[发明专利]一种利用外加声场有效提高煤层气地面抽采率的方法

摘要

本发明公开了一种利用外加声场有效提高煤层气地面抽采率的方法。它采用在地面煤层气垂直(竖直)抽放井的井口向井底投下特制重物的方法，重物撞击井底所产生的震动声波在煤层中传播时，可使煤层产生新的裂隙，并可扩大原始裂隙，从而增加煤层的渗透率；而声场中的超声波成分同时还可促进煤体及表面所吸附甲烷的解吸。分为两个阶段实现：一是在钻井深度达到与煤层顶部竖直距离5～1m的某一位置时，停止钻井，投入若干重物，所产生下向的声纵波和横波经过煤层时增加其裂隙度；二是井底延伸至煤层顶面下1.0m左右时停止钻井，投重物，其沿煤层传播的声波场进一步增加煤层的渗透率。方法充分利用重力势能而不需附加的能源消耗。

主权项

一种利用外加声场有效提高煤层气地面抽采率的方法，其特征在于它是一种非侵入式方法，利用重物的势能提供产生声场的能量而不需附加能源消耗，具体包括：首先，用特定材料制作出一定数目的球体或近似球体重物，其当量直径相比煤层气抽采的垂直(竖直)井直径小0.1～0.2m；分两个阶段向垂直井底投下上述重物，两个阶段分别对应于垂直井钻井至两个不同的深度；第一阶段，在垂直井钻至待采气煤层(目标煤层)的顶面上方约5～1m竖直距离时，停止钻井，在井口中央垂直向下向井内连续抛下3～5个制作好的重物，其撞击井底产生前向(垂直向下)的沿半球空间分布的声场，声波经过煤层时，在煤层中产生新的裂隙，并使原始裂隙有扩大趋势；第二阶段，继续钻井至待采气煤层(目标煤层)顶面处，停止钻井，并将井底面做成深入煤层约1.0m左右的倒圆锥面，在地面井口投下3～5个重物球，撞击井底倒圆锥面，所产生的震动声场(横波与纵波)具有较大的横向分量，即较多沿目标煤层传播的宽频带声波，在该声场作用下，煤层进一步产生出新的裂隙，并在一定程度上扩大原有裂隙；通过上述两个阶段向井底投重物操作，在该垂直井周围一定范围内，目标煤层受声场作用其裂隙增多、增大，使煤层渗透率得到提高。