[发明专利]一种煤层气开采装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气利用技术领域，具体为一种煤层气开采装置及方法。

背景技术

煤层气是我国煤田的一种独特资源，其储量极大。煤层气是煤矿的伴生资源，在煤矿开采中，煤层气是具有极大危害性的。我们目前煤矿要求开采时，先进行煤层气抽放，一方面降低煤田中的煤层气含量，另一方面讲煤层气收集起来进行利用，煤层气是极好的燃料。目前煤层气提前抽采的主要途径是地面井抽采。先打井，使井口直达煤层，再通过压裂等技术使煤层里的煤层气释放出，通过井筒收集。如何快速形成一个高质量的井筒是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决煤层气的开采问题，提供了一种煤层气开采装置及方法。

本发明的技术方案是，一种煤层气开采装置，在地面进行钻井，使用钻头，在钻头后连接一个混凝土模具，在井筒中设置了进水管，出水管，混凝土输送管和综合控制电缆，综合控制电缆连接自行走钻头，所述的混凝土模具和钻头之间距离为50-100cm之间，所述的进水管，出水管的管口离钻头之间距离不超过30cm，所述的混凝土输送管穿过混凝土模具，混凝土输送管的出口位于混凝土模具外侧，所述的混凝土模具长度为50cm，所述的进水管连接水泵，出水管连接抽水泵，混凝土输送管连接混凝土泵车。

利用煤层气开采装置的开采方法是将混凝土混合好后，利用泵车将混凝土打入井筒中，工作过程是，钻头向下钻入土层，在钻进过程中，高压水冲刷泥土形成泥浆，抽水管将泥浆不间断抽出，混凝土模具紧贴井壁，随着钻头向下移动，在移动中，混凝土不断注入到模具和井壁之间的缝隙内，混凝土的凝固时间为3-4分钟，钻头向前钻进时，速度控制在每小时3-4米的速度，可以保证了混凝土在模具内基本上凝固，随着模具向下移动，井壁周围形成一圈混凝土井管，这个井管可以使井壁得到固定，防止气体及压裂液漏失，保证了采气的顺利进行。

所述的混凝土配比为：硅酸盐水泥100-120份，颗粒度为1-2mm的细沙300-350份、5-8mm长的不锈钢纤维30-35份，煤矸石煅烧物40-50份，粉煤灰30-40份，石膏粉30-35份，氢氧化铝5-8份，硫酸锌3-5份，煤焦油5-7份，乳胶粉1-2粉，水200-250份。

在地表测试，所述的混凝土初凝时间为不超过3分钟，终凝时间不超过5.5分钟，24小时抗压强度大于15MPA。

本技术方案使用了煤矿的副产物，例如煤矸石，煤层气以及粉煤灰等物质，使煤矿的废物得到利用，对于煤矿转型，提高经济效益具有重要意义。

附图说明

图1为本发明的技术原理图

图中：1-混泥土井筒、2-混凝土模具、3-混凝土输送管、4-出水管、5-进水管、6-综合控制电缆、7-钻头、8-切割刀、9-岩层、10-井壁。

具体实施方式

实施例1、一种煤层气开采方法，在地面进行钻井，使用钻头7，在钻头7后连接一个混凝土模具2，在井筒中设置了进水管5，出水管4，混凝土输送管3和综合控制电缆6，综合控制电缆6连接自行走的钻7头，所述的混凝土模具2和钻头7之间距离为50-100cm之间，所述的进水管5，出水管4的管口离钻头之间距离不超过30cm，所述的混凝土输送管3穿过混凝土模具，混凝土输送管的出口位于混凝土模具外侧，所述的混凝土模具2长度为50cm，

所述的混凝土配比为：硅酸盐水泥100份，颗粒度为1-2mm的细沙350份、5-8mm长的不锈钢纤维30份，煤矸石煅烧物50份，粉煤灰30份，石膏粉35份，氢氧化铝5份，硫酸锌5份，煤焦油5份，乳胶粉2粉，水200份。

所述的进水管连接水泵，出水管连接抽水泵，混凝土输送管连接混凝土泵车。

将混凝土混合好后，利用泵车将混凝土打入井筒中，工作过程是，钻头向下钻入土层，在钻进过程中，高压水冲刷泥土形成泥浆，抽水管将泥浆不间断抽出，混凝土模具紧贴井壁，随着钻头向下移动，在移动中，混凝土不断注入到模具和井壁之间的缝隙内，混凝土的凝固时间为3-4分钟，钻头向前钻进时，速度控制在每小时3-4米的速度，可以保证了混凝土在模具内基本上凝固，随着模具向下移动，井壁周围形成一圈混凝土井管，这个井管可以使井壁得到固定，防止气体及压裂液漏失，保证了采气的顺利进行。

所述的煤矸石煅烧物的加工过程为：