×
02.05.2019
219.017.4853

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ БЛОКИРОВКИ И УВЕЛИЧЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ДЛЯ СКВАЖИН МЕТАНА УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002686742
Дата охранного документа
30.04.2019
Аннотация: Способ устранения блокировки и увеличения газопроницаемости для скважин метана угольных пластов под воздействием электрических импульсов применим для высокоэффективной эксплуатации скважин метана угольных пластов. Способ устранения блокировки и увеличения газопроницаемости включает: построение ствола скважины метана угольных пластов с положительным электродом и ствола скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом от земли до угольного пласта; при падении выхода газа, когда трещины в угольном пласте постепенно закрываются или блокируются гранулированными примесями при извлечении метана угольных пластов после гидроразрыва, введение проводящего ионного раствора в ствол скважины метана угольных пластов с положительным электродом для заполнения угольного пласта между стволом скважины метана угольных пластов с положительным электродом и стволом скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом проводящим ионным раствором; размещение положительного электрода и отрицательного электрода по направлению вниз к заданным участкам увеличения газопроницаемости угольного пласта в стволе скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом соответственно; и разрыв под воздействием разряда высоковольтных электрических импульсов угольного пласта, заполненного проводящим плазменным раствором, между положительным электродом и отрицательным электродом, причем ударные волны, генерируемые из большого количества энергии, воздействуют на угольный пласт, чтобы вызвать повторное открывание и распространение закрытых трещин в угольном пласте и удаление гранул, блокирующих трещины, так что эффективно увеличивается количество трещин в угольном пласте и улучшается связность трещин. Технический результат заключается в повышении эффективности способа. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу устранения блокировки и увеличения газопроницаемости под воздействием электрических импульсов и, в частности, к способу устранения блокировки и увеличения газопроницаемости под воздействием электрических импульсов, который применим для скважин метана угольных пластов с низкой газопроницаемостью.

Описание предшествующего уровня техники

Метан угольных пластов в качестве вида чистой энергии имеет огромный потенциал для эксплуатации. Однако большинство угольных пластов в Китае характеризуются низкой газопроницаемостью. Существование таких проблем, как низкая газопроницаемость, низкая эффективность эксплуатации и высокая стоимость эксплуатации угольных пластов, серьезно ограничивает эксплуатацию и использование метана угольных пластов в Китае. Гидроразрыв является наиболее часто используемым техническим средством в существующей эксплуатации метана угольных пластов. Однако традиционная технология гидроразрыва обеспечивает небольшое количество трещин в угольном пласте, и эти трещины распространяются в небольшом диапазоне. Следовательно, общий эффект разрыва не является желательным, что в результате приводит к низкому выходу метана угольных пластов. Между тем, трещины в угольном пласте постепенно закрываются или блокируются гранулированными примесями при извлечении метана угольных пластов, и тем самым эффективность извлечения метана угольных пластов еще больше снижается.

В последние годы быстро развиваются технологии мощных электрических импульсов, а в Китае проводятся некоторые исследования по способам увеличения газопроницаемости резервуаров с использованием технологий мощных электрических импульсов. Например, в патентной публикации № CN104061014A с названием «Method for Increasing Yield of Coalbed Methane Wells by Using High-Power Electric Detonation Assisted Hydrofracturing» разрядный электрод питается от источника высоковольтных импульсов и разрывает водную среду с образованием ударных волн в воде, и эти ударные волны воздействуют на окружающий угольный остов, чтобы вызвать трещины в нем. Однако перемещаясь в форме сферических волн, ударные волны быстро затухают, что приводит в результате к высокому потреблению энергии и низкой эффективности. Способ обеспечивает небольшой эффективный диапазон разрыва. Существующие способы увеличения газопроницаемости для угольных пластов под воздействием электрических импульсов имеют такие проблемы, как высокие риски из-за чрезмерно высокого напряжения импульсов, высокое энергопотребление ударных волн, небольшой диапазон разрыва и низкая эффективность.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая задача: целью настоящего изобретения является устранение недостатков предшествующего уровня техники и обеспечение способа устранения блокировки и увеличения газопроницаемости для скважин метана угольных пластов под воздействием электрических импульсов, который является простым, способен устранить блокировку угольного пласта, имеет низкое энергопотребление и высокую эффективность.

Техническое решение: способ устранения блокировки и увеличения газопроницаемости для скважин метана угольных пластов под воздействием электрических импульсов согласно настоящему изобретению включает следующие этапы:

a. построение ствола скважины метана угольных пластов с положительным электродом и ствола скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом от земли до угольного пласта, осуществление гидроразрыва в стволе скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом согласно традиционным технологиям и выполнение извлечения метана угольных пластов в стволе скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом после завершения гидроразрыва;

b. при падении выхода газа после трех месяцев извлечения метана угольных пластов в стволе скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом помещение насосной станции с проводящим ионным раствором возле ствола скважины метана угольных пластов с положительным электродом и помещение в стволе скважины метана угольных пластов с положительным электродом трубопровода для транспортировки проводящего ионного раствора, соединенного с насосной станцией с проводящим ионным раствором, введение высоковольтного проводящего ионного раствора в ствол скважины метана угольных пластов с положительным электродом через насосную станцию с проводящим ионным раствором, при обнаружении проводящего ионного раствора в стволе скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом прекращение введения высоковольтного проводящего ионного раствора в ствол скважины метана угольных пластов с положительным электродом, помещение буровых вышек в отверстии двух стволов скважин и помещение сбалансированной опоры между двумя стволами скважин;

c. размещение при помощи буровой вышки платформы, установленной с положительным электродом и генератором высоковольтных электрических импульсов, по направлению вниз к заданному участку увеличения газопроницаемости угольного пласта в стволе скважины метана угольных пластов с положительным электродом и размещение при помощи буровой вышки платформы, установленной с отрицательным электродом, по направлению вниз к заданному участку увеличения газопроницаемости угольного пласта в стволе скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом;

d. регулировка при помощи сбалансированной опоры положений платформ в стволе скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом, так что положительный электрод и отрицательный электрод, установленные на платформах в двух стволах скважин, находятся в тесном контакте со стенками стволов скважин, соответственно, и положительный электрод и отрицательный электрод расположены напротив друг друга на одном и том же уровне;

e. включение высоковольтного источника питания для заряда генератора высоковольтных импульсов через кабель, причем при достижении установленного напряжения разряда генератор высоковольтных импульсов подает электричество в угольный пласт между положительным электродом и отрицательным электродом, так что закрытые трещины в угольном пласте снова открываются и распространяются под воздействием ударных волн, вызванных разрядом, при этом ударные волны также оказывают сдвиговое воздействие на пористую среду угольного пласта, а глинистые связующие на поверхности угольных частиц отделяются, тем самым устраняя блокировку в угольном пласте;

f. после нескольких разрядов выключение высоковольтного источника питания, удаление платформы, установленной с положительным электродом и генератором высоковольтных импульсов, из ствола скважины метана угольных пластов с положительным электродом, удаление платформы, установленной с отрицательным электродом, из ствола скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом и продолжение выполнения извлечения метана угольных пластов в стволе скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом; и

g. при падении выхода при извлечении метана угольных пластов повторение этапов c-f для осуществления подачи электрических импульсов и извлечения метана угольных пластов несколько раз.

Частота разряда генератора высоковольтных импульсов составляет 10–60 Гц, а диапазон напряжения находится в пределах 300–9000 кВ.

Расстояние между стволом скважины метана угольных пластов с положительным электродом и стволом скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом составляет 200–1500 м.

Насосная станция с проводящим ионным раствором выполнена с возможностью выдачи высоковольтного проводящего ионного раствора в пределах диапазона давления 30–300 МПа.

Количество разрядов составляет 15–100.

Преимущественные эффекты. Настоящее изобретение применимо для высокоэффективной эксплуатации скважин метана угольных пластов. Угольный пласт, заполненный проводящим плазменным раствором между положительным электродом и отрицательным электродом, разрушается под воздействием разряда высоковольтных электрических импульсов. Ударные волны, генерируемые из большого количества энергии, воздействуют на угольный пласт, чтобы вызвать повторное открывание и распространение закрытых трещин в угольном пласте и удаление гранул, блокирующих трещины, так что эффективно увеличивается количество трещин в угольном пласте и улучшается связность трещин. Извлечение метана угольных пластов выполняют на основе гидроразрыва. При падении выхода при извлечении добавляют проводящий плазменный раствор, угольный пласт, заполненный проводящим плазменным раствором между положительным электродом и отрицательным электродом, разрушается под воздействием разряда высоковольтных электрических импульсов, и возникают ударные волны более высокой энергии. Закрытые трещины в угольном пласте снова открываются и распространяются под воздействием ударных волн, при этом ударные волны также оказывают сдвиговое воздействие на пористые среды угольного пласта, а глинистые связующие на поверхности угольных частиц отделяются, тем самым решая проблему блокировки в угольном пласте. Цель устранения блокировки и увеличения газопроницаемости может быть достигнута путем многократного использования импульсов. По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение имеет следующие преимущества.

(1) Исходя из традиционного разрыва, при падении выхода метана угольных пластов угольный пласт разрушается под многократным воздействием электрических импульсов, так что количество трещин в угольном пласте увеличивается и устраняется блокировка в трещинах, чтобы надолго поддерживать высокий выход метана угольных пластов в скважине.

(2) После традиционного разрыва угольный остов разрушается под воздействием электрических импульсов вместо использования большого количества жидкости для гидроразрыва пласта. Следовательно, можно сократить выбросы и загрязнение водных ресурсов, и эта технология особенно применима в районах засухи.

(3) Путем введения проводящего ионного раствора в трещины, образованные традиционным разрывом, можно повысить проводимость угольного пласта, а напряжение пробоя для угольного пласта между положительным электродом и отрицательным электродом уменьшается, так что угольный остов можно разрушить при низком напряжении и стоимость пробоя электрическими импульсами снижается.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 представлена структурная схема системы для устранения блокировки и увеличения газопроницаемости для скважин метана угольных пластов под воздействием электрических импульсов согласно настоящему изобретению.

На чертеже: 1: угольный пласт, 2: ствол скважины метана угольных пластов с положительным электродом, 3: ствол скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом, 4: насосная станция с проводящим ионным раствором, 5: трубопровод для транспортировки проводящего ионного раствора, 6: положительный электрод, 7: отрицательный электрод, 8: генератор высоковольтных электрических импульсов, 9: платформа, 10: буровая вышка, 11: сбалансированная опора, 12: высоковольтный источник питания, 13: кабель.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно описан ниже со ссылкой на прилагаемый чертеж.

Как показано на фиг. 1, способ устранения блокировки и увеличения газопроницаемости для скважин метана угольных пластов под воздействием электрических импульсов согласно настоящему изобретению включает следующие этапы.

Конкретные этапы способа устранения блокировки и увеличения газопроницаемости для скважин метана угольных пластов под воздействием электрических импульсов согласно настоящему изобретению являются следующими:

a. построение двух стволов скважин метана угольных пластов: ствола 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и ствола 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом, от земли до угольного пласта 1, осуществление гидроразрыва в стволе 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом при помощи традиционных технологий, присоединение трубопровода для извлечения метана угольных пластов после завершения гидроразрыва и выполнение извлечения метана угольных пластов в стволе 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и стволе 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом;

b. при падении выхода газа после трех месяцев извлечения метана угольных пластов в стволе 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом помещение насосной станции 4 с проводящим ионным раствором возле ствола 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и помещение в стволе 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом трубопровода 5 для транспортировки проводящего ионного раствора, соединенного с насосной станцией 4 с проводящим ионным раствором, введение высоковольтного проводящего ионного раствора в ствол 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом через насосную станцию 4 с проводящим ионным раствором, при обнаружении проводящего ионного раствора в стволе 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом прекращение введения высоковольтного проводящего ионного раствора в ствол 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом, помещение буровых вышек 10 в отверстии двух стволов скважин и помещение сбалансированной опоры 11 между двумя стволами скважин, при этом расстояние между стволом 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и стволом 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом составляет 200–1500 м, и насосная станция с проводящим ионным раствором выполнена с возможностью выдачи высоковольтного проводящего ионного раствора в пределах диапазона давления 30–300 МПа;

c. размещение при помощи буровой вышки 10 платформы 9, установленной с положительным электродом 6 и генератором 8 высоковольтных электрических импульсов, по направлению вниз к заданному участку увеличения газопроницаемости угольного пласта 1 в стволе 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и размещение при помощи буровой вышки 10 платформы 9, установленной с отрицательным электродом 7, по направлению вниз к заданному участку увеличения газопроницаемости угольного пласта 1 в стволе 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом;

d. регулировка при помощи сбалансированной опоры 11 положений платформ 9 в стволе 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом, так что положительный электрод 6 и отрицательный электрод 7, установленные на платформах 9 в двух стволах скважин, находятся в тесном контакте со стенками стволов скважин, соответственно, и положительный электрод 6 и отрицательный электрод 7 расположены напротив друг друга на одном и том же уровне;

e. включение высоковольтного источника 12 питания для заряда генератора 8 высоковольтных импульсов через кабель 13, причем при достижении установленного напряжения разряда генератор 8 высоковольтных импульсов подает электричество в угольный пласт между положительным электродом 6 и отрицательным электродом 7, так что закрытые трещины в угольном пласте снова открываются и распространяются под воздействием ударных волн, вызванных разрядом, при этом ударные волны также оказывают сдвиговое воздействие на пористую среду угольного пласта, а глинистые связующие на поверхности угольных частиц отделяются, тем самым устраняя блокировку в угольном пласте; при этом частота разряда генератора 8 высоковольтных импульсов составляет 10–60 Гц, а диапазон напряжения находится в пределах 300–9000 кВ;

f. после 15–100 разрядов выключение высоковольтного источника 12 питания, удаление платформы 9 с положительным электродом 6 и генератором 8 высоковольтных импульсов, установленной в стволе 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом, из ствола 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом, удаление платформы 9 с отрицательным электродом 7, установленной в стволе 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом, из ствола 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом и продолжение выполнения извлечения метана угольных пластов в стволе 2 скважины метана угольных пластов с положительным электродом и в стволе 3 скважины метана угольных пластов с отрицательным электродом; и

g. при падении выхода при извлечении метана угольных пластов повторение этапов c-f для осуществления подачи электрических импульсов и извлечения метана угольных пластов несколько раз.


СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ БЛОКИРОВКИ И УВЕЛИЧЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ДЛЯ СКВАЖИН МЕТАНА УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ
СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ БЛОКИРОВКИ И УВЕЛИЧЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ДЛЯ СКВАЖИН МЕТАНА УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 91-100 из 104.
03.06.2020
№220.018.232e

Способ распознавания именованных сущностей в сетевом тексте на основе устранения неоднозначности вероятности в нейронной сети

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является обеспечение распознавания именованных сущностей сетевого текста на основе устранения неоднозначности вероятности в нейронной сети. Раскрыт способ распознавания именованных сущностей сетевого текста на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722571
Дата охранного документа: 01.06.2020
12.06.2020
№220.018.2628

Устройство и способ экспериментального определения давления прорыва газа

Настоящее изобретение раскрывает устройство для экспериментального определения давления прорыва газа и относится к технической области захоронения высокоактивных радиоактивных отходов. Устройство для экспериментального определения давления прорыва газа содержит цилиндрический корпус (6),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723232
Дата охранного документа: 09.06.2020
21.06.2020
№220.018.2959

Система и способ динамического определения и коррекции параметров управления

В настоящем изобретении раскрыта система и способ динамического определения и повторной коррекции параметров управления. Система содержит модуль сбора данных, модуль определения динамической модели в режиме онлайн для приводной системы с постоянным магнитом малой дальности действия, модуль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723827
Дата охранного документа: 17.06.2020
02.08.2020
№220.018.3b34

Буровая установка и пылевсасывающий колпак, а также устройство для удаления пыли для них

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к средствам для удаления пыли с применением буровых установок. Пылевсасывающий колпак содержит конический внешний кожух и цилиндрический внешний кожух, причем верхнее отверстие конического внешнего кожуха совпадает с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728623
Дата охранного документа: 30.07.2020
12.04.2023
№223.018.44f0

Устройство и способ для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения

Раскрыто устройство и способ для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения. Устройство содержит широкополосный источник излучения, группу первых волоконно-оптических циркуляторов, группу вторых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760069
Дата охранного документа: 22.11.2021
12.04.2023
№223.018.4518

Колонный сепаратор и способ на основе минерализационно-флотационной сепарации

Предложенная группа изобретений относится к колонному сепаратору и способу на основе минерализационно-флотационной сепарации, может использоваться для технологии переработки минерального сырья в области флотации. На верхней части бака для перемешивания установлен электродвигатель, вал которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002763871
Дата охранного документа: 11.01.2022
14.05.2023
№223.018.54ab

Многоступенчатый многоцелевой гидравлический нагнетатель с регулируемой скоростью нагнетания

Предоставлен многоступенчатый многоцелевой гидравлический нагнетатель с регулируемой скоростью нагнетания, содержащий часть, представляющую собой многоступенчатую нагнетающую конструкцию, контур гидравлического масла, управляющую часть контура гидравлического масла, контур нагнетаемой текучей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002737073
Дата охранного документа: 24.11.2020
15.05.2023
№223.018.58d4

Сопло для коаксиальной подачи порошка, выполненное с возможностью пневматической регулировки фокуса подачи порошка

Изобретение предназначено для порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении деталей с покрытием из металлических сплавов методом лазерной наплавки с синхронной подачей порошка. Сопло для коаксиальной подачи порошка содержит лазерную головку (1), рукав (3), фокусирующую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760490
Дата охранного документа: 25.11.2021
26.05.2023
№223.018.705e

Двунаправленное противопроскальзывающее устройство в монорельсовом кране на основе внутреннего храпового механизма

Изобретение относится к двунаправленным противопроскальзывающим устройствам в монорельсовом кране на основе внутреннего храпового механизма. Устройство содержит следующий за тележкой стабилизирующий механизм, направляющую и два, передний и задний, комплекта стопорных механизмов с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796175
Дата охранного документа: 17.05.2023
06.06.2023
№223.018.7826

Механическая муфта дождевальной машины барабанного типа и способ ее применения

Изобретение относится к муфтам. Механическая муфта дождевальной машины барабанного типа содержит выходной вал (1) понижающей передачи, втулку (3) с наружными шлицами, фланец (4) с внутренними шлицами, подшипник (5), выходной фланец (6), стопорное кольцо (9), устройство (10) в виде рычага...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002731047
Дата охранного документа: 28.08.2020
Показаны записи 1-3 из 3.
17.04.2019
№219.017.14c6

Способ отделения и использования содержащей уголь породы в забое с содержащей уголь породой

Способ отделения и использования содержащей уголь породы в забое с содержащей уголь породой, применяемый для отделения и использования содержащей уголь породы, получаемой в забое с содержащей уголь породой, при одновременной разработке нескольких угольных пластов с применением очень тонкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684790
Дата охранного документа: 15.04.2019
30.10.2019
№219.017.db9b

Способ динамической подачи воды и заделывания отверстий с помощью смолы с высокой водопоглощающей способностью

Изобретение относится к области изоляции существующих и вновь образуемых трещин вокруг буровой скважины и самой скважины в угольной шахте, опасной по скоплению газа. Технический результат - повышение эффективности изоляционных работ. По способу заделывают два конца участка буровой скважины. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704401
Дата охранного документа: 28.10.2019
02.08.2020
№220.018.3b34

Буровая установка и пылевсасывающий колпак, а также устройство для удаления пыли для них

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к средствам для удаления пыли с применением буровых установок. Пылевсасывающий колпак содержит конический внешний кожух и цилиндрический внешний кожух, причем верхнее отверстие конического внешнего кожуха совпадает с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728623
Дата охранного документа: 30.07.2020
+ добавить свой РИД