Пристрй для визначення газоносності вугільних пластів

Пристрій для визначення газоносності вугільних пластів, що містить рухомий буровий шток з різцем і герметизатор з надувною герметизуючою гумовою порожниною, обмеженою двома фланцями, на одному з яких укріплені стакан для відбору бурового дріб'язку і втулка з гумовим зворотним клапаном, а на іншому змонтований різьбовий стопор (19) (21) u200908081 (22) 31.07.2009 (24) 11.01.2010 (46) 11.01.2010, Бюл.№ 1, 2010 р. (72) АНЦИФЕРОВ АНДРІЙ ВАДИМОВИЧ, ГАЛЕМСЬКИЙ ПАВЛО В'ЯЧЕСЛАВОВИЧ, КАНІН ВОЛОДИМИР ОЛЕКСІЙОВИЧ, ХОДИРЄВ ЕВГЕН ДМИТРОВИЧ (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВОДОСЛІДНИЙ ТА ПРОЕКТНОКОНСТРУКТОРСЬКИЙ ІНСТИТУТ ГІРНИЧОЇ ГЕО 3 46989 4 вого ставу (більше 3 м), що складається з окреде К1К2К3 - емпіричні коефіцієнти, що врахомих штанг завдовжки кожна по 1,5 м, які з'єднувують, відповідно, напружений стан пласта (катеються втулками з різьбленням, зростає під час горія ударонебезпеки), діаметр свердловини і буріння по вугіллю амплітуда їх поперечних колипотужність вугільного пласта. вань, що часто призводять до руйнування стінок На ділянках вугільних пластів, що знаходятьсвердловин і збільшення їх діаметра. Це сприяє ся в гранично-напруженому стані (І категорія удазбільшенню газовиділення з розвантаженої зони ронебезпеки) відповідно до [4] К1=2, при діаметрі вугільного масиву і не дозволяє точно визначати свердловини 42±2 мм К2≈0,5, при потужності вугіпитому газоносність вугільного пласта при невільних пластів, що розробляються в Донбасі, домості меж вугільного масиву, що дегазується. m=0,9-1,4 м К3=0,9. Враховуючи вищевикладені недоліки приМаксимально можливе значення радіусу розстроїв [1,2, 3], слід вважати, що в даний час не вантаження Rp свердловини на відстані 3,5 м від існує досить точного і простого в застосуванні її вибою складе пристрою для визначення газоносності вугільних Rp=0,5 С≈0,5∙0,9=0,45 м. пластів. Враховуючи відомі геомеханічні закономірноУ основу корисної моделі поставлено засті прояву розвантажувальної дії буріння свердвдання створення пристрою для визначення галовин у вугільному масиві, доцільно за допомозоносності вугільних пластів, в якому за рахунок гою пропонованого пристрою формувати монтажу на герметизаторі стакана для відбору вимірювальну камеру шляхом добурювання свебурового дріб’язку і втулки з гумовим зворотним рдловини на певну довжину необхідних розмірів, клапаном і стопором для подачі бурового робочонаприклад, не більше 35 см. го штока з різцем на вибій свердловини, досягаПри довжині вимірювальної камери 35 см рається технічний результат - спрощення конструкдіус розвантаження свердловини змінюватиметьції і підвищення її надійності, одержання ся від нульового значення в її зупиненому вибої репрезентативних результатів визначення газодо величини носності вугільних пластів, що розробляються на 0,45 Rp 0,35 0,045 м вугільних шахтах. 3,50 . Поставлене завдання вирішується тим, що Практично вугілля в цій зоні розвантаження з пристрій для визначення газоносності вугільних радіусом не більше 5 см під час буріння свердлопластів, згідно з корисною моделлю, містить рувин обсипатиметься, доповнюючи обсяг бурового хомий буровий шток з різцем і герметизатор з дріб’язку, використовуваний для визначення ганадувною герметизуючою гумовою порожниною, зоносності пласта. обмеженою двома фланцями, на одному з яких Пропонований пристрій (креслення) містить укріплені стакан для відбору бурового дріб’язку і герметизатор, що є металевою трубою (1) з жорвтулка з гумовим зворотним клапаном, а на інстко закріпленими на її кінцях фланцями (2, 3), в шому змонтований різьбовий стопор. яких є отвори для рухомого бурового штока (4) з Для наукового обгрунтування ухвалених рірізцем (5) і для металевих трубок: пневматичної шень по вибору місця розташування пристрою у (6) - для закачування стислого повітря в гумову свердловині використані результати експерименгерметизуючу порожнину (7), закріплену хомутатальних досліджень про характер розподілу нами (8) біля фланців, і газовідвідної (9) - для виміпружень під час буріння свердловин по вугіллю рювання об'єму газу, що виділився з бурового [4]. дріб’язку. До ближче розташованого до вибою Відомо, що процес розвантаження вугільного свердловини фланцю (2) жорстко прикріплені масиву під час буріння свердловини починається опорна металева втулка (10) з гумовим зворотвід її вибою і поступово зростає у бік її устя, досяним клапаном (11) для рухомого бурового штока і гаючи на деякій відстані n максимальних значень, металевий стакан для збирання вугільного бурощо стабілізувалися. Значення n використовується вого дріб’язку (12). На фланці (3) розташований на практиці для встановлення незнижуваного різьбовий стопор (13), за допомогою якого фіксувипередження розвантажувальних свердловин, ється буровий шток при установці пристрою у розбурюваних для запобігання газодинамічним вибій пробуреної свердловини. явищам. Так, наприклад, в Донбасі для пластів, У порівнянні із ЗГ-1 [1] і герметизатором дещо розробляються, потужністю т = 0,9 - 1,4 м негазаційної свердловини [2] герметизатор пропознижуване випередження, згідно з вимогами [4], нованого пристрою відрізняється наявністю меповинне складати не менше 3,5 м. талевої втулки з гумовим зворотним клапаном і На цій відстані 3,5 м від вибою свердловини рухомим буровим штоком, що проходить крізь радіус її розвантажувальної дії досягає максиманього, а також стаканом для збирання вугільного льних значень і складає величину Rp, яка визнабурового дріб’язку і стопорним пристроєм. чається формулою У порівнянні із пристроєм для визначення гаRp=0,5 C, (1) зоносності [3] передбачуваний пристрій відрізняде С - ширина зони пружних деформацій у ється тим, що замість корпусу з гумовим пакером, вугільному масиві між двома паралельно пробупризначеним для герметизації устя свердловини, реними свердловинами, м. і пристрою для герметизації штанги, що включає Величину С, відповідно до методики [4], викорпус і циліндричну оболонку, заповнену еласзначають, використовуючи формулу тичним матеріалом, на герметизаторі встановлеС=К1К2К3, (2) ні стакан для забору бурового дріб’язку і метале 5 46989 6 ва втулка з гумовим зворотним клапаном, яка конструкції, що дозволяє герметизувати свердлодозволяє через неї і герметизатор здійснювати вину на мінімально близькій відстані до її вибою, буріння свердловин із створенням вимірювальної здійснювати її буріння до створення вимірювалькамери необхідного розміру в привибійній частині ної камери необхідної довжини й одержувати свердловини у нерозвантаженій зоні вугільного більш репрезентативні значення питомої газономасиву, з якого виключається приплив газу. сності вугільних пластів. Запропонований приТаким чином, пристрій, що заявляється, відстрій може бути використаний на вугільних шахповідає критерію «новизна». тах, що розробляють газоносні пласти, у тому Пристрій працює таким чином. Сполучають числі схильні до газодинамічних явищ. робочий шток (4) пристрою за допомогою гвинтоДжерела інформації вої втулки (14) з робочою штангою бурового ін1. Ольховиченко, А.Е. Прогноз выбросоопасструменту (15) і потім з використанням різьбового ности угольных пластов /А.Е. Ольховиченко. - М.: стопора (13) поміщають пристрій в пробурену Недра, 1982. – С.186-189. свердловину на відстані 10 см від її вибою, далі 2. А. с. 67642 Россия, МПК E21F 7/00, Е21В стислим повітрям надувають герметизуючу гумо33/12 (2006.01). Герметизатор дегазационной ву порожнину, підключають газовимірювач до скважины /Тациенко В.П., Махраков И.В., Винокуметалевої трубки пристрою і, звільнивши шток (4) ров Г.Ф. (Россия). - 2007123978/22; заявл. із стопора (13) обертанням, провадять буріння 25.06.2007; опубл. 27.10.2007, Бюл. №30. свердловини на глибину 25 -30 см. При цьому 3. Методика определения природной газонозаміряють об'єм газу, що виділився з бурового сности угольных пластов действующих и строядріб’язку, забирають його в стакан пристрою і щихся шахт Донбасса. - Утв. Управлением техниразом з ним, після випуску стислого повітря з ки безопасности и промсанитарии Минуглепрома герметизуючої порожнини, виймають із свердлоСССР 21.11.1979. - Макеевка - Донбасс: изд. Мавини. Буровий дрібняк поміщають в спеціальну кНИИ, 1981. С.40-42. герметичну колбу для визначення залишкової 4. Правила ведення гірничих робіт на пласгазоносності вугілля в лабораторних умовах. тах, схильних до газодинамічних явищ: СОУ Пропонований пристрій забезпечує визна10.1.00174088.011-2005. - Прийнято Мінвуглечення газоносності вугільних пластів з підвищенпромом України 30.12.2005. - Вид. офіційне. - К.: ням надійності пристрою за рахунок спрощення Мінвуглепром України, 2005. - 462с. Комп’ютерна верстка І.Скворцова 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