[发明专利]一种多水平跨采区地面钻井井网布设方法

权利要求书

1.一种多水平跨采区地面钻井井网布设方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）根据煤矿地质勘探资料，在井田范围内平行走向按一定标高将井田划分为数个阶段，然后在每个阶段内沿走向把阶段划分为多个具有独立生产系统的采区，从第一阶段一采区C₁的采区上山煤柱与上部井田边界煤柱交界H₁处对应的地面上方位置钻设水平井，水平井的第一水平段钻设在中部煤层且延伸至第一、第二阶段中间的阶段煤柱与井田左侧边界煤柱交界H₂处；同时从第一、第二阶段中间的阶段煤柱与第一阶段一采区C₁的采区上山煤柱交界H₃处对应的地面上方位置钻设多分支井，多分支井的主井眼布置洞穴直井，分支井眼布置水平井，第二水平段钻设在中部煤层中且延伸至第一阶段一采区C₁、二采区C₂中部的采区煤柱与井田上部边界煤柱交界H₄处；

（2）打开水平井、多分支井地面端的抽采管阀门，通过抽采管同时对上山煤柱两侧的多个采空区进行煤层气抽采，分别记录此时单位时间内水平井、多分支井煤层气的抽采量Q₁、Q₂；

（3）待单位时间内煤层气的抽采量下降至Q₁的20%时，水平井停止抽采，关闭水平井抽采管阀门；打开水平井注氮管阀门，采用防冻循环泵将制备好的液氮连续循环注入到绝热防冻裂钢管中，通过水平段套筒上的小孔压入至煤岩体中进行致裂，12h之后回收氮气，关闭水平井注氮管阀门；打开水平井抽采管阀门，再次由抽采管进行煤层气抽采，记录此时单位时间内水平井内煤层气的抽采量Q₃；

多分支井中，待单位时间内煤层气的抽采量下降至Q₂的20%时，多分支井停止抽采，关闭多分支井抽采管阀门；打开多分支井注氮管阀门，采用防冻循环泵将制备好的液氮连续循环注入到绝热防冻裂钢管中，通过水平段套筒上的小孔压入至煤岩体中进行致裂，12h之后回收氮气，关闭多分支井注氮管阀门；打开多分支井抽采管阀门，再次由抽采管进行煤层气抽采，记录此时单位时间内多分支井内煤层气的抽采量Q₄；

（4）待单位时间内煤层气的抽采量下降至Q₃的20%时，水平井停止抽采，关闭水平井抽采管阀门；待单位时间内煤层气的抽采量下降至Q₄的20%时，多分支井停止抽采，关闭多分支井抽采管阀门；

（5）密封水平井的井眼和多分支井的分支井眼，利用定向钻进技术在中部煤层中从水平井垂直段重新选取造斜点，钻设第三水平段连通多分支井的洞穴直井，第三水平段钻设时与水平方向成夹角5°~10°且向下倾斜，从多分支井井口下放抽水管；

（6）打开水平井抽采管阀门，通过水平井的抽采管抽采煤层气，通过多分支井的抽水管抽中部煤层的矿井水；

（7）当单位时间煤层气抽采量下降为3m³/min时，关闭水平井抽采管阀门，停止煤层气抽采。

2.根据权利要求1所述的多水平跨采区地面钻井井网布设方法，其特征在于：水平井的垂直段距离一采区边界30m，造斜点由矿井的地质条件以及井深和所使用的设备工艺决定，地面端由三通分为抽采管和注氮管，其中水平井抽采管支路一侧设置有抽采管阀门，注氮管支路一侧设置有注氮管阀门。

3.根据权利要求1所述的多水平跨采区地面钻井井网布设方法，其特征在于：多分支井的直井段位于第一、第二阶段之间的阶段煤柱中部，分支井眼布置的水平井造斜点由矿井的地质条件以及井深和所使用的设备工艺决定，地面端由三通分为抽采管和注氮管，抽采管支路一侧设置有抽采管阀门，注氮管支路一侧设置有注氮管阀门。

4.根据权利要求1所述的多水平跨采区地面钻井井网布设方法，其特征在于：水平井的第一水平段、多分支井的第二水平段钻设在中部煤层且向上、下方投影时水平段斜穿过第一阶段一采区内所有采空区。

5.根据权利要求1所述的多水平跨采区地面钻井井网布设方法，其特征在于：多分支井直井段位于第一、第二阶段之间的阶段煤柱中部。