережі 100 дренажних сверловин і скорочення кількості бурового устаткувандловин можуть бути розміщені таким чином, що ня й обсягу робіт. сторони 149 кожної чотирикутної підземної зони Кожна свердловина 104 закладається у зада148 стикаються одна з одною, забезпечуючи тим ному місці щодо інших свердловин 104 з метою самим рівномірне охоплення площі підземної зони забезпечення доступу до конкретної підземної 142. ділянки. Наприклад, свердловини 104 можуть бути На Фіг.6 показане співвісне, чи гніздове, розсформовані з інтервалом, чи відстанню між суміжташування мереж дренажних свердловин у межах ними свердловинами 104 з метою забезпечення підземної зони відповідно з прикладом втілення доступу до підземної зони таким чином, що буде даного винаходу. У даному прикладі використову 19 76446 20 ються три відособлених мережі 100 дренажних рено з метою формування додаткових мереж дресвердловин для формування рядів, у основному нажних свердловин. шестикутних мереж 150 дренажних свердловин, На Фіг.7А показаний вид системи 200 у попенаприклад, аналогічних сітці 140 дренажних сверречному розрізі відповідно з прикладом втілення дловин, що показана на Фіг.5. Таким чином, мереданого винаходу. Свердловина 210 простягається жа 150 дренажних свердловин включає ряд підмез поверхні 14 до першої зчленованої свердловини реж дренажних свердловин, наприклад, мережі 230. Свердловина 210 обсаджена відповідними 100 дренажних свердловин, з метою досягнення обсадними трубами 215, що закінчуються на рівні необхідної геометричної форми мережі. Мережі чи вище рівня зчленованої свердловини 230. Дру150 дренажних свердловин можуть бути розташога свердловина 220 простягається від перетинанвані відносно одна одної таким чином, що утвоня свердловини 210 з першою зчленованою сверрюють у основному стільникову структуру, внаслідловиною 230 до другої зчленованої свердловини док чого максимально збільшується площа ділянки 235. Друга свердловина 220 розташована співвісдоступу до підземних покладів, при цьому скороно з першою свердловиною 210 таким чином, що чується кількість мереж 150 дренажних свердлоразом вони утворять єдиний стовбур свердловини. вин. До проведення гірських розробок підземних Продовження 240 другої свердловини 220 простяпокладів буріння мереж 150 дренажних свердлогається від перетинання другої свердловини 220 із вин може бути виконане з поверхні з метою дегадругою зчленованою свердловиною 235 до глибизації покладів корисних копалин до того, як будуть ни нижче підошви вугільного шару 15. На Фіг.7А початі гірські роботи. Кількість відособлених месвердловини 210 і 220 показані в основному верреж 100 дренажних свердловин також може змітикальними, проте, повинно бути очевидним, що нюватися з метою утворення іншої геометричної свердловини 210 і 220 можуть бути задані та зоріформи мереж дренажних свердловин, у результаті єнтовані під іншими кутами в залежності від геочого утворені мережі дренажних свердловин мометричних характеристик поверхні 14 і (чи) вугільжуть бути згруповані таким чином, щоб забезпечиного шару 15. ти рівномірне покриття площі залягання підземних Перша зчленована свердловина 230 має кризапасів. Наприклад, на Фіг.5-6 показані три відосоволінійну частину 232. Друга зчленована свердлоблених мережі 100 дренажних свердловин, що вина 235 має криволінійну частину 237. Криволісполучаються з центральною свердловиною 104 і нійна частина 237, у основному, має менші утворюють шестигранну чи шестикутну мережу розміри, чим криволінійна частина 232 для забез140 і 150 дренажних свердловин. Крім того, також печення перетинання другої зчленованої свердломоже бути використано більше або менше трьох вини 235 з першою зчленованою свердловиною відособлених мереж 100 дренажних свердловин, 230. Перша зчленована свердловина 230 сполущо сполучаються з центральною свердловиною чається з розширеною порожниною 250. Розшире104, у результаті чого кілька утворених багатобічна порожнина 250 утворена на вибої першої зчлених мереж дренажних свердловин можуть бути нованої свердловини 230 серед вугільного шару згруповані для досягнення рівномірного покриття 15. Як описано більш детально нижче, розширена площі підземних покладів і (чи) відповідності геопорожнина 250 є місцем перетинання підземного метричним характеристикам конкретних покладів каналу для збору рідини, чи свердловини 225. корисних копалин. В одному прикладі втілення даного винаходу На Фіг.7А и 7В показана подвійна система 200 розширена порожнина 250 має радіус у основному криволінійних зчленованих свердловин для удо2,4 метра (8 футів), при цьому розмір розширеної сконалення доступу до підземних ресурсів з обмепорожнини по висоті дорівнює потужності вугільноженої за площею території на поверхні відповідно го шару 15 чи перевищує її. Розширена порожнина з іншим прикладом втілення даного винаходу. Від250 сформована з застосуванням відповідного повідно до даного прикладу здійснення корисною устаткування та технології для розширення стовкопалиною є вугільний шар. Фахівцям даної облабура свердловини. Проте, розширена порожнина сті техніки повинно бути очевидним, що доступ до 250 може мати інші необхідні геометричні харакінших підземних формацій і (чи) інших ресурсів, теристики для накопичування рідини в розширеній що характеризуються низьким тиском, наднизьким порожнині 250. тиском і низькою пористістю, може бути забезпеСвердловина 225 буриться на перетинанні чений аналогічним образом шляхом використання другої свердловини 220 із другою зчленованою системи 200 криволінійних зчленованих свердлосвердловиною 235. Свердловина 225 проходить вин відповідно до даного винаходу з метою видачерез вугільний шар 15 у розширену порожнину лення і (чи) видобутку води, вуглеводнів та інших 250. На Фіг.7А свердловина 225 показана у основрідин з покладів корисних копалин, обробки покному горизонтальною, проте, повинно бути очевиладів корисних копалин до проведення гірських дним, що свердловина 225 може бути сформована робіт, нагнітання чи подачі рідини в підземну зону. під іншим кутом у залежності від геометричних У даному прикладі здійснення утворені три відосохарактеристик вугільного шару 15. Після формублених мережі дренажних свердловин, що сполування першої зчленованої свердловини 230 у вугічаються з єдиною свердловиною. З метою простольному шарі буриться розширена порожнина 250. ти ілюстрації опис формування мережі одиночною Після формування розширеної порожнини 250 свердловиною дається з посиланням на Фіг.7А, буріння продовжується через розширену порожнипроте, фахівцям даної області техніки повинно ну 250 з метою формування мережі 50 дренажних бути очевидним, що формування мережі дренажсвердловин у вугільному шарі 15. Мережа 50 дрених свердловин може бути неодноразово повтонажних свердловин та інших таких свердловин 21 76446 22 розташовується на похилих, нерівних ділянках та в розширених порожнин 250 сировина проходить інших умовах залягання вугільного шару 15 чи через свердловини 225 і надходить у свердловину інших підземних покладів корисних копалин. Під 210. Після збору сировини в свердловині 210 вона час цієї операції можуть бути використані гаммаможе бути відведена на поверхню з використанкаротажні прилади і стандартні пристрої для проням вище описаних способів. ведення вимірів у процесі буріння з метою контроНа Фіг.8 показана мережа 300 дренажних свелю і напрямку бурового інструменту для утриманрдловин, що має перисту структуру відповідно з ня мережі 50 дренажних свердловин у границях іншим прикладом втілення даного винаходу. У вугільного шару 15 і забезпечення в основному даному прикладі втілення даного винаходу зчлерівномірного покриття необхідної площі ділянки в нована свердловина 330 задає перший кут ділянки межах вугільного шару 15. Мережа 50 дренажних 332 покладів корисних копалин. Мережа 300 дресвердловин може включати мережу, показану на нажних свердловин включає основну свердловину Фіг.4-6, крім того, можуть бути також використані 334, що проходить діагонально через ділянку 332 інші необхідні мережі дренажних свердловин. Задо дальнього кута 336 ділянки 332. Свердловини ходи для запобігання поглинання бурового розчи320 і зчленована свердловина 330 розташовані ну і режим буріння при підвищеному гідростатичнад ділянкою 332 таким чином, що буріння свердному тиску в свердловині можуть проводитися з ловини 334 ведеться по піднесенню вугільного використанням способів, описаних з посиланнями шару 15. Це спрощує збір газу, води й іншої рідини на Фіг.1-3. з ділянки 332. Свердловина 334 простягається від Після формування мережі 50 дренажних сверрозширеної порожнини 322 співвісно з зчленованої дловин може бути пробурена друга свердловина свердловиною 330. 220. Як описано вище, друга свердловина 220 буЗ протилежних сторін свердловини 334 у нариться на перетинанні першої свердловини 210 з прямку зовнішньої границі 342 ділянки 332 прохопершою зчленованою свердловиною 230. Після диться численність бічних свердловин 340. Бічні того, як свердловину 220 буде пробурена до глисвердловини 340 можуть розташовуватися дзербини вугільного шару 15, буриться друга зчленокально на протилежних сторонах свердловини 334 вана свердловина 235 і свердловина 225. Друга чи можуть бути зміщені відносно одна одної уззчленована свердловина 235 проходиться з викодовж свердловини 334. Кожна з бічних свердловин ристанням стандартного бурового устаткування. 340 включає криволінійну частину 344, що простяСвердловина 225 буриться з використанням стангається від свердловини 304, і наступну пряму дартного бурового устаткування і з'єднує другу частина 346. Перший ряд бічних свердловин 340, свердловину 220 з розширеною порожниною 250 які розташовані у безпосередній близькості від через другу зчленовану свердловину 235. Рідини, розширеної порожнини 322, може також включати що зібралися в мережі 50 дренажних свердловин, другу криволінійну частину 348, що сформована протікають через розширену порожнину 250 і по після того, як перша криволінійна частина 344 досвердловині 225, а потім віддаляються через другу сягла відповідного напрямку. У цьому ряді прямосвердловину 220 і першу свердловину 210 на полінійна частина 346 буриться після того, як друга верхню 14. При використанні даного способу букриволінійна частина 348 досягне відповідного ріння забезпечується дренування значної площі напрямку. Таким чином, перший ряд бічних свердпідземного шару і доступ до нього з невеликої за ловин 340 зміщається, чи згинається в напрямку площею ділянки на поверхні. розширеної порожнини 322 перш, ніж пройти через На Фіг.7В показаний план системи 200, що шар, у результаті чого забезпечується розширення проілюстрований на Фіг.7А в відповідності з прикмережі свердловин у напрямку розширеної порожладом втілення даного винаходу. Як показано на нини 322 для рівномірного покриття площі ділянки Фіг.7В, кожна з трьох зчленованих свердловин 230 332. З метою рівномірного покриття площі ділянки і свердловин 225 відходять від свердловини 210 і 332 пари бічних свердловин 340 розташовуються в плані розташовані одна до одної під кутом 120 на рівній відстані одна від одної на кожній стороні градусів. Буріння свердловини 210 здійснюється свердловини 334 і відходять від свердловини 334 від точці поверхні, що знаходиться в основному в під кутом у основному 60 градусів. Довжина бічних центрі всієї ділянки свердловин. Як описано вище, свердловин 340 зменшується по мірі віддалення зчленовані свердловини 230 буряться з точки, що від розширеної порожнини 322 з метою спрощення знаходиться поблизу свердловини 210 чи співпабуріння бічних свердловин 340. даючої з нею. Буріння мережі 50 дренажних сверСвердловина 334 і бічні свердловини 340 продловин здійснюється в межах підземних покладів ходяться шляхом буріння через розширену порокорисних копалин з кожної зчленованої свердложнину 322 з використанням бурильної колони 40 і вини 230. Крім того, для збору сировини, що древідповідного бурового устаткування. При цьому нується з мережі 50 дренажних свердловин, будля проведення вимірів у процесі буріння можуть риться розширена порожнина 250 від кожної бути використані гамма-каротажні прилади і станзчленованої свердловини 230. Буриться кожний із дартні пристрої з метою контролю напрямку буротрьох підземних каналів для збору рідини, чи свевого інструменту для утримання мережі 300 дрердловин 225 для з'єднання кожної з порожнин 250 нажних свердловин у границях вугільного шару 15, з свердловиною 210, як описано вище з посиланзбереження відповідного інтервалу й орієнтування ням на Фіг.7А. свердловини 334 і бічних свердловин 340. У конкСировина з покладів корисних копалин, що роретному прикладі здійснення свердловина 334 зробляються, стікає в мережу 50 дренажних свербуриться з нахилом у кожній з завданих точок 350 дловин, де вона збирається в порожнинах 250. З свердловини, відкіля буде розпочате буріння біч 23 76446 24 них свердловин. Після завершення буріння свердбічною свердловиною 408 і свердловинами 410 чи ловини 334 бурильна колона 40 рухається в зво412. Відповідно, відстань від свердловин 410 чи ротному напрямку, послідовно проходячи кожну 412 до зовнішньої границі підземної зони 404 узбічну точку 350, від якої на кожній стороні сверддовж кожної бічної свердловини 408 у основному є ловини 334 буряться бічні свердловини 340. Фахірівним, спрощуючи тим самим формування свервцям даної області техніки повинно бути очевиддловини. ним, що мережа 300 дренажних свердловин може У даному прикладі здійснення кожна мережа бути сформована іншим способом відповідно до 402 дренажних свердловин забезпечує доступ до даного винаходу. ділянки 422, у основному трикутної форми. Зони На Фіг.9 приведений план мережі 400 дренаж422 трикутної форми, що розробляються, утворені них свердловин відповідно з прикладом втілення шляхом розміщення бічних свердловин 408 перданого винаходу. У даному прикладі здійснення пендикулярно до свердловин 406. Зони 422 трикумережа 400 дренажних свердловин включає дві тної форми розміщені суміжно, у результаті чого відособлені мережі 402 дренажних свердловин, кожна зона 422 має загальну сторону 424. Сполупри цьому кожна забезпечує доступ до частини чення зон 422 забезпечує утворення підземної ділянки 404, що покрита мережею 400 дренажних зони 404 чотирикутної в плані форми. Як описано свердловин. Кожна з мереж 402 дренажних свердвище, кілька мереж 400 дренажних свердловин ловин включає свердловину 406 і ряд бічних сверможуть бути згруповані для забезпечення рівномідловин 408, що відходять від свердловини 406. У рного доступу до ділянок підземних робіт. прикладі здійснення, поданому на Фіг.9, буріння На Фіг.10 приведена блок-схема з описом спокожної з свердловин 406 і 408 здійснюється з загасобу удосконалення доступу до підземних ресурльної зчленованої свердловини 410, і рідина і (чи) сів, наприклад, до вугільного шару 15 відповідно з газ можуть бути вилучені з підземної зони чи поприкладом втілення даного винаходу. У даному дані в підземну зону по свердловині 412, що споприкладі здійснення спосіб починається з етапу лучається з кожною свердловиною 406. У даному 500, на якому визначаються ділянки, що підлягаприкладі здійснення свердловини 410 і 412 покають дренуванню, і типи мереж дренажних свердзані зміщеними по відношенню одна до одної, одловин для цих ділянок. З метою забезпечення опнак, повинно бути очевидним, що мережа 400 тимального покриття площі підземної зони можуть дренажних свердловин може бути також сформобути використані перисті мережі дренажних свервана з використанням стовбура загальної, пробудловин. Проте, повинно бути очевидним, що також реної з поверхні свердловини, як показано на можуть бути використані інші необхідні мережі Фіг.7А. Завдяки цьому забезпечується більш комдренажних свердловин. пактне розташування виробничого устаткування При переході до етапу 502 з поверхні 14 до на поверхні, більш широке охоплення площі мерепопередньо завданої глибини буряться свердложею свердловин, скорочення кількості бурового вини 12 через вугільний шар 15. Далі, на етапі 504 устаткування й обсягу робіт. здійснюється бурильний каротаж для точного виЯк показано на Фіг.9, свердловини 406 є прозначення місця залягання вугільного шару в свертилежними одна до одної під кутом у основному дловині 12. На етапі 506 здійснюється формуван180 градусів, у результаті чого кожна мережа 402 ня розширеної порожнини 22 у першій свердловині дренажних свердловин простягається в протилеж12 серед вугільного шару 15. Як указувалося виному напрямку. Проте, можуть бути використані ще, розширена порожнина 20 може бути сформоінші необхідні кути розподілу свердловин, чи мевана з застосуванням устаткування та технології режі орієнтування в залежності від характеристик для розширення стовбура свердловини. конкретних підземних покладів. У прикладі здійсНа етапі 508 з поверхні 14 до завданої глибинення, поданому на Фіг.9, кожна мережа 402 дрени буриться друга свердловина 12 через вугільний нажних свердловин також включає ряд бічних свешар 15. Друга свердловина 12 зміщена від першої рдловин 408, що відходять від свердловин 406. свердловини 12 по поверхні 14. Далі, на етапі 510 Бічні свердловини 408 можуть бути дзеркально використовується бурильне каротажне устаткурозміщені на протилежних сторонах свердловин вання для точного визначення місця залягання 406 чи можуть бути зміщені відносно одна одної вугільного шару в другій свердловині 12. На етапі уздовж свердловин 406. Кожна з бічних свердло512 у другій свердловині 12 буриться розширена вин 408 включає криволінійну частину 418, що порожнина 22 серед вугільного шару 15. На етапі відходить від свердловини 406, і наступну пряму 514 буриться третя свердловина 12 до завданої частину 420, сформовану після того, як криволіглибини з поверхні 14 через вугільний шар 15. На нійна частина 418 досягне відповідного напрямку. поверхні третя свердловина 12 віднесена від перДля рівномірного покриття площі ділянки 404 пари шої і другої свердловин 12. Наприклад, як описано бічних свердловин 408 можуть бути розташовані вище, перша, друга і третя свердловини 12 можуть на рівній відстані одна від одної на кожній стороні бути розміщені з інтервалом у основному 120 грасвердловини 406. Проте, кількість, розміщення і дусів у плані відносно одна одної і можуть знахокутове орієнтування бічних свердловин 408 може дитися на рівній відстані від мережі дренажних змінюватися в залежності від характеристик ділясвердловин. Далі, на етапі 516 використовується нок підземних покладів, вимог до розмірів ділянки і бурильне каротажне устаткування для точного свердловин. Як описано вище, бічні свердловини визначення місця залягання вугільного шару 15 у 408 можуть бути сформовані таким чином, щоб третій свердловині 12. На етапі 518 у третій свердовжина кожної свердловини 408 зменшувалася в дловині 12 буриться розширена порожнина 22 міру збільшення відстані між кожною відповідною серед вугільного шару 15. 25 76446 26 Далі на етапі 520 буриться зчленована сверднту, поки обсяг газу у вугільному шарі не стане ловина 30 до перетинання сформованих в першій, нижче обсягу, припустимого для продовження родругій і третій свердловинах 12 розширених порозробки. Якщо видобуток газу не закінчений, здійсжнин 22. На етапі 522 для формування перистих нюється повернення до етапів 534 і 536, на яких мереж дренажних свердловин через зчленовану продовжується відкачка води і газу з вугільного свердловину 30 серед вугільного шару 15 бурятьшару 15. По завершенню видобутку переходять до ся свердловини 104, що відходять від кожної розетапу 540, на якому виконують демонтаж виробширеної порожнини 20. Після буріння свердловини ничого устаткування. 104 на етапі 524 буряться бічні свердловини 110 Далі, на етапі ухвалення рішення 542 визнадля формування перистої мережі дренажних свечають можливість подальшої підготовки вугільного рдловин. На етапі 526 буряться бічні свердловини шару 15 для проведення гірських робіт. Якщо 148 для формування перистої мережі дренажних приймається рішення про подальшу підготовку свердловин. вугільного шару 15 для розробки, здійснюється На етапі 528 виконується герметизація устя перехід до етапу 544, на якому у вугільний шар 15 свердловини 30. Далі, на етапі 530 здійснюється може нагнітатися вода й інші добавки з метою поочищення порожнин 22 для підготовки до установвторного обводнювання вугільного шару 15 для ки зануреного експлуатаційного устаткування. Розниження рівня запиленості, підвищення ефективзширені порожнини 22 можуть бути звільнені від ності видобутку вугілля і якості продукції, що видоводи шляхом нагнітання стиснутого повітря в пербувається. шу, другу і третю свердловину 12 чи за допомогою Якщо не потрібно проведення робіт по додатіншого прийнятного технологічного процесу. На ковій підготовці вугільного шару 15 до розробки, етапі 532 у першій, другій і третій свердловинах 12 здійснюється перехід від етапу 542 до етапу 546, монтується виробниче устаткування. Виробниче на якому відбувається розробка вугільного шару устаткування може включати штанговий насос, що 15. Видобуток вугілля з вугільного шару 15 привеопускається в розширені порожнини 22 для видаде до розтріскування й обвалення покрівлі вироблення води з вугільного шару 15. Відкачка води лення у вироблений простір, що утворився в проприводить до падіння тиску у вугільному шарі, у цесі видобутку. Обвалення покрівлі вироблення результаті чого забезпечується вивільнення метаприводить до накопичування газу у виробленому ну з породи і його відкачка з міжтрубного простору просторі, видобуток якого можна робити на етапі першої, другої і третьої свердловин 12. 548 через першу, другу і третю свердловини 12. На етапі 534 здійснюється відкачка на поверхВідповідно, для видобутку газу з виробленого проню води, що надходить з мереж дренажних свердстору вугільного шару 15 не буде потрібно провеловин у розширені порожнини 22. При необхідності дення додаткових бурових робіт. Етап 548 веде до воду можна відкачувати постійно чи періодично з завершення процесу, протягом якого вироблялася метою її видалення з порожнин 22. На етапі 536 на ефективна дегазація вугільного шару 15 з поверхповерхні 14 здійснюється постійний збір метану, ні. Спосіб забезпечує взаємовигідний зв'язок із що вивільнився з вугільного шару 15. шахтою, тобто видалення небажаного газу до розДалі, на етапі ухвалення рішення 538 визначаробки і повторне обводнення вугілля до його виється доцільність завершення видобутку газу з добутку. вугільного шару 15. В одному прикладі здійснення Хоча дійсний винахід описаний на декількох видобуток газу може бути завершений після того, прикладах його здійснення, однак, фахівцям даної як витрати зі збору газу стануть перевищувати області техніки можуть бути запропоновані чисдоходи, що одержані від експлуатації свердловиленні зміни і модифікації. Такі зміни і модифікації, ни. В іншому прикладі здійснення видобуток газу зі обумовлені формулою винаходу, знаходяться в свердловини може продовжуватися до того момемежах даного винаходу. 27 76446 28 29 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 76446 Підписне 30 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601