Спосіб управління гідроімпульсною дією на вугільний пласт

Реферат: Спосіб управління гідроімпульсною дією на вугільний пласт включає нагнітання рідини в порожнину свердловини у вугільному пласті через герметизатор свердловини та пристрій гідроімпульсної дії на вугільний пласт. З нагнітанням рідини в порожнину свердловини відбирають з неї частину рідини, регулюють її витрату і створюють після пристрою гідроімпульсної дії підпірний тиск. UA 67767 U (12) UA 67767 U UA 67767 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої галузі й може бути використана в технологічних процесах гідроімпульсного впливу на вугільні пласти через шпури або свердловини при проведенні заходів щодо запобігання раптовим викидам вугілля й газу у вироблений простір, гірським ударам, підвищеному газовиділенню в гірничі виробки й зниження пилоутворення при видобутку вугілля. Відомі способи та пристрої для високонапірного нагнітання рідини у вугільні пласти при проведенні регіональних і локальних способів запобігання газодинамічним явищам (ГДЯ) [1, 2]. Однак, як показує практика проведення гірничих робіт, при наявності пластів і пропластків вугілля з низькими фільтраційними властивостями, застосовувані пристрої статичного нагнітання рідини не забезпечують рівномірну обробку вугільного пласту по всій його потужності. Це призводить до формування зон привантаження та прояву ГДЯ у вибої виробки після проведення заходів. Для їх усунення необхідне проведення додаткових робіт, що призводить до подорожчання заходів. Крім цього, мають місце випадки провокування ГДЯ у процесі гідровпливу на викидонебезпечні пласти. Якісно нового рівня ефективності попереднього зволоження можна досягти гідроімпульсним нагнітанням рідини у вугільний пласт. У роботах [3, 4, 5] показано, що це дозволяє рівномірно нагнітати у пласт в'язкі рідини, що при статичному нагнітанні неможливо. Найближчим аналогом є спосіб, який здійснює пристрій для гідроімпульсного впливу на вугільний пласт [6], що включає нагнітання рідини в порожнину свердловини у вугільному пласті через герметизатор свердловини та пристрій гідроімпульсної дії на вугільний пласт, що має вигляд кавітуючої трубки Вентурі. Явище активної кавітації в трубці Вентурі виникає при досягненні визначеної різниці тисків рідини на вході в трубку і на виході з неї. Для кожного вугільного пласта повинна бути своя різниця вхідного і вихідного тисків у трубці Вентурі. Тиск рідини на вході в трубку визначається її конструктивними параметрами і управляти ним можна за допомогою високонапірної насосної установки, а тиск рідини на виході з трубки - фільтраційними властивостями вугільного пласта, а управляти ними не представляється можливим. Відзначене є основним недоліком прототипу в частині застосування його з метою боротьби з ГДЯ у вугільних пластах В основу корисної моделі поставлена задача - створити спосіб гідроімпульсної дії на вугільний пласт, у якому реалізується режим підтримки (управління) визначеної різниці тисків рідини на вході в трубку Вентурі і на виході з неї, шляхом регулювання відбору рідини з порожнини свердловини після трубки Вентурі. Поставлена задача вирішується тим, що в способі гідроімпульсної дії на вугільний пласт при нагнітанні рідини в порожнину свердловини у вугільному пласті через герметизатор свердловини та пристрій гідроімпульсної дії на вугільний пласт, що має вигляд кавітуючої трубки Вентурі, одночасно з нагнітанням рідини в порожнину свердловини відбирають з неї частину рідини, регулюють її витрату і створюють після пристрою гідроімпульсної дії підпірний тиск, при якому пристрій працює в раціональному режимі активної кавітації. Раціональний режим активної кавітації пристрою гідроімпульсної дії визначають по максимальному рівню шуму, який він створює в масиві вугільного пласта, заміряного шумоміром. Завдяки такій сукупності істотних і відмітних ознак, забезпечується управління підпірним тиском пристрою і досягнення визначеної різниці тисків рідини на вході в трубку Вентурі і на виході з неї. У сукупності по своїх відмітних ознаках спосіб управління гідроімпульсною дією на вугільний пласт, перетворюючи високо напірну статичну течію рідини в дискретно-імпульсну, забезпечує технічний результат - передачу руйнівної здатності імпульсів тиску вугільному пласту у фільтруючій частині свердловини в діапазоні раціонального тиску підпору. Під впливом високочастотної гідроімпульсної вібрації рідина, що нагнітається під тиском у пласт, по різнонахило зростаючих тріщинах зсуву у вугільний пласт по всій його потужності й формує рівномірно зволожену й дегазовану колекторну зону. Спосіб, що заявляється, здійснюють наступним чином. У вугільному пласті бурять дві свердловини, які пересікаються у глибині пласта. В одну з них до їх пересікання розміщують герметизатор свердловини з закріпленим на передньому його кінці пристроєм гідроімпульсної дії у вигляді кавітаційної трубки Вентурі, на задньому - штуцером для подачі рідини у вугільний пласт. У другу свердловину також розміщують герметизатор свердловини з закріпленим на задньому його кінці краном для регулювання випуском рідини з порожнини за пересіканням свердловин. Потім подають рідину у першу свердловину через штуцер, герметизатор та пристрій гідроімпульсної дії, що має вигляд кавітуючої трубки Вентурі, а кран на задньому кінці герметизатора у другій свердловині перекривають. Спереду пристрою порожнина свердловини 1 UA 67767 U 5 10 15 20 25 наповнюється рідиною і починає рости її тиск, який утворює підпір пристрою для його запуску в раціональний режим активної кавітації. При досягненні максимального рівня шуму від пристрою гідроімпульсної дії у вугільному пласту по шумоміру, через 60 секунд, коли рівень шуму почне спадати, частково відкривають кран, і випуском рідини з порожнини за пересіканням свердловин піддержують шум на максимальному рівні. Джерела інформації. 1. Правила ведення гірничих робіт на пластах, схильних до газодинамічних явищ / Стандарт Мінвуглепрому України СОУ 10.1.00174088-2005. - Київ: Мінвуглепром України. - 2005. - 225 с 2. Авторское свидетельство СССР № 1104301, МКИ Ε21F 7/00. Бюл. № 27, 1984 г. Герметизатор скважины. 3. Васильев Л.М. Развитие трещин в угольном массиве при импульсном нагнетании в него жидкости // Механика и разрушение горных пород. - К.: Наукова думка, 1993. - С. 60-65. 4. Васильєв Л.М., Демченко B.C., Родин А.В. Импульсная насосная установка. - Сб. науч. трудов «Геотехническая механика», вып. № 29. - Днепропетровск, 2001. - С. 3-8. 5. Авторское свидетельство СССР №1034453, МКИ Е21Р 5/02, 1981, Устройство для импульсного нагнетания воды в угольный пласт / А.В. Родин, Л.М. Васильев, В.В. Пилипенко, В.А. Задонцев, В.А. Дрозд, И.К. Манько и В.И. Бандурин. Опубл. 1983. Бюл. №29. 6. Патент на винахід. Україна UA № 87038 МПК Ε21F 5/02 Бюл. № 11, 2009 p. (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб управління гідроімпульсною дією на вугільний пласт, який включає нагнітання рідини в порожнину свердловини у вугільному пласті через герметизатор свердловини та пристрій гідроімпульсної дії на вугільний пласт, що має вигляд кавітуючої трубки Вентурі, який відрізняється тим, що одночасно з нагнітанням рідини в порожнину свердловини відбирають з неї частину рідини, регулюють її витрату і створюють після пристрою гідроімпульсної дії підпірний тиск, при якому пристрій працює в раціональному режимі активної кавітації. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2