Пристрій для здійснення ударно-розвантажувальної дії на продуктивний гірничий масив

Пристрій для здійснення ударнорозвантажувальної дії на продуктивний гірничий масив, який включає свердловину з обсадною колоною труб та устьову арматуру, який відрізняється тим, що устьова арматура складається з гідравлічного насоса або компресора високого тиску, гідравлічного або пневматичного акумулятора високого тиску, двох швидкодіючих засувок високого тиску, гідравлічного привода засувок у вигляді гідроциліндра або соленоїда подвійної дії, масляного насоса або електропускової апаратури та гідравлічного або електричного пульта керування засувками. (19) (21) u200905718 (22) 04.06.2009 (24) 26.10.2009 (46) 26.10.2009, Бюл.№ 20, 2009 р. (72) БУЛАТ АНАТОЛІЙ ФЕДОРОВИЧ, ЖИТЛЬОНОК ДМИТРО МОЙСЕЙОВИЧ, СОФІЙСЬКИЙ КОСТЯНТИН КОСТЯНТИНОВИЧ, АНГЕЛОВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ, БАРАДУЛІН ЄВГЕН ГРИГОРОВИЧ, НЕЧИТАЙЛО ВАЛЕРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ГЕОТЕХНІЧНОЇ МЕХАНІКИ ІМ. М.С. ПОЛЯКОВА НАН УКРАЇНИ 3 свердловину з обсадною колоною труб та устьову арматуру, стосовно корисної моделі, устьова арматура складається з гідравлічного насоса або компресора високого тиску, гідравлічного або пневматичного акумулятора високого тиску, двох швидкодіючих засувок високого тиску, гідравлічного привода засувок у вигляді гідроциліндра або соленоїда подвійної дії, масляного насоса або електропускової апаратури та гідравлічного або електричного пульта керування засувками. Застосування у пристрої при повсталих свердловинах насоса і гідравлічного акумулятора високого тиску, а при похилих свердловинах - компресора і пневматичного акумулятора високого тиску а також швидкодіючих засувок високого тиску забезпечує ефективну роботу пристрою з рідиною, яка вміщує тверді частки, створення ударного і розвантажувального імпульсів енергоносія у свердловині. Склад системи керування швидкодіючими засувками з масляним насосом, гідравлічним циліндром подвійної дії і гідравлічним пультом керування або з електропусковою апаратурою, соленоїдом подвійної дії і електричним пультом керування дозволяє широке використання пристрою в різних гірничогеологічних та гірничотехнічних умовах видобування корисних копалин. Пристрій для здійснення способу ударнорозвантажувальної дії на продуктивний гірничий масив (Фіг.) застосовують наступним чином. До обсадної труби 1 монтують засувки 2 та 3, які оснащують гідроциліндрами або соленоїдами 4, насосною установкою або компресором та насосною установкою 5, рідинним або пневматичним акумулятором високого тиску 6, гідравлічним масляним насосом або електрону сковою апаратурою 7 та гідравлічним або електричним пультом керування 8. Ударно-розвантажувальну дію на продуктивний гірничий масив здійснюють шляхом створення високого тиску подачею рідини насосом або стиснутого газу компресором 5 до рідинного або пневматичного акумулятора високого тиску 6 при закритих засувках 2, 3 та наступного скиду високого тиску з акумулятора 6 "миттєвим" відкриттям засувки 2 при закритій засувці 3, а через інтервал часу проходу ударної хвилі по свердловині до продуктивного гірничого масиву, закриттям засувки 2 і відкриттям засувки 3. Цикл ударнорозвантажувальної дії повторюють до тих пір поки не буде досягнуто заданий ефект інтенсифікації приливу флюїду у свердловину і по ремонту свердловини. Приклад конкретного застосування пристрою. В умовах шахти ім. Ф.Є.Дзержинського ПО "Дзержинськвугілля" при проведенні профілактичних робіт по зниженню проявів газодинамічних явищ і дегазації гірського масиву у нижній частини B молоткової лави вугільного пласта l 7 дільниці №66 проведено експериментальні роботи по перевірці пристрою на підземних повсталих свердловинах. При проведенні профілактичних робіт на цій ділянці застосовувався нормативний спосіб обро 45173 4 бки гірничого масиву гідродинамічною дією через повсталі свердловини. Але при розташуванні свердловин у сильно тріщинуватих породах герметизація свердловини інколи не витримувала довготривалого високого тиску рідини при проведенні гідродинамічної дії і обробка масиву зривалась, а радіус ефективності цього способу складав 5-10 метрів. Для подолання цих недоліків було прийнято рішення провести експериментальні роботи по перевірці пристрою на свердловинах №9 і № 10. Було змонтовано на штреці пристрій, який підключено до обсадної труби свердловини. Після цього насосом створювався тиск у гідроакумуляторі до 7,0МПа, після чого відкривалась засувка, яка змонтована за гідроакумулятором і вода з ударним ефектом по свердловині заповненій водою надходила до вугільного пласта на протязі 1-2 хвилин при закритій засувці скиду тиску у свердловині, після чого засувка подачі ударного імпульсу закривалась, а засувка скиду тиску відкривалась чим створювався імпульс розвантаження свердловини і гірничого масиву від тиску. Після другого циклу дії із свердловини починали виходити разом із водою газ та вугілля. Було виконано на кожну свердловину п'ятнадцять циклів дії на протязі трьох годин, видобуто по дві тони вугілля, радіус ефективності досягав 20-30м. В умовах шахти ім. О.Ф. Засядька проведено експериментальні роботи по перевірці пристрою на поверхневих дегазаційних свердловинах № Щ1355, яка пробурена для дегазації 17 західної лави пласта m3 та №МС-598 - для дегазації 18 східної лави пласта m3. Інтенсифікація припливу газу на попередніх свердловинах на шахті створювалась пнемо гідродинамічною дією на продуктивний гірничий масив. Але для створення високого тиску повітря у просторі свердловини компресором необхідно було багато часу тому, що були великі витіки повітря через погану герметизацію свердловини. На обробку однієї свердловини витрачалось від 2-х тижнів до місяця, а для створення одного циклу дії від 2 до 4 годин. На свердловинах № Щ-135 і № МС-598 було змонтовано пристрій у складі компресорної установки, водяного насосу, масляного насосу, пневматичного акумулятора, двох засувок високого тиску з соленоїдами подвійної дії, електропускової апаратури та електричного пульту керування. Свердловину водяним насосом заповнювали до продуктивного горизонту від забою свердловини на 300м, а решта порожнини була заповнена повітрям. Пристрій засувками підключали до обсадної труби, компресором стисле повітря подавали до пневматичного акумулятору високого тиску, у якому створювали тиск до 20МПа за 30 хвилин, після чого відкривали засувку, яка змонтована за пневмоакумулятором і стисле повітря з ударним ефектом по свердловині доходило до дзеркала води і далі ударна хвиля по воді діяли на продуктивний присвердловинний інтервал гірничого масиву. Через дві хвилини закривали засувку подачі ударного імпульсу, а відкривали засувку скиду тиску у свердловині. Через дві хвилини засувку 5 45173 скиду тиску закривали знову і створювали тиск у пневмоакумуляторі 20МПа. Таким чином на свердловині № Щ-1355 було зроблено 9 циклів, після чого із свердловини почав виходити метан з концентрацією 70%. Свердловину закрили для набору тиску газу, а через дві доби тиск газу досяг 1,5МПа і свердловину підключили до дегазаційної мережі. Сукупний час на обробку свердловини склав 12 робочих годин. Свердловина у робочому стані з 3 2006 року з середнім дебітом 5000м за добу у перерахунку на 100% метан. При обробці свердловини №МС-598 було зроблено 20 циклів, а через 2 доби після набору тиску до 2,3МПа свердловину підключили до дегазаційної мережі. На Комп’ютерна верстка О. Рябко 6 протязі року роботи, і на цей час, середній дебіт свердловин у перерахунку на 100% метан складає 17000м3 на добу. В результаті проведених робіт було видобуто 3 більше 6млн. м метану, який використано для заправки шахтного автотранспорту, в шахтній котельні та на когенераційній станції для вироблення електричної енергії. Джерела інформації: 1. Патент України №19956, кл. Е21С45/00, Е21F5/00. - 25.12.97. - Бюл. №6. 2. Патент РФ №2325504, кл. Е21В28/00, Е21В43/25, 25.07.2005. Бюл. №1. Підписне Тираж 28 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