Спосіб розкриття й підготовки вугільного пласта до підземної газифікації

Способ вскрытия и подготовки угольного пласта к подземной газификации, включающий бурение вскрывающих вертикально-горизонтальных скважин и розжиг пласта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что вертикально-горизонтальные скважины бурят параллельно с забуриванием концевых участков крайних боковых скважин в районе проектируемой зоны розжига, которую одновременно формируют, продолжая бурение этих участков навстречу друг другу до сообщения всех скважин, затем разжигают угольный пласт путем перемещения подвижного источника воспламенения по одной из центральных вскрывающих скважин в зону розжига. С > Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при разработке полезных ископаемых путем под- ' земной газификации угля, сланца, серы и др. Намболее близким техническим решением является способ вскрытия и подготовки угольных пластов вертикально: горизонтальными скважинами, включающий бурение вскрывающих вертикально-горизонтальных Ькважин и розжиг пласта, при этом вскрытие осуществляют вертикальными (наклонными) розжиговыми и эксплуатационными скважинами, а сбойку этих скважин производят одним из нескольких известных способов, заключающихся в проведении фильтрационной прямо- или обратно-точной сбойкой, электросбойкой или бурением специальных наклонно-направленных скважин, ориентированных перпен дикулярно эксплуатационным скважинам [1]. Известный способ вскрытия и подготовки угольных пластов обладает следующими недостатками. Для вскрытия пластов и сбойки скважин, т.е. каналов газификации (зоны розжига), проводят сеть специальных вертикальных или наклонных скважин. Это громоздкие, трудоемкие операции, которые требуют значительных капитальных затрат и характеризуются отрицательным воздействием на окружающую среду за*счет большого объема буровых работ. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа вскрытия и подготовки угольного пласта к подземной газификации, в котором зону розжига и горения пласта формируют одновременно в процессе бурения вертикально-горизон о со со 10334 тальных скважин, обеспечивают интенсификацию процесса газификации и за счет этого упрощают и удешевляют схему вскрытия и подготовки пласта к эксплуатации, снижают отрицательное влияние на окружающую среду. Поставленная задача решается тем, что в способе оскрытия и подготовки угольного пласта к подземной газификации, включающем бурение вскрывающих вертикально-горизонтальных скважин и розжиг пласта, согласно изобретению вертикально-горизонтальные скважины бурят параллельно с забуриванием концевых участков крайних боковых скважин в районе проектируемой зоны розжига, которую одновременно формируют, продолжая бурение этих участков навстречу друг другу до сообщения всех скважин, затем розжигают угольный пласт путем перемещения подвижного источника воспламенения по одной из центральных вскрывающих скважин в зону розжига. В результате этого улучшается способ вскрытия и подготовки угольного пласта к подземной газификации, в котором зону розжига и горения пласта формируют одновременно в процессе бурения вертикальногоризонтальных скважин, обеспечивают интенсификацию процесса газификации угля и за счет этого упрощают и удешевляют схему вскрытия и подготовки пласта к газификации, снижают трудоемкость работ по бурению и отрицательное влияние на окружающую среду. і Изобретение иллюстрируется схемой, где поверхность земли 1, центральная вертикально-горизонтальная скважина 2, боковые вертикально-горизонтальные скважины 3, зона розжига и горения угля (канал газификации) 4, подвижный источник воспламенения (место розжига) 5, угольный пласт б, бурильный став труб (длинномерный трубопровод) 7. Изобретение осуществляется следующим образом. Угольный пласт 6 вскрывают с поверхности земли 1 центральными вертикальногоризонтальными скважинами 2 (нагнетательные скважины) и боковыми вертикально-горизонтальными скважинами 3 (газоотводящие скважины). В известных способах вскрытия и подготовки пласта к газификации в зону забоев этих скважин бурят вертикальные розжигопые скважины, розжигают пласт раскаленным коксом, который забрасывают в вертикальные скважины и затем осуществляют сбойку скважин, например, фильтрационным способом. В нашем же случае, с ЦЄІІЬЮ упрощения и удешевления схемы вскрытия и подготовки угольного пласта к 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 газификации и исключения отрицательного влияния на окружающую среду бурят только вертикально-горизонтальные скважины. Новизна предлагаемой схемы состоит в том, что концевые участки горизонтальных скважин 4 на заключительном этапе бурят с отклонением от оси навстречу друг другу для их соединения в точке 5 (в зоне будущего размещения подвижного источника воспламенения). На этой основе образуется криволинейный канал газификации (зона розжига и горения) 4. После этого в прямолинейную скважину 2 вводится буровой став труб или длинномерный трубопровод 7, на конце (торце) которого в качестве подвижного источника воспламенения закреплены горелки или плазмотронная трубка 5. Под воздействием вольтовой дуги, образующейся в плазмотроне 5 или пламени горелки производится розжиг пласта в точке 5. Начало процесса подземной газификации угольного пласта 6 осуществляется путем нагнетания дутья в скважину 2, а отвод образующихся газов производится по каналу газификации 4 и газоотводящим скпажинам 3. Силовой кабель плазмотрона прокладывается внутри полости бурильного става труб или длинномерного гибкого трубопровода. На поверхности он соединен с источником питания. Для питания горелки через внутреннюю полость труб подается природный газ. Предлагаемое техническое решение позволяет совместить процесс бурения скважин и их сбойку в один этап работ во времени и пространстве, т.е. на заключительной стадии бурения горизонтальной части скважины сразу же, не останавливая бурения, переходят на образование криволинейного канала газификации 4 в полости пласта. Если подземный газогенератор вскрывается только двумя вертикально-горизонтальными скважинами 2, 3, то одна из них, например, 2, бурится прямолинейной, а другая, например, 3 - е отклонением для создания между ними криволинейного канала газификации 4. При несовпадении отклоняющихся скважин применяют метод перебура скважин на некоторую величину, если и после этого не образовался общий канал газификации, применяется известный метод создания канала с помощью гидро-пневморазрыва. Преимущество данного изобретения по сравнению с прототипом очевидно. Применяя способ вскрытия и подготовки угольного пласта к подземной газификации вертикально-горизонтальными 5 10334 скважинами с отклоняющими концевыми участками горизонтальных частей скважин для создания каналов газификации, можно упростить, удешевить, снизить трудоемкость работ и повысить эффективность под- 5 Упорядник Замовлення 4008 б земной газификации угольных пластов путем интенсификации процесса подземной газификации угля, сокращения количества вертикальных (наклонных) розжиговых скважин. Техред М.Моргентал Коректор О. Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород. вул.Гагаріна